Contribution Théorique À L'étude Des Semiconducteurs type Iv-vi Dopé Par Des métaux De Transition

Résumé: Dans ce travail, les propriétés structurelles et optoélectroniques des alliages ScxSn1-xO2 et YxSn1-xO2 avec (x = 0, 0.0416, 0.0625 et 0.125) sont étudiées en utilisant la méthode du premier principe avec l'onde plane augmentée linéarisée à potentiel complet (FP-LAPW) telle qu'implémentée dans le code WIEN2k, qui est basé sur la théorie fonctionnelle de la densité (DFT). Nous avons utilisé l'approximation du gradient généralisé paramétrée de Perdew-Burke et Ernzerhof (PBE-GGA) pour calculer les propriétés structurelles, tandis que les propriétés électroniques et optiques ont été déterminées en utilisant la fonctionnelle potentielle Tran-Blaha modified Becke-Johnson (TB-mBJ) qui donne des bandes interdites améliorées par rapport à la PBE-GGA. Pour le matériau SnO2 pur, les valeurs obtenues de la bande interdite directe sont respectivement de 0,607 eV pour GGA-PBE et de 2,524 eV pour GGA-TB-mBJ. Ces dernières sont en bon accord avec les données expérimentales et d'autres résultats théoriques. Les résultats révèlent qu'en dopant le SnO2 avec du Sc, les bandes interdites sont élargies et restent directes à Γ. En substituant les impuretés Sc, le niveau de Fermi est déplacé dans la bande de valence en raison de l'orbitale 3d-Sc produisant un semi-conducteur de type p. La réponse optique montre une faible absorption, une réflectivité et un décalage vers le bleu de la transmittance optique dans le SnO2 dopé au Sc en raison de l'augmentation de la bande interdite, selon l'effet Burstein-Moss. Nos résultats révèlent que le SnO2 dopé au Sc pourrait être utile pour des applications conductrices transparentes. Les résultats montrent que par le dopage Y du SnO2, les bandes interdites sont élargies, et toujours directes au point Γ. Le niveau de Fermi se déplace dans la bande de valence et présente un caractère de semi-conducteur de type p dû principalement à l'orbitale 4d-Y. les propriétés optiques calculées révèlent que toutes les concentrations sont caractérisées par une faible réflectivité et absorption par longueur d'onde λ (nm) dans les domaines de la lumière visible et du proche infrarouge (NIR), ce qui entraîne un décalage de la transparence optique.

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