Etude comparative des effets de dopage et co-dopage (Al, Ga) sur les propriétés structurales, électroniques et optiques de ZnO.

Abstract

Dans ce travail, nous présentons une étude comparative des propriétés structurales, électroniques et optiques de l’oxyde transparent conducteur ZnO pour les trois systèmes Zn1-xAlxO, Zn1-yGayO et Zn1-x-yAlxGayO avec les concentrations x = y = 3.125%. Pour cela, nous avons utilisé la méthode de pseudopotentiel implémentée dans le code VASP basée sur la théorie fonctionnelle de la densité (DFT). Les paramètres structuraux ont été calculés en utilisant les approximations GGA-PBE, PBE + U et HSE06. Nous présentons aussi les valeurs du gap optique calculées avec ces différentes approximations. La structure électronique et le coefficient d'absorption ont été déterminés en utilisant la fonctionnelle hybride HSE06 qui a montré le meilleur accord des valeurs obtenues avec les valeurs expérimentales. Nous avons constaté que ces éléments présentent des propriétés optiques et électroniques intéressantes avec une amélioration significative pour le ZnO co-dopé par rapport au ZnO dopé. Les résultats pour le ZnO pur, dopé et co-dopé sont en bon accord avec des études expérimentales et autres études théoriques et confirment leur utilisation dans des dispositifs photovoltaïques.