非晶硅中空隙的氢动力学与形貌的从头算研究
材料科学
2021-10-04 v1 无序系统与神经网络
摘要
本文在密度泛函理论框架下，针对低温度 400 K 和高温度 700 K、氢负载为每空隙 10 至 30 个 H 原子的变化情况，对 -Si 中纳米尺寸空隙内的氢动力学进行了从头算研究。利用局域密度近似及其广义梯度对应形式，考察了空隙内氢原子的动力学，重点在于 H 原子/分子的扩散以及由此导致的空隙表面纳米结构变化。模拟结果表明，空隙表面氢分布的微观结构和空隙的形貌以大量单氢化物 Si-H 键以及少量双氢化物 Si-H 构型的存在为特征。研究还揭示，对于每空隙 10–30 个 H 原子的氢负载，空隙内总计 H 原子中有相当数量（约 10–45 at.%）以 H 分子形式出现。利用凸包近似以及对 Si 和 H 原子的伪原子表面进行高斯展宽，由空隙表面原子的位置信息给出了空隙的近似形状。
引用
@article{arxiv.2011.10617,
title = {$Ab$ $initio$ hydrogen dynamics and the morphology of voids in amorphous silicon},
author = {Parthapratim Biswas and Dil Limbu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.10617},
year = {2021}
}
备注
10 pages, 13 figures