Computational analysis of the optical response of ZnSe with d-orbital defects

掺杂剂 Crystal(编程语言) 带隙 兴奋剂 吸收光谱法 密度泛函理论 材料科学 吸收(声学) 红外线的 电子结构 晶场理论 混合功能 红外光谱学 光电子学 化学 光学 计算化学 物理 离子 复合材料 有机化学 程序设计语言 计算机科学
作者
Nicholas A. Pike,Ruth Pachter,Alán Martinez,Gary Cook
出处
期刊:Journal of Physics: Condensed Matter [IOP Publishing]
卷期号:34 (20): 205402-205402 被引量:4
标识
DOI:10.1088/1361-648x/ac594a
摘要

The doping of wide band-gap semiconducting ZnSe by transition metal (TM) atoms finds applications from mid-infrared lasing, sensing, photoelectrochemical cells, to nonlinear optics. Yet understanding the response of these materials at the atomic and electronic level is lacking, particularly in comparing a range of TM dopants, which were studied primarily by phenomenological crystal-field theory. In this work, to investigate bulk ZnSe singly doped with first-row TM atoms, specifically Ti through Cu, we applied a first-principles approach and crystal-field theory to explain the origin of the infrared absorption. We show that the use of an appropriate exchange-correlation functional and a HubbardUcorrection to account for electron correlation improved the determination of the electronic transitions in these systems. We outline an approach for the calculation of the crystal-field splitting from first-principles and find it useful in providing a measure of dopant effects, also in qualitative comparison to our experimental characterization for ZnSe doped with Fe, Cr, and Ni. Our calculated absorption spectra indicate absorption signatures in the mid-infrared range, while the absorption in the visible portion of the spectrum is attributed to the ZnSe host. Our calculations will potentially motivate further experimental exploration of TM-doped ZnSe. Finally, the methods used here provide a route towards computational high-throughput screening of TM dopants in III-V materials through a combination of the electronic band structure and crystal-field theory.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
叶文言完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
sum发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
畅快的汉堡完成签到,获得积分10
2秒前
糊涂小子0629应助COLDPIG采纳,获得10
2秒前
一心完成签到,获得积分10
2秒前
小白菜发布了新的文献求助10
3秒前
keyanchong完成签到,获得积分10
4秒前
硕shuo完成签到 ,获得积分10
4秒前
翻斗花园壮壮完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
浮光完成签到,获得积分10
5秒前
玉米烤肠发布了新的文献求助80
5秒前
5秒前
卓奕雯完成签到 ,获得积分10
5秒前
上官若男应助明亮囧采纳,获得10
6秒前
7秒前
borL发布了新的文献求助10
7秒前
SSS完成签到,获得积分10
7秒前
斯文慕山完成签到,获得积分10
7秒前
梨梦谣发布了新的文献求助10
7秒前
大肥猫完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
叶文言发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
缥缈蓉完成签到,获得积分10
7秒前
杨小坤完成签到 ,获得积分10
8秒前
寻梦完成签到,获得积分10
8秒前
HX完成签到,获得积分10
9秒前
CodeCraft应助zzzyyyppp采纳,获得10
9秒前
kangnakangna完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
张一完成签到,获得积分10
10秒前
天气真好关注了科研通微信公众号
10秒前
张大旺完成签到,获得积分0
10秒前
迅速冬天完成签到,获得积分10
10秒前
Pheonix1998完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
The SAGE Dictionary of Qualitative Inquiry 610
Signals, Systems, and Signal Processing 610
An Introduction to Medicinal Chemistry 第六版习题答案 600
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6345311
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8159936
关于积分的说明 17159806
捐赠科研通 5401425
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2860796
邀请新用户注册赠送积分活动 1838623
关于科研通互助平台的介绍 1688110