摘要：目的研究分子吸附在不同的ZnO表面时,体系的稳定性、电子结构、紫外光吸收情况。方法根据第一性原理密度泛函理论,首先对O2和H2O分子分别吸附在完备的ZnO和具有氧空位的ZnO单层膜表面进行结构优化,然后分析不同体系的电子结构和光学性质。结果通过吸附能可知,分子吸附有利于系统稳定性的提高,其中氧分子吸附最为明显;能带和态密度图显示,分子吸附有利于电子在导带和价带之间的跃迁;差分电荷密度图表明,分子吸附的所有体系都存在电子转移,吸附分子和薄膜之间存在相互作用;光吸收图显示,分子吸附的ZnO体系光吸收明显增强。水分子吸附在含氧空位的ZnO单层膜上时,体系具有较强的紫外吸收、较高的载流子浓度、较小的载流子有效质量以及较好的稳定性,是比较理想的紫外探测材料。结论ZnO单层膜中氧空位和实验环境中的氧气和水汽均能影响体系的紫外响。研究结果可为ZnO基薄膜紫外探测器的发展提供参考。

关键词：zno 第一性原理 紫外探测性质 分子吸附 表面缺陷 

单位：无锡科技职业学院电子工程学院 江苏无锡214028 扬州大学物理科学与技术学院 江苏扬州225002 重庆电讯职业学院 重庆402247