Semiconductors 中非辐射多光子跃迁中的缺陷声子重整
材料科学
2025-01-09 v1
摘要
作为典型的非辐射多光子跃迁，载流子捕获缺陷是半导体器件性能的关键因素。其跃迁速率通常采用等效模式近似计算，假设跃迁前后声子模式和频率保持不变。本文以 GaN 中的碳取代缺陷（C_N）为基准，展示了在缺陷松弛期间声子重整可以显著，导致近似计算误差高达数量级。为解决此问题，我们考虑：（i）连接初始态和最终态声子的 Duschinsky 矩阵，考虑声子模式和频率的变化；（ii）总跃迁矩阵元素的非对角贡献，包含不同声子模式之间电子-声子相互作用的交叉项。通过这种改进，计算得到的跃迁速率与实验结果在一个数量级内得到一致。我们认为本方法为更准确地计算多光子跃迁速率，尤其是在缺陷松弛幅度较大的情形下，提供了重要的进步。
引用
@article{arxiv.2501.04289,
title = {Defect Phonon Renormalization during Nonradiative Multiphonon Transitions in Semiconductors},
author = {Junjie Zhou and Shanshan Wang and Menglin Huang and Xin-Gao Gong and Shiyou Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.04289},
year = {2025}
}