施主超精细斯塔克位移及紧束缚理论中中心胞修正的作用

我们进行了原子级紧束缚（TB）模拟，以计算硅（Si）中单个砷（As）施主的超精细耦合的斯塔克位移。通过实施施主势的静态和非静态介电屏蔽，并包含施主位点附近的晶格应变效应，研究了中心胞修正的作用。施主势的介电屏蔽将二次斯塔克位移参数（$\eta_2$）的值从静态介电屏蔽下的 -1.3 $\times$ 10$^{-3}$ $\mu$m$^2$/V$^2$ 调节至非静态介电屏蔽下的 -1.72 $\times$ 10$^{-3}$ $\mu$m$^2$/V$^2$。通过改变 As-Si 最近邻键长 3.2% 来实现的晶格应变效应，进一步将 $\eta_2$ 的值移至 -1.87 $\times$ 10$^{-3}$ $\mu$m$^2$/V$^2$，从而使理论与实验测量值 -1.9 $\pm$ 0.2 $\times$ 10$^{-3}$ $\mu$m$^2$/V$^2$ 达到极好的一致。基于我们将计算结果与实验的直接比较，我们得出结论：先前被忽视的施主势非静态介电屏蔽和晶格应变显著影响了施主波函数电荷密度，从而与现有的实验数据集达成了更好的一致性。