铜铁矿结构p型透明导电氧化物的研究

项目名称： 铜铁矿结构p型透明导电氧化物的研究

项目编号： No.11204076

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理学I

项目作者： 许英

作者单位： 湖南科技大学

项目金额： 25万元

中文摘要： ，透明导电氧化物（TCO）的研究已经成为新能源领域中的一个重要的研究课题，目前TCO材料大多数是n型（电子型导电）材料，而p型TCO材料，即空穴导电的TCO材料，其电导率和载流子浓度还是非常小，远达不到应用的要求。本项目主要通过第一性原理计算的方法，对p型TCO材料铜铁矿系列含铜化合物CuMO2(M=Al, Ga, In, Y,Sc,Cr)进行研究。 研究内容包括：1）通过精确的电子结构计算系统的研究铜铁矿结构CuMO2系列化合物的p-型电导产生的机制，分析其电导率较低的原因。2）对这一系列化合物的掺杂进行一个系统的研究，寻找合适的掺杂元素，探索提高CuMO2系列化合物的p-型电导的可能方法。通过这两个内容的研究，将为实验提供理论支持，有针对性的改善实验条件，极大提高掺杂效率，解决p型TCO材料电导率过低的问题. 3）与其他结构含铜化合物的横向比较，探索p型透明导电氧化物的第一性原理设计。

中文关键词： 透明导电氧化物；第一性原理计算；新能源材料；掺杂；

英文摘要： The study of transparent conductive oxides (TCO) has become one of the most important topic in new energy area. However, most TCO materials are n-type (electron conductive).For p-type (hole conductive) TCO material, the conductivity and carrier concentration are still very small, which can not satisfy the real application. This project aims to investigate the properties of p-type delafossite oxides, CuMO2 (M=Al, Ga, In, Sc, Cr), with first-principle calculations. Our research contains: i) clarify the mechanism of p-type conductivity and the reason of their low conductivity through exact electronic structure calculations. ii) Systematically study the impurity in this serials compound, in order to find the most efficient doping impurities to fabricate resistive p-type oxides. Our calculations will provide theoretical supports for experiments. The experiment conditions can be improved correspondingly and the doping efficiency can be increased and the low conductivity problem can be solved. iii) Compare with other p-type TCO compounds with copper and try to find the way design TCO materies.

英文关键词： transparent conductive oxides；first- principles calculation；new energy materials；doping；