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ZnO光学性质与掺杂的第一性原理研究的开题报告

1.研究背景

氧化锌（ZnO）是一种广泛应用于半导体、透明导电、光电等领域

的材料，具有优异的电学、光学和力学性能。随着新能源、光电显示等

领域的迅速发展，对于ZnO材料的研究变得越来越重要。其中，ZnO的

光学性质是研究重点之一。与此同时，探究ZnO掺杂对其光学性质的影

响也是关键问题之一。

2.研究目的

本研究旨在采用第一性原理计算方法研究ZnO的光学性质，包括折

射率、吸收系数、透过率等方面。同时，探究不同掺杂对ZnO光学性质

的影响，以期为ZnO材料在光电领域的应用提供理论依据。

3.研究内容

（1）建立ZnO晶体结构模型，并进行几何优化。

（2）采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，计算ZnO的

光学性质，包括折射率、吸收系数、透过率等。

（3）研究不同掺杂对ZnO光学性质的影响，探究掺杂原子种类和

浓度对ZnO光学性质的影响。

（4）利用计算结果分析光学性质与掺杂的关系，为理论分析提供依

据。

4.研究方法

本研究采用第一性原理计算方法，以VASP软件为基础，使用GGA

（广义梯度近似）泛函进行光学性质的计算，采用HSE06泛函计算掺杂

后ZnO光学性质。同时，采用光线传输方法计算透过率。

5.研究意义

本研究将探讨ZnO光学性质与掺杂之间的关系，为ZnO在光电领域

的应用提供理论支持。同时，本研究将采用第一性原理计算方法，为相

关研究提供技术手段和参考。

6.预期成果

（1）探究ZnO材料的光学性质与掺杂的关系。

（2）对不同掺杂原子对ZnO光学性质的影响进行研究。

（3）为理论分析提供光学性质与掺杂之间的依据。

（4）提供第一性原理计算方法研究ZnO材料光学性质的技术参考。