cl掺杂cu2o的第一性原理计算
NPr共掺杂二氧化钛的第一性原理计算
N:Pr共掺杂二氧化钛的第一性原理计算高攀1，吴晶1，张学军2，周文芳1，柳清菊1（1.云南省高校纳米材料与技术重点实验室，云南大学，昆明 650091;2. 湖南城市学院物理与电信工程系，湖南益阳，413000）摘要：本文采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了N:Pr共掺杂二氧化钛的晶体结构、电子结构和光学性质，计算结果表明：共掺杂同时在禁带中和价带顶形成了杂质能级，一方面，这有利于光生电子-空穴对的分离，可提高TiO2的光催化活性，另一方面，掺杂后禁带宽度有一定的减小，从而使得TiO2基本吸收带边红移到可见光区。
关键词：TiO2；共掺杂；第一性原理First-principles study on Nitrogen and Praseodymiumcodoped anatase TiO2GAO Pan1, WU Jing1, ZHANG Xuejun2, ZHOU Wenfang1, LIU Qingju1(1. Yunnan Key laboratory of nanomaterials & technology, Yunnan University, Kunming 650091;2. Department of physics and Electric Information Engineering, Hunan City University, Hunan,Yiyang 413000, )Abstract: The crystal structures, electronic structures and optical properties of Nitrogen and / or Praseodymium doping anatase TiO2 were calculated by first principles with the plane-wave ultrasoft pseudopotential method based on density functional theory. The calculated results show that the formation of impurity energy levels of N+Pr-doped TiO2 are located at the centre of the band gap and on the top of the VB. On the one hand, it is very effective for the separation of photoexcited electron-hole pairs and the improvement of the photocatalytic activity of TiO2. On the other hand, the band gap of N+Pr-doped TiO2 is narrowed, therefore, the optical absorption edge of N+Pr-doped TiO2 can be red-shift.Key words: TiO2; codoping; first-principle0 引言作为光催化环境净化材料，TiO2由于具有无毒、成本低、稳定性好等诸多优点而成为最具研发潜力的光催化剂。
掺杂单层MoS2电子结构的第一性原理计算
第44卷 第12期 材料工程Vol.44 No. 12 2016 年 12 月第 80 —83 页 Journal of Materials Engineering Dec.2016 pp.80 —83惨杂单层M〇S2电子结构的第一性原理计算First Principles Calculation of ElectronicStructure of Doped Monolayer MoS2伏春平U2(1重庆文理学院电子信息技术与应用工程中心，重庆402160;2重庆市高校微纳米材料工程与技术重点实验室，重庆402160)FU Chun-ping1，2(1 Engineering Research Center of Electronic InformationTechnology and Application,Chongqing University of Artsand Sciences,Chongqing 402160 ,China；2 Chongqing KeyLaboratory of Micro/Nano Materials Engineering andTechnology,Chongqing 402160 ,China)摘要：采用第一性原理研究Cu，A g，A u掺杂单层M〇S2的键长畸变、能带结构和态密度。
探讨Cu，A g，A u掺杂对单层MoS2电子结构的影响。
结果表明：Cu，A g，A u在S位掺杂的杂质能都低于在M o位掺杂的杂质能，其在S位掺杂的体系的稳定性强于在M o位掺杂的体系。
在S位掺杂时，杂质与最近邻的Mo，S原子的键长都发生了畸变，畸变率最大的是达23. 8%。
与单层M〇S2的超胞相比，掺杂体系的禁带中出现了 4条新能级，导带和价带的能量向低能区移动。
杂质原子周围存在着电荷聚集，同时也存在电荷损失。
关键词：M〇S2;能带结构；态密度；掺杂;第一性原理doi: 10. 11868/j.issn.1001-4381. 2016. 12. 013中图分类号：0469 文献标识码：A文章编号：1001-4381(2016)12-0080-04Abstract：Based on the first principle,the bond length,band structures and density of states of Cu, Ag and Au doped monolayer MoS2were studied.The effects of Cu,Ag and Au doped on the monolayer M o S2electronic structure were discussed.The results show that the impurity energy of Cu,A g, Au doping at the S position always lower than that doping at the Mo position,so that there is the more stably of Cu,A g,Au doping at the S position.When the Cu,A g,Au dope at the S position, the bond length of impurity atom and nearest neighbor S,Mo atom are distorted,the maximum of aberration rate tiA u_M o is up to 23. 8%. Comparing with the monolayer MoS2,the doped system appears four new energy levels in forbidden band.The energy of the conduction band and valence band turns to the low energy region.Charge gathers around impurity atoms,at the same time,a charge loss exits. Key words:MoS2;band structure;density of states;doped;first principleM〇S2最常见的低维结构为二维单层结构，也是 MoS2三维母体材料的基本组成单元。
金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理计算
金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理计算金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理计算/王海东等?129?金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理计算王海东,万巍(中南大学无机材料研究所,长沙410083)摘要采用基于密度泛函理论的从头算平面波超软赝势方法,计算了纯锐钛矿相TiU2及5种不同金属掺杂Ti()2的晶格常数,能带结构,态密度与光吸收系数.结果表明,掺杂后能级的变化主要是过渡金属Co3d,Fe3d,Zr4d,Zr4p,V3p,V3d,W5d及W5p轨道的贡献.随着co,Fe,V掺杂浓度的增加,禁带宽度呈减小趋势;Zr掺杂对能带结构几乎不产生影响;W掺杂能级远离禁带,只对价带构成产生了影响.金属掺杂使禁带宽度变化或出现新杂质能级,导致了Ti()2吸收边沿红移或在可见光区域出现新的吸收峰;其中Co,Fe掺杂的吸收边沿明显红移,而w掺杂时在可见光区域出现较强的吸收峰.'关键词第一性原理锐钛矿相TiOz金属掺杂中图分类号:TN302;O411文献标识码:A StudyontheMetalDopedAnataseTiO2byFirstPrinciplesW ANGHaidong,WANWei(InstituteofInorganicMaterials,CentralSouthUniversity,Changsha410083) AbstractThelatticeconstant,bandstructure,densityofstatesandopticalpropertiesofpurean dCo,Fe,Zr,V,WdopingTi02werecalculatedusingthefirst-principleplane-waveultrasoftpseudopotent ialmethodsbasedonthe densityfunctionaltheorNTheresultsindicatethattheformationofimpuritylevelismainlyco ntributedbymixingwithCO3d,Fe3d,Zr4p,Zr4d,V3p,V3d,W5p,W5dorbita1ofthetransitionmeta1.Thebandg apdecreaseswithincreasingCo,ice,Vconcentration.ThereisnoimpuritylevelpresentinthebandstructureofZ rdopingTi02.Impu—ritylevelofWdopingTi02leavesawayfromthebandgap,onlycausestheconstitutionofvalen ceban&Thedoping withmetalliciconsisresponsibleforthechangesofbandgapornewappearanceofimpurityle vel,whichbringstheredshiftofTi02absorptionwavelengthortheappearanceofnewabsorptionpeakinthevisible 1ightregion.Thedo—pingofCo,FebringstheredshiftofTi02absorptionwavelengthobviouslyandW-dopingcaus esastrongabsorptionpeakinthevisiblelightregion.KeywordsFirst-principlecalculation,anatasetitaniumdioxide,metaldoped0引言作为光催化环境净化材料,Ti0因具有无毒,成本低,稳定性好等诸多优点而成为最具研发潜力的光催化剂.但由于TiO是宽禁带半导体氧化物,使其对太阳能的利用受到了限制.因此,如何通过改性手段提高其光谱响应范围是TiO光催化性能推广应用的关键.对TiOz的改性研究表明,金属离子掺杂改性是有效的方法之一理想的掺杂离子应在材料内形成合适的施主或受主能级,且这些能级位于距离导带或价带较理想的位置,既可以俘获载流子促进光生载流子的分离,又能快速释放载流子以避免成为载流子失活中心[1].在已开展的金属离子掺杂TiO光催化活性的实验研究中,Choi等采用Sol—gel法将与Ti半径接近的21种金属离子掺入到TiO中,结果表明,掺杂Fe",Mo",Ru什,Os抖,Re汁,V",Rh3均可明显提高TiO的氧化还原能力,而Li,M,Al",Ga什等S区及P区离子掺杂则降低了Ti0.的光催化活性.相对于实验研究,模拟计算技术具有可以克服实验中人为因素的影响,更易于深入分析离子掺杂改性机理的特点.从2O世纪9O年代开始应用第一性原理对Ti02纳米材料进行计算模拟的研究工作已逐渐展开r3].曹红红等_4]使用全电势线性缀加平面波法,对锐钛矿相TiO做了较系统的计算,优化后所得结果与实验值符合得很好.Umebayashi等]利用基于密度泛函理论的全电势线性缀加平面波法计算了3d过渡金属掺杂锐钛矿相TiO.的电子结构,结果表明掺杂物的t.态在禁带或价带中产生了一个杂质能级,并且随着掺杂原子序数的增大,杂质能级向低能级方向移动.为进一步系统地研究金属掺杂对锐钛矿相TiO光催化性能的影响机理,采用基于密度泛函理论的从头算平面波超软赝势方法,计算了纯锐钛矿相Ti()2及5种不同金属(Co,*教育部博士点基金(20100162110062)王海东:1963年生,博士,教授Tel:0731—8836963E-mail:***************】30?材料导报B:研究篇2O11年7月(下)第25卷第7期Fe,Zr,V,w)在多浓度掺杂下TiO.的晶格常数,能带结构,电子态密度及光吸收性质,研究了相应掺杂情况下各种掺杂对锐钛矿相()电子结构及光学性能的影响.1计算方法与结构优化通过在锐钛矿型Ti().超晶胞中掺杂一个原子替代,¨原子对掺杂效应进行模拟.建立的3个模型是:2×1xl,2x2×1,3×2×1的超晶胞,这些超晶胞分别包含24,48,72个原子,对的理论掺杂浓度(原子分数,下同)为4.17,2.08,1.3【{,标记为模型(b),((t),(d);作为参照也刈'未掺杂的Ti():单胞进行了讣算,标记为模型(a),如图1所示.相应的(a),(b),(c),(d)模型k—point取样Monkhorst—pack的格点分别选取为5×5×2,5×3×2,3×3x2,3×2×2.埘品体结构优化后,找到晶体结构的最稳定点,再完成能带结构, 态密度和光学性质的计算.图1替位掺杂锐钛矿型Ti02计算模型Fig.1ThecalculationmodelsforsubstitutionalanataseTi()2通过Accelrys公司开发的Materialsstudio中的CASTEP模块,采用基于密度泛函理论(Densityfunction theory,DFT)的平面波超软赝势方法进行计算.在掺杂前后的结构优化环节中交换关联函数均采用广义梯度近似(GGA,Generalizedgradientapproximation),赝势函数采用PBE(Perdew,BurkeandErnzerhof)梯度修正函数,并在此近似下进行了结构及性质计算.其它计算参数设置为:平面波截断~(Cutoff)340eV,自洽场收敛性标准(SCFtolerance)5×10eV/atom,两次迭代体系能量收敛精度5×10eV/ atom,原子最大受力收敛精度1×lOeV/A,最大应变收敛精度2×10GPa,原子最大位移收敛精度5×10A,计算的价态电子有Ti3s.3p3d4s.,O2s2p,Co3d4s,Fe3d.4s,Zr4s4p.4d5s,V3s.3p3d.4s,WSs.5p5d6s,所有计算均在倒易空间中进行.作为后续计算基础的未掺杂rri模型,表1为经优化后锐钛矿相Ti()晶胞结构参数的计算结果n,c,"(dap/c, dap是轴向Ti一()键长)与实验值及文献值的比较.从表1中可以看出,理论计算结果l7与实验数值_8接近, 表明计算精确度高,模型可靠.表l锐钛矿相TiO2结构参数比较Table1StructureparameterofanataseTiO22结果与讨论2.1能带结构分析根据掺杂模型计算所得能带结构,各模型的禁带宽度值9Ti●O●M(掺杂原子)如表2所示.从表2中可以看出,随着Co,Fe,V掺杂浓度的增加,禁带宽度呈现出明显减小的趋势;而掺杂时不同掺杂浓度下禁带宽度几乎一致;但w掺杂下禁带宽度反而增大,甚至比未掺杂TiO的禁带宽度更大.表2计算模型的带隙宽度值Table2Bandgapofcalculationmodels考查掺杂前后禁带宽度变化最大的模型,选取费米能级为零点,纯锐钛矿相TiO:及各金属元素4.17掺杂浓度下在沿布里渊区对称点上的能带结构如图2所示.据图2(a)可以看出锐钛矿型TiO.的导带最低点及价带最高点均在G点,据此判定其为直接能隙半导体,禁带宽度为2.23eV,小于实验值3.23eV,与Asahi等的计算结果相近.由于在广义梯度近似(GGA)计算下,交换关联函数不能完全反映真实的多电子相互作用,导致得到的禁带宽度要比真实的禁带宽度小.这种由于计算方法本身造成低估带隙的情况,文献[9,10]已进行过讨论.但作为一种有效的近似方法,其结果的相对值还是准确的,不影响对能带结构的分析.由图2(b)一(f)可知,Co,Fe,Zr,V和w掺杂TiO.的导带最低点分别在G,Z,G,G,G点,而价带最高点分别位于G, F,F,F,F点.这表明Co掺杂的电子为直接跃迁,禁带宽度为0.47eV;而Fe,Zr,V和w掺杂的电子为间接跃迁,禁带宽度分别为1.70eV,2.18eV,1.78eV,2.74eV.与TiO2的金属掺杂锐钛矿相TiOz的第一性原理计算/王海东等?131? 禁带宽度2.23eV相比,w掺杂后禁带宽度变宽,而co,Fe,Zr,V均有不同程度的减小,其中C()掺杂后TiO禁带宽度最小.根据半导体掺杂理论,杂质浓度较高时杂质原子相互间较接近,因此杂质原子之间的电子波函数发生重叠,使孤立的杂质扩展成为能带,即杂质能带[1.图2(b),(c)中,Co,Fe掺杂分别在禁带中上部产生了2条和3条新杂质能级,可在电子跃迁时起中问过渡作用,能有效减小所需的激发能量,从而拓宽了Co和Fe掺杂TiO.的光响应波长范围. 42净O器一2一4-6在图2(e)中,V掺杂能级位于接近导带底的位置,与Ti3d轨道形成复合导带底.由图2(d)可知,Zr掺杂在低浓度下产生的能级不明显,新能级与O2p轨道复合形成价带顶,但Zr 掺杂与V掺杂一样也没有引人中间能级,不会形成新的空穴俘获中心,因而亦可较有效地提高T[O的光催化活性.如图2(f)所示,w掺杂后只在靠近价带下方出现了新的能级, 使价带宽度增加,对禁带影响不明显,不会使光吸收边沿发生红移.42;≈一2一4—6GFqzGGFQZGGFQzG图2能带结构Fig.2Energybandstructure2.2电子态密度分析与能带结构分析相对应,选取4.17掺杂浓度,对不同金属元素Co,Fe,Zr,V和W掺杂Ti()2在沿布里渊区对称点上的总态密度(DOS)与纯Ti02总态密度进行了比较,如图3 所示.图3总态密度图Fig.3Totaldensityofstates从图3可知,与纯TiO.相比掺杂后体系的导带和价带的位置出现了负移,且掺杂后导带的宽度均有不同程度的减小,理论上将使掺杂后的TiO.具有更强的氧化还原能力.Zr掺杂TiOz后的态密度与未掺杂TiOz的态密度基本相似, 2O一2三醣≈一4口[一6-8GFQ没有明显的变化;Co,Fe掺杂后分别在禁带中间靠近导带和靠近价带方向出现了新的态密度.在V掺杂TiO靠近导带下方出现了一个"小肩峰",使导带向低能量方向偏移,有利于禁带宽度的减小;在W掺杂靠近TiOz价带下方也出现了新的态密度"肩峰",使得价带加宽;V和W掺杂TiO.的总态密度整体向能量最低的方向偏移.掺杂前后电子结构的变化可根据费米能级附近价带和导带的偏态密度(PDOS)作进一步分析,如图4所示.由图4(a)可以看出,锐钛矿型TiO在费米能级附近的价带和导带分别主要由.原子的2p轨道和rri原子的3d轨道组成,价带范围一5.26～0.77eV,宽度为6.03eV;导带范围1.61～5.49eV,宽度为3.88eV.如图4(b)所示,Co掺杂Ti02价带(一6.40～O.36eV)主要由02p轨道组成,昆合了Ti3d和Co3d轨道,宽度为6.76 eV,比未掺杂Ti02的价带宽度明显增加;导带(2.O9～3.94 eV)主要由Ti3d轨道组成,同时也混合了Co3d和02p轨道,宽度为1.85eV,比未掺杂TiO:的导带宽度明显减小.相对未掺杂的TiO.,Co掺杂后价带向下移动0.41eV,导带向上移动0.48eV.但在导带和价带之间形成了由Co3d和O2p轨道杂化的中间能带,从而有利于价电子从价带到导带的跃迁,表现出良好的光学性能.6420>∞\∞金属掺杂锐钛矿相Ti()2的第一性原理计算/王海东等?133? 荷和更小的半径,取代后可能导致Ti什与O.卜距离变小,有利于光生电子的跃迁,而且具有更大的电荷半径比,以至于w对()一有较强的极化效应.另外一个原因是w的掺杂是高价掺杂.Kiriakidou等口认为掺杂离子的化合价高时会使费米能级和能带向上漂移,表面势垒变高,空间电荷区变窄,使光生电子和空穴在强场的作用能够得到有效的分离.图5掺杂TiO2的紫外一可见吸收光谱Fig.5UV-visabsorptionspectraofaopedTi023结论采用基于密度泛函理论的从头算平面波超软赝势方法研究了纯锐钛矿相TiO及5种不同金属掺杂TiO.的晶格常数,能带结构,电子态密度与光吸收系数.模拟计算表明:掺杂计算基础的未掺杂TiO模型,经优化后晶胞结构参数的计算结果与实验值偏差较小,参数设置合理,模型可靠. (1)掺杂后能级的变化主要是过渡金属Co3d,Fe3d,Zr4d,Zr4p,V3p,V3d,W5p,W5d轨道的贡献.随着3d过渡金属Co,Fe,V掺杂浓度的增加,禁带宽度呈减小趋势,且均在禁带中产生了明显的杂质能级;Zr掺杂前后所得结构几乎一致,与掺杂浓度无关;但w掺杂由于导带价带相对位置的变化使禁带宽度增大,并在原有价带以下产生了新的杂质能级.(2)掺杂导致禁带宽度变窄或出现新的杂质能级,在紫外一可见吸收光谱中表现为TiO吸收边沿的红移或出现新的吸收峰.其中Co,Fe掺杂的吸收边沿明显红移,而w掺杂在可见光区域出现了很强的新的吸收峰.致谢感谢q-南大学高性能计算q-心在模拟计算方面提供的技术支持与帮助.参考文献I张金龙,陈锋,何斌.光催化EM].上海:华东理工大学出版社,2004:712ChoiW,TerrainA.HoffmanMRTheroleofmetaliondopantsinquantum-sizedTiO2:Correlationbetweenphoto—reactivityandchargecarrierrecombinationdynamics[J].j PhysChem,1994,98(51):136693SegallMD,LindanJDP,ProbertMJ,eta1.First-princi—plessimulation:Ideas,illustrationsandtheCASTEPcodeLJ一].JPhys:CondensedMatter,2002,14(11):27174CaoHonghong(曹红红),HuangHaibo(黄海波),ChenQiang(陈强).AbinitiocalculationsofanataseTi()2(对锐钛矿相TiO2的第一原理计算KJ].JBeijingUniversityAero—nauticsAstronautics(北京航空航天大学),2005,31(2):2515AsalhiR,TagaY,MannstadtW,eta1.Electronicandop—ticalpropertiesofanataseTiO2口].PhysRevB,2000,61 (11):74596UmebayashiT,Y amakiT,ItohH,eta1.Analysisofelec—tronicstructuresof3dtransitionmetal—dopedTiO2basedon bandcalculations[J].JPhysChemSolids,2002,63(10):'19097TianFenghui(田风惠).Theorystudy0nnon-metallicele—mentdopedTiO2一basedphotocata1yst(非金属元素掺杂改性的Ti02基光催化剂的理论研究)[D].Shangdong(山东): ShangdongUniversity(山东大学),20068BurdettJK,HughbandksT,MillerGJ,eta1.Structural electronicrelationshipsininorganicsolids:Powderneutron diffractionstudiesoftherutileandanatasepolymorphsofti—taniumdioxideat15and295K[J].JAmChemSoc,1987,109(12):36399PerdewJP.PhysicalcontentoftheexactKohn-shamorbital energies:Bandgapsandderivativediscontinuities[J].Phys RevLett,1983,5l(20):188410V alentinCD,FinazziE,PaeehioniG,eta1.Densityfunc—tionaltheoryandelectronparamagneticresonancestudyon theeffectofN-FCo-dopingofTi()2[J].ChemMater,2008,20(11):3706l1谢希德,陆栋.固体能带理论EM].上海:复旦大学出版社, 1998:1012WengHongming,Y angXiaoping,DongJinming,eta1.E—lectronicstructureandopticalpropertiesoftheCo-doped anataseTi02studiedfromfirstprinciples[J].PhysRevB, 2004,69(12):12521913LiaoBin,ZhaoQinli,YingWuxian,eta1.Calculationofe—lectronicstructureofanataseTi02dopedwithtransition metalV,Cr,FeandCuatomsbythelinearizedaugmented planewavemethod[J].ChineseJStructuralChem,2009,28 (7):86914DuXiaosong,LiQunxiang,SuHaibin,eta1.Electronicand magneticpropertiesofV-dopedanataseTi02fromfirstprin—ciples[J].PhysRevB,2006,74(23):233201l5KiriakidouF,KondaridesDI,V erykiosXE.Theeffectof operationalparametersandTi02一dopingonthephotocataly- ticdegradationofazo-dyes[-J~.CatalToday,1999,54(1):119(责任编辑汪雁南)。
基于第一性原理的Au、Cu、Sb掺杂CdTe的结构模拟和光学性能预测
第52卷第8期2023年8月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.52㊀No.8August,2023基于第一性原理的Au ㊁Cu ㊁Sb 掺杂CdTe 的结构模拟和光学性能预测张平威1,林㊀龙2,张战营2(1.中建材(洛阳)新能源有限公司,洛阳㊀471000;2.河南理工大学材料科学与工程学院,焦作㊀454000)摘要:基于密度泛函理论研究了Au㊁Cu㊁Sb 掺杂CdTe 体系的电子结构和光学性能㊂Au㊁Cu㊁Sb 掺杂CdTe 体系均能稳定存在,过渡金属原子与Cd 原子轨道的杂化减小了CdTe 的带隙,提高了CdTe 对可见光的利用,同时降低了光生电子从价带跃迁到导带所需的能量,从而促进了更多的光生电子发生迁移,大大提高了其光学性能㊂三种掺杂体系中Sb /CdTe 体系在可见光范围内光吸收系数提升最显著,其光生电子和光生空穴迁移率相对于CdTe 体系分别增加5.97倍和15.54倍㊂通过计算掺杂体系的能带㊁态密度㊁电子布居㊁光吸收函数㊁载流子迁移率,从理论上揭示了Au㊁Cu㊁Sb提高CdTe 光学性能的机理㊂关键词:CdTe;第一性原理;电子性质;光学性能;载流子迁移中图分类号:O439;O469;TQ132.4+4㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2023)08-1400-07Structural Simulation and Optical Property Prediction of Au ,Cu ,and Sb Doped CdTe Based on First-PrinciplesZHANG Pingwei 1,LIN Long 2,ZHANG Zhanying 2(1.China National Buiding Materials (Luoyang)New Energy Resources,Luoyang 471000,China;2.School of Materials Science and Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China)Abstract :The electronic and optical properties of Au,Cu,Sb doped CdTe systems were studied based on density functional theory.Au,Cu and Sb doped CdTe systems all exist stably.The hybridization of transition metal atoms with Cd atomic orbitals reduces the band gap of CdTe and improves the utilization of visible light by CdTe.The lower energy required to jump from the valence band to the conduction band promotes the migration of more photogenerated electrons,which greatly improves the optical properties of doped CdTe.Among the three systems,Sb /CdTe system shows the most significant increase of absorption coefficient in the visible light range,with photogenerated electron and hole mobilities increasing by a factor of 5.97times and15.54times compared with CdTe system,respectively.The mechanism of the enhancement of the optical properties of Au,Cu,and Sb doped CdTe is theoretically revealed by calculating the band,density of states,electron population,optical absorption function,and carrier mobility.Key words :CdTe;first-principle;electronic property;optical property;carrier mobility ㊀㊀收稿日期:2023-02-13㊀㊀基金项目:国家自然科学基金联合基金重点项目(U2004209)㊀㊀作者简介:张平威(1968 ),男,河南省人,工程师㊂E-mail:lyblgfyxgs@㊀㊀通信作者:林㊀龙,博士,教授㊂E-mail:linlonghpu@ 0㊀引㊀㊀言近年来,CdTe 材料由于其高光吸收系数㊁窄带隙㊁良好的电荷传输等性能而受到了广泛的关注[1-3]㊂CdTe 在现代电子领域有着广泛的应用,如太阳能电池㊁辐射探测器㊁光电探测器等[4-7]㊂CdTe 良好的光学性能使其在太阳能电池的研发中占据了重要地位㊂目前,CdTe 基太阳能电池的转换效率已达到22.1%,但距离其理论效率27%~30%仍有较大改进空间[8-10]㊂这主要也是由一些固有缺陷引起,如光激发电子和空穴㊀第8期张平威等:基于第一性原理的Au㊁Cu㊁Sb掺杂CdTe的结构模拟和光学性能预测1401㊀的快速复合,大大降低了其光激发效率,带隙较宽而对可见光利用率较低,以及光化学稳定性不足引起材料的失活等[11-12]㊂因此提升CdTe的光学性能对于其在现代光电子领域的应用具有重要意义㊂大量的文献报道CdTe材料中的固有缺陷和外在缺陷可提高其性能,如空位及外来掺杂原子等可以影响材料能量结构进而提升其光学性能[13-15]㊂Sedzicki等[16]报道了P掺杂CdTe促进了材料吸收边的红移进而提升了其光学性能㊂Ding等[17]发现Ag掺杂CdTe后,其激子共振吸收增强,在带边附近的非线性折射增强了35倍以上㊂Alzaid等[18]研究了Cu掺杂含量对CdTe的影响,结果发现其消光系数随着Cu含量的增加而减小,而电导率则随着Cu含量的增加逐渐增大,进而提高了太阳能电池结构中CdTe吸收层的性能㊂Li 等[19]发现Au掺杂CdTe后,其晶体间的强偶级相互作用促进了发光峰的红移㊂Arivarasan等[20]报道了Sb 掺杂后CdTe量子点敏化的TiO2光阳极表现出比纯CdTe量子点更好的光伏响应㊂因此,利用过渡金属掺杂的方式来提高CdTe的光学性能是可行的㊂但目前为止,虽然实验上大量报道了过渡金属原子掺杂改变了CdTe光学性能,但其性能提高的机理却很少有人报道㊂本文通过密度泛函理论计算,研究Au㊁Cu㊁Sb掺杂CdTe(M/CdTe)的电子结构和光学性能,包括能带结构㊁态密度㊁光吸收函数㊁载流子迁移率等,系统地阐明其光电性能增强的机理㊂1㊀模型与方法在这项工作中,所有密度泛函理论的计算都在从头计算的模拟包VASP中进行[21-22]㊂为了描述电子和离子核之间的相互作用,采用了投影增广波势的方法㊂采用广义梯度近似(GGA)方法处理电子之间的交换相互作用[23-24]㊂所有计算均采用截止能量为400eV的平面波基进行㊂当每个原子受到的最大力小于0.02eV/Å,两个连续迭代步骤的总能量差小于10-4eV时,认为结构弛豫和自洽环实现了收敛㊂采用了3ˑ2ˑ1的以G 点为中心的网格对结构进行了几何优化㊂模拟了2ˑ2ˑ1的超胞,显示在图1中,其包含了32个原子,包括16个Cd原子,显示为米白色;16个Te原子,显示为橙色;红色位置为选择的过渡金属(Au㊁Cu㊁Sb)掺杂位置,其替代了Cd原子位置㊂为了比较不同掺杂体系的稳定性,定义形成能[25-26],公式为E f=E M/CdTe-E I-E M+E Cd(1)式中:E M/CdTe为金属原子掺杂CdTe的总能量,E I为本征CdTe的总能量,E M和E Cd分别为单个金属原子和单个Cd原子的能量㊂形成能越小表示结构越稳定㊂图1㊀2ˑ2ˑ1的过渡金属原子掺杂CdTe超胞结构Fig.1㊀2ˑ2ˑ1CdTe supercell with doped transition metal atoms图2为Au/CdTe㊁Cu/CdTe㊁Sb/CdTe体系的形成能和Bader电荷转移㊂从图中可以看出,Au掺杂CdTe(Au/CdTe)㊁Cu掺杂CdTe(Cu/CdTe)的形成能为负值,说明结构是稳定的,Sb掺杂CdTe(Sb/CdTe)的形成能为3.427eV,而在优化后的Sb/CdTe晶格结构并未发生明显变化,表明该结构同样是稳定的㊂为了进一步验证Sb/CdTe的稳定性,计算了该结构的声子谱和声子态密度,结果如图3所示㊂图3(a)显示Sb/CdTe构型声子散射曲线中不存在虚频率,说明所构建模型是合理的㊂此外,Sb/CdTe构型的总声子态密度结果绘制在图3(b)中,结果显示在声子频率处没有虚频率,这表明Sb/CdTe结构处于基态,其几何优化完全收敛㊂因此Sb/CdTe结构是稳定的㊂综上所述,三个研究的掺杂体系都是稳定可靠的㊂1402㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷图2㊀Au /CdTe㊁Cu /CdTe㊁Sb /CdTe 体系的形成能和Bader 电荷转移Fig.2㊀Formation energy and Bader charge transfer of Au /CdTe,Cu /CdTe,Sb /CdTesystems 图3㊀Sb /CdTe 体系的声子色散曲线(a)和声子态密度曲线(b)Fig.3㊀Phonon dispersion curve (a)and phonon density of states curve (b)of Sb /CdTe system 2㊀结果与讨论2.1㊀几何结构优化首先利用GGA 的方法对本征CdTe 体系进行结构优化,计算得到的晶格常数a =4.72Å,b =8.07Å,c =7.64Å,与实验结果相似[27]㊂表1中计算的电子布居显示,在Au /CdTe 体系中,Au 原子作为受体从相邻的Te 原子中获得了0.249eV 电子,相反,Cu 和Sb 原子在掺杂体系中作为供体分别损失了0.216e 和0.426e㊂这些转移的电子促进了掺杂体系中的电子转移,也相应增强了掺杂原子与周围原子的结合而形成较强的键,表明所研究的结构是稳定的㊂2.2㊀能带理论为了定性阐明过渡金属掺杂后所引起的CdTe 中电子运动的特点,计算了CdTe㊁Au /CdTe㊁Cu /CdTe㊁Sb /CdTe 体系能带图,如图4所示㊂所计算的本征CdTe 的禁带宽度为0.613eV,小于实验值1.5eV [27],这是因为能带结构的计算方法利用GGA 近似,其并没有考虑交换相关性的不连续性,但其并不影响理论结果分析㊂而Au /CdTe㊁Cu /CdTe㊁Sb /CdTe 体系的带隙则明显减小,其值分别为0.394㊁0.504㊁0.477eV,且均在费米能级附近出现杂质能级㊂当电子被激活时,其从价带跳到导带时所需的能量会降低,而光的波长也会随着可见光响应的增强而增加,增加了CdTe 的光吸收系数㊂此外,Sb /CdTe 体系的带隙有向价带迁移,导带通过了费米能级,提高了CdTe 的半导体特性和氧化还原能力,其光催化能力得到了进一步的增强㊂2.3㊀态密度为了进一步了解Au /CdTe㊁Cu /CdTe㊁Sb /CdTe 体系光学性能增强的机理,从微观上了解其能带变化的原因,计算了CdTe㊁Au /CdTe㊁Cu /CdTe㊁Sb /CdTe 体系的态密度,包括各体系的总态密度和部分态密度,结果如图5所示㊂从图5(a)可以看出,本征CdTe 的价带主要由Te 原子贡献,而导带部分则是由Cd 原子和Te 原子共同贡献㊂图5(b)为Au /CdTe 的态密度,接近费米能级的Au /CdTe 的价带主要由Te 原子和Au 原子㊀第8期张平威等:基于第一性原理的Au㊁Cu㊁Sb 掺杂CdTe 的结构模拟和光学性能预测1403㊀贡献,两者轨道间形成了杂化,而在费米能级处出现的杂质带也减少了带隙,进而提高了其对可见光的利用㊂Cu /CdTe 体系有着和Au /CdTe 体系相似的变化㊂从图5(d)中可以看出,当Sb 原子引入到CdTe 后,在费米能级左侧价带处出现了杂质峰,进一步缩短了电子的跃迁路径,促进了载流子的迁移且增加了体系的电导率㊂此外,在此出现的杂质峰主要由Sb 原子贡献,而Cd 原子也作了一定的贡献,两者之间形成了杂化㊂这种杂化也使得该体系的导带和价带向较低的能量方向移动,而导带底部通过费米能级,也使其更容易产生光生电子,进一步增强其光学性能㊂图4㊀CdTe(a)㊁Au /CdTe(b)㊁Cu /CdTe(c)㊁Sb /CdTe(d)体系能带结构Fig.4㊀Energy band structures of CdTe (a),Au /CdTe (b),Cu /CdTe (c)and Sb /CdTe (d)system 图5㊀CdTe(a)㊁Au /CdTe(b)㊁Cu /CdTe(c)㊁Sb /CdTe(d)体系的态密度Fig.5㊀Density of states of CdTe (a),Au /CdTe (b),Cu /CdTe (c)and Sb /CdTe (d)system 2.4㊀光学性能为了更直观地评价Au㊁Cu㊁Sb 原子对CdTe 光学性能的影响,计算了各掺杂体系的光吸收系数,并将结果与本征CdTe 进行比较,结果如图6所示㊂从图中可以看出,在可见光范围内(1.63~3.10eV)[28-31],相比于本征CdTe 体系,Au /CdTe㊁Cu /CdTe㊁Sb /CdTe 体系的光吸收系数均明显增强,表明其吸收光子的能力得到了增强㊂这可能是由于这些体系能带降低,光吸收电子从价带跃迁到导带所需能量降低,进而促进了更多的1404㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷图6㊀CdTe㊁Au /CdTe㊁Cu /CdTe㊁Sb /CdTe 体系光学吸收函数Fig.6㊀Optical absorption functions of CdTe,Au /CdTe,Cu /CdTe and Sb /CdTe systems 电子跃迁㊂其中Sb /CdTe 体系的光吸收系数最强,这是因为其产生的杂质带缩短了电子的跃迁路径,进一步促进了光生电子的跃迁,此结果也与计算的态密度和能带结构相符合㊂2.5㊀载流子迁移率材料是否具有优异的载流子迁移率在现代电子设备的应用中具有极其重要的意义㊂为了进一步了解各掺杂体系的电子性质,根据形变势理论计算了室温(T =300K)下界面的载流子迁移率(μ),其表达式为[32]μ=2e ħ3C 3k B T |m ∗|2E 2d (2)式中:e 为电子电荷,k B ㊁T 和ħ分别为玻尔兹曼常数㊁温度和还原普朗克常数,E d 定义为由应变引起的带边位移而引起的形变势常数,C 为系统的弹性模量㊂从价带顶和导带底的x 和y 方向的带结构中提取出载流子的有效质量㊂此外,在模型中分别沿x 和y 方向施加-1%到1%(每次应变为0.5%)的应变,使结构被压缩或膨胀㊂弹性模量C 通过拟合关于能量-应变关系的二次函数来计算[33]㊂之后,通过对导带底和价带顶的能量作不同应变的函数的线性拟合,得到形变势常数E d [34]㊂根据这些系数带入公式计算出μ,计算的各参数及载流子迁移率显示在表1中㊂结果显示,CdTe 的电子和空穴迁移率比较小,在x 方向为38.165和3.774cm 2㊃V -1㊃s -1,而y 方向同样如此,其电子和空穴迁移率为48.341和1.571cm 2㊃V -1㊃s -1㊂在经过过渡金属Au㊁Cu㊁Sb 掺杂CdTe 后,其电子和空穴的迁移率得到了很大的提升㊂如在y 方向上,Au /CdTe㊁Cu /CdTe㊁Sb /CdTe 体系的电子迁移率相对于CdTe 分别增长了16.38倍㊁17.22倍和5.97倍,这是由于过渡金属原子的掺入导致CdTe 发生了局部结构断裂及电子重新排列,进而使得整个材料的能量和带边位置发生了变化㊂而y 方向上,Sb /CdTe 体系的空穴迁移率更高,相对于CdTe 增长15.54倍,结合电子迁移率,Sb /CdTe 体系的电子和空穴的结合率会降低,其电子和空穴寿命也会相应增加㊂结合上述分析,Au /CdTe㊁Cu /CdTe㊁Sb /CdTe 体系均能增强CdTe 的光学性能,Sb /CdTe 体系因Sb 原子与Cd 原子在费米能级发生杂化而进一步降低载流子迁移的路径,增加了载流子迁移率,具有更好的光学性能㊂表1㊀CdTe ㊁Au /CdTe ㊁Cu /CdTe ㊁Sb /CdTe 体系的载流子有效质量(m ∗)㊁形变势常数(E d )㊁弹性模量(C )和载流子迁移率(μ)Table 1㊀Effective carrier mass (m ∗),deformation potential constant (E d ),modulus of elasticity (C )andcarrier mobility (μ)for CdTe ,Au /CdTe ,Cu /CdTe ,Sb /CdTe systemsMaterial Carrier m ∗/kg E d /eV C /(J㊃m -2)μ/(cm 2㊃V -1㊃s -1)x y x y x y x yCdTe h -0.557-0.478-3.360-6.20037.56639.150 3.7741.571CdTe e 0.0810.076-7.280-7.00037.56639.15038.16548.341Au /CdTe h -0.531-0.352-5.006-4.07432.76832.768 1.631 5.619Au /CdTe e 0.0240.017-7.372-7.07232.76832.768357.596791.996Cu /CdTe h -0.308-0.222-3.986-5.01133.42235.0577.80215.101Cu /CdTe e 0.0260.016-7.349-7.01033.42235.057322.653832.514Sb /CdTe h -0.104-0.120-6.339-6.23837.05736.23130.16524.565Sb /CdTe e 0.0290.034-7.638-6.01837.05736.231261.869288.7543㊀结㊀㊀论综上所述,通过第一性原理的方法研究了Au㊁Cu㊁Sb 掺杂CdTe 的电子结构和光学性能㊂光吸收系数结果显示,在可见光范围内,各掺杂体系的光吸收系数均得到了明显提高,且计算的载流子迁移率也表明各掺㊀第8期张平威等:基于第一性原理的Au㊁Cu㊁Sb掺杂CdTe的结构模拟和光学性能预测1405㊀杂体系光生电子的迁移率得到了明显提高㊂这主要是因为在过渡金属原子掺杂后,掺杂体系的带隙减小,降低了光生电子从价带跃迁到导带的能量,进而促进载流子迁移,增加表面电导率而增强其对光子的吸收㊂在三种掺杂体系中,Sb/CdTe体系具有最强的光学性能,这是因为Sb掺杂使得其在带隙处出现了杂质带,进一步减少了光生电子跃迁的路径,使得其转移了最多的电子(0.426e)㊂此外,Sb/CdTe体系光生空穴迁移率相对Au/CdTe㊁Cu/CdTe更高,这会降低Sb/CdTe电子和空穴的结合率,且能增加其转移电子和空穴的复合时间而进一步增强光学性能㊂因此,Sb/CdTe体系具有明显增强的光学性能,可以很好地应用于光伏材料㊂参考文献[1]㊀ARIVARASAN A,BHARATHI S,EZHIL ARASI S,et al.Investigations of rare earth doped CdTe QDs as sensitizers for quantum dots sensitizedsolar cells[J].Journal of Luminescence,2020,219:116881.[2]㊀YANG 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第一性原理计算
5.1 原子的H-F计算以及Slater规则
• 如果假设电子的分布实球形对称的 • 近似分析函数
Rn(lr)Ylm (,)
•氢原子得到的径向函数不能直接用于多电子原子。 •因为内壳层电子对原子核电荷具有屏蔽作用。 •如果考虑屏蔽效应把轨道指数作适当地修正，仍可以采用氢原子的波函 数形式。
• Slater
第一性原理计算
• Hiicore:电子在裸露原子核作用场中运动的能量。
• 对于在轨道 i运动的电子:如果一个轨道具有两个电子， 则对N/2个电子而言单个电子能量为2 Hiicore.
•
N /2
2
H
c ii
ore
i 1
• 电子与电子的作用项
• i和j中存在4个电子。
• 在一个轨道上的2个电子以库仑作用的方式与另一个轨道 上的两个电子发生作用。记为4Jij。
•需要猜想密度矩阵P。最简单的方法是采用空矩阵 •H-F计算的结果是一系列K原子轨道，K是计算的基函数的数量 •N个电子被填充到这些轨道上，从最低能量的轨道开始，一个轨道2个电子进行填充。
H-F方程给出了一系列的轨道轨道能量，i，
N/2
i Hiciore (2JijKij)
j1
整个基态的电子能量
N/2
d1(1)2 [Jj(1)Kj(1)]1)(v(1)
j1
库仑算符Jj(1)由自旋轨道j的交互作用引起
Jj(1) d2j(2)r112j(2)
利用轨道函数的基函数线性组合的方法
k
Jj(1)d2 cj
1
1k (2)r12 1cj
(2)
交换项可以写为
K j(1 )i(1 ) [d2 k 1 c j (2 )r 1 12j(2 )k ] 1 c j (2 )
Co_Y共掺杂ZnO光电性质的第一性原理计算
收稿日期：2016-02-25。
收修改稿日期：2016-05-22。
国家自然科学基金(No.11504281)资助项目。
＊通信联系人。
E -mail ：jasper@,niannianyu@;Tel:+86-139********,+86-159********Co -Y 共掺杂ZnO 光电性质的第一性原理计算范涛健袁俊辉杨永勇余念念＊王嘉赋＊(武汉理工大学理学院物理系，武汉430070)摘要：采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势法研究了本征ZnO 、Co 和Y 单掺杂ZnO 、Co -Y 不同配位共掺杂ZnO 的电子结构和光学性质。
计算结果表明，在本文的掺杂浓度下，Co 和Y 单掺杂可以提高ZnO 的载流子浓度，从而改善ZnO的导电性，Co -Y 共掺时ZnO 半导体进入简并状态，呈现金属性。
Co 掺杂ZnO 会在可见光和近紫外区域发生吸收增强现象，而Y 掺杂ZnO 可以提高体系在紫外区域的吸收，其中由于Co 离子和Y 离子之间的协同效应，Co -Y 共掺ZnO 时体系对可见光和近紫外区域的光子能量吸收大幅增加，因此Co -Y 共掺杂ZnO 可以用于制作光电感应器件。
关键词：ZnO ，第一性原理，电子结构，光学性质中图分类号：O649.4文献标识码：A文章编号：1001-4861(2016)07-1183-07DOI ：10.11862/CJIC.2016.162First -Principles Calculations of the Electronic Structure and Optical Propertiesof Co -Y Co -doped ZnOFAN Tao -Jian YUAN Jun -Hui YANG Yong -YongYU Nian -Nian ＊WANG Jia -Fu ＊(School of Science,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China )Abstract :The electronic structures and optical properties of intrinsic Co,Y doped and Co -Y co -doped ZnO compounds are calculated using the first principle pseudopotential method of plane wave based on the density functional theory.The results show that the conductivity of ZnO can be improved by Co and Y doping because of the increase in carrier concentration under the order of magnitude of the doping concentration in this paper.Co -Y co -doping leads to degeneration and makes ZnO metallic.Co -doped ZnO can show enhanced light absorption in the visible and near ultraviolet regions,while doping with Y enhances absorption in the ultraviolet region.Co -Y co -doping greatly increases the absorption of visible and near ultraviolet regions because of the synergistic effect between Y ions and Co ions,which can be used to prepare the opto -electronic devices.Keywords :ZnO;rst -principles;electronic structure;optical properties引言作为一种新型的宽禁带(E g =3.37eV)化合物半导体材料，ZnO 具有大光电耦合率、低介电常量，优良的压电、光电特性以及高的化学稳定性，同时它还具有高达60meV 的激子结合能，是在紫外和蓝光发射方面很有前途的新型光电子材料[1-3]。
cu2o 功函数
cu2o 功函数
在半导体物理学中，Cu2O主要被应用于太阳能电池和其他光电器件的制造
中。Cu2O的功函数是指该半导体表面上空气能级（即真空能级）与材料费米能
级之间的电势差。换句话说，该半导体表面的功函数表征了电子从材料内部进入
到表面空气中所需要克服的能量阻隔。
Cu2O的功函数对其太阳能电池的性能有重要影响。在太阳能电池中，Cu2O
光电极的功函数需要与电解液和对电极进行匹配，从而提供最大的电荷转移效率。
因此，了解Cu2O的功函数可以指导太阳能电池的设计和优化。
具体来说，Cu2O的功函数可通过实验测定得到。根据文献报道，Cu2O的
功函数通常在4.5～5.1 eV之间，该值还会受到实验条件、样品制备、材料处理
等因素的影响。此外，Cu2O的功函数还可以通过理论计算方法进行预测和模拟，
如第一性原理计算、密度泛函理论等。这些计算方法可以提供更加准确和详细的
电子结构信息，为材料设计和优化提供更加科学的依据。
碳主族元素掺杂硅的第一性原理计算
碳主族元素掺杂硅的第一性原理计算作者：卜琼琼来源：《科技视界》 2015年第16期卜琼琼（云南机电职业技术学院，云南昆明 650203）【摘要】单晶硅的性质对所含杂质与缺陷十分敏感。
于是，为了在硅上获得适合于实际应用的光发射，人们对Si材料的改性主要采取引入与控制杂质和缺陷的方法，期望获得有效的发光中心，近年来，Si材料的掺杂改性在实验和理论上都获得了广泛的关注。
本文通过第一性原理的方法计算在硅中掺入C、Si、Ge、Sn、Pb等第四主族元素，来对它们的性质进行计算模拟，为Si的掺杂改性做理论分析指导。
【关键词】C族元素；Si；能带；态密度构造2x2x1共32个原子的超晶胞，其中浅色原子代表Si原子，深色原子代表C族（C、Ge、Sn、Pb）元素原子。
采用基于密度泛函理论(Density Functional Theory，DFT)结合平面波赝势方法的CASTEP软件包完成。
电子与电子之间的相互作用通过广义梯度近似(GGA)的PBE的计算方案来处理。
本文采用超软赝势(Ultra-soft pseudopotentials，Usp)描述离子实与价电子之间的相互作用势。
系统总能量和电荷密度在布里渊区的积分计算使用Monkhorst-Pack方案来选择k空间网格点，布里渊区k矢的选取为666，平面波截断能Ecut设为200eV。
经过参数优化，以上参数满足计算要求。
在分析中采用如下的局域轨道作为价轨：C 2s22p2、Si 3s2 3p2、Ge 4s2 4p2、Sn5s2 5p2、Pb 5d10 6s2 6p2。
为了得到体系的稳定结构，在Si实验晶格常数值附近对原胞体积和总能量进行优化。
通过计算不同掺杂原子原胞体积下的体系总能量，得出了Si晶体晶格常数a，b，c。
表1是Si正交相结构优化后的晶格常数。
由表1可看出，几何优化后得到的理论原胞参数与实验值比较接近，误差在1%，与实验值较相近。
对超晶胞进行原子替代，用第四主族元素原子分别取代体系中等同位置的一个Si原子，构成Si31X1体系（X分别为C、Si、Ge、Sn、Pb原子）。
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cl掺杂cu2o的第一性原理计算
Cl掺杂Cu2O是一种含有Cl原子的Cu2O材料，它可以通过在Cu2O中掺入Cl原子来制备。
第一性原理计算是一种使用量子力学理论来研究材料性质的方法，可以用来计算Cl掺杂
Cu2O材料的电子结构、磁性和光学性质等。
在第一性原理计算中，需要使用密度泛函理论（DFT）来描述材料的电子结构。这需要计算
出材料的密度矩阵和能带结构。然后可以使用输入输出法（IOM）或者轨道积分计算方法来
计算Cl掺杂Cu2O材料的磁性和光学性质。
需要注意的是第一性原理计算需要使用计算机进行大量运算，并且需要使用合适的软件和程
序来进行计算。而且,第一性原理计算是基于理论模型，结果可能会因为近似和局限性而与
实验结果不同。因此,在使用第一性原理计算研究材料性质时,需要对结果进行校验,并与实验
结果进行比对.
在研究Cl掺杂Cu2O材料的第一性原理计算中，还可以考虑其他因素，如温度和压力等对材
料性质的影响。还可以考虑不同掺杂浓度和掺杂位置对材料性质的影响。这些研究结果可以
为材料的设计和开发提供有益的信息.