透明导电材料由于其同时具备高透明性，高导电率等特性，在太阳能电池，发光二极管等光电材料领域被广泛应用。近年来，n型透明导电材料得到广泛的应用。但双极性透明导电材料（即同时实现n型和p型导电性能）发展缓慢，也影响了透明导电同质结的研究进程，这严重限制了其在光电材料中的应用。

本工作以具有Delafossite结构的碲化物半导体NaYTe₂为研究对象，根据第一性原理，从微观角度如电子结构、缺陷性质、带边位置、导电特性等方面系统研究NaYTe₂能否作为双极性透明导电材料。研究发现：NaYTe₂ 具有良好的透明性，对可见光的吸收相对较弱[图1(a-b)]。由于碲化物具有高的价带位置，与其他优异的n型和p型透明导电材料相对比，所得到的NaYTe₂带边位置符合双极性导电特性的带边位置要求（图2）。此外，缺陷性质和载流子特能计算进一步证明，在特定化学条件下，通过缺陷Ca_Na以及Na空位可分别实现电子浓度和空穴浓度高达5.6×10¹⁹ cm^-3 和2.9×10¹⁷ cm^-3 [图3(a-b)]。因此，NaYTe₂被理论预测为有前景的双极性透明导电材料。该工作以物理科学与工程技术学院为第一单位近期正式发表在Journal of Physics and Chemistry of Solids上。

图1：NaYTe₂的能带结构（a）和光吸收系数（b）。

图2：NaYTe₂与不同n型和p型透明导电材料的带边位置对比。

图3：在特定化学环境中，不同生长温度下的载流子浓度（a-b）和缺陷浓度（c-d）。

论文作者：张笑天（硕士生），林常青（博士生），郭欣宜（本科毕业生），薛阳（博士生），梁先庆（广西大学），周文政（广西大学），Clas Persson（University of Oslo and KTH），黄丹（通讯作者，广西大学）。

论文题目：Delafossite NaYTe₂ as a transparent conductive material with bipolar conductivity: A first-principles prediction

期刊信息：Journal of Physics and Chemistry of Solids, 190 (2024) 112002

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2024.112002.