| 摘 要： | 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软贋势方法,分别计算了立方相Ca_2Si及掺杂P、Al的电子结构和光学性质。结果表明:立方相Ca_2Si是带隙为0.55483 eV的直接带隙半导体,价带主要由Si的3p和Ca的3d、4s态电子构成,导带主要由Ca的3d、4s和Si的3p态电子共同构成,静态介电常数为11.92474,折射率为3.45322。Ca_2Si掺P后,Ca_2Si转变为n型半导体,其带隙值是0.42808 V,价带主要由Si、Al的3p和Ca的3d、4s态电子构成,导带主要由Ca的3d、Al的3p、3s和Si的3p态电子构成。静态介电常数为7.92698,折射率为2.81549。掺Al后,Ca_2Si转变为n型半导体,带隙值是0.26317 eV,费米面附近的价带主要由Si、P的3p和Ca的3d态电子构成,导带主要由Ca的3d 4s、P的3p、3s和Si的3p态电子构成。静态介电常数为17.02409,折射率为4.12603。掺P和Al均降低Ca_2Si的反射率,提高Ca_2Si的吸收系数,提高Ca_2Si的光利用率。说明掺杂能够有效地改变Ca_2Si的电子结构和光学性质,为Ca_2Si材料的研发和应用提供理论依据。
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