缺陷引起的 Fermi 能级钉扎可解释金刚石中报道的大范围碳 1s 结合能变化
材料科学
2019-05-23 v2 化学物理
摘要
由于明确识别 sp 与 sp 键合碳的特征结合能值存在困难，过去三十年里通过 X 射线光电子能谱（XPS）定量评估碳杂化态一直是一个表面分析问题。虽然 sp 结合能已确立，文献中对于 sp 值仍存在分歧。本文中，我们利用密度泛函理论计算了纯金刚石与掺杂金刚石模型结构的结合能值。模拟结果表明，金刚石的大带隙使缺陷能够钉扎 Fermi 能级，从而导致 sp 键合碳的 C(1s) 芯电子能量出现大范围变化，这与文献中报道的 sp 碳实验 C(1s) 结合能的宽泛范围一致。高 B 掺杂超纳米晶金刚石的实验 C(1s) 结合能很好地与模拟相符，证明了硼引起的 Fermi 能级钉扎。
引用
@article{arxiv.1902.02958,
title = {Fermi level pinning by defects can explain the large reported carbon 1s binding energy variations in diamond},
author = {Michael Walter and Filippo Mangolini and J. Brandon McClimon and Robert W. Carpick and Michael Moseler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.02958},
year = {2019}
}
备注
revised version