ZnO 中锌空位及 N 相关缺陷的计算电子顺磁共振 $g$ 张量与超精细参数
材料科学
2022-11-02 v1
摘要
使用第一性原理计算研究了 ZnO 中的多种缺陷，聚焦于替代位 N 及不同位置的 N（O 位、间隙位和 Zn 位），旨在理解所报道的 ZnO 中 N 及 O 位替代 N 的电子顺磁共振（EPR）中心。使用包含规范包含投影缀加波（GIPAW）方法计算 张量并与实验比较。首先分析了自由 N 和 N 自由基的 张量及其在 GIPAW 理论中的各项贡献，为该方法的精度及理解 ZnO 中 N 行为提供基线参考。此前关于该 EPR 中心 N 在 ZnO 中位置以及该中心浅/深性质和施主/受主性质的争议得以解决。我们发现 Zn 位上的 N 在其自旋密度和 张量上大多类似锌空位，而对于 O 位，一个 N 轴位于基面内且单占 轨道沿 {\bf c} 轴的模型与实验吻合良好。对于间隙位置，若 N 不与周围强相互作用，则在带隙中未发现能级，因此也不存在可能的 EPR 中心。计算所得 N 和 的 张量也与实验相符。展示了不同泛函影响自旋密度局域化进而影响 张量值的效果。
引用
@article{arxiv.2211.00469,
title = {Calculated electron paramagnetic resonance $g$-tensor and hyperfine parameters for zinc vacancy and N related defects in ZnO},
author = {Klichchupong Dabsamut and Adisak Boonchun and Walter R. L. Lambrecht},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.00469},
year = {2022}
}