GaN纳米晶体中的受主和施主杂质
介观与纳米尺度物理
2015-05-18 v1
摘要
我们研究了掺杂单个替位杂质的GaN纳米晶体中的受主态和施主态。考虑闪锌矿结构和球形形状的量子点，其半径范围为4.5至67.7 Å。在sp3d5s*紧束缚模型框架内计算了尺寸依赖的能谱，该模型与未掺杂量子点中观察到的约束诱导蓝移吻合良好。当掺杂剂位于最小量子点的中心时，计算得到的结合能相对于实验体值显著增强。结合能随量子点尺寸增大而减小，遵循可外推至体极限的标度律。为了估计束缚载流子的局域化程度，我们分析了它们的波函数和平均半径。由此产生的物理图像表明，受主空穴高度局域化，主要分布在最近邻阴离子壳层上，而施主电子则更为扩展。我们还研究了中等尺寸量子点中的偏心杂质。受主结合能近似独立于掺杂剂位置，除非掺杂剂位于厚度约为体玻尔半径的表面壳层内，此时电离能急剧下降。相反，当杂质从中心向量子点表面移动时，施主结合能逐渐减小。
引用
@article{arxiv.1003.0298,
title = {Acceptor and donor impurities in GaN nanocrystals},
author = {C. Echeverría-Arrondo and J. Pérez-Conde and A. K. Bhattacharjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:1003.0298},
year = {2015}
}