GaN 中缺陷对的第一性原理探索
材料科学
2020-03-13 v1 计算物理
摘要
利用第一性原理计算，我们探索了 GaN 中全部 21 种缺陷对，并对每种缺陷对考虑了 6 种不同缺陷-缺陷距离的构型。发现 15 种具有短缺陷-缺陷距离的缺陷对在结构弛豫过程中是稳定的，因此它们一旦在高能粒子辐照过程中形成便可存在于 GaN 晶格中。9 种缺陷对在中性态下的形成能低于 10 eV。空位对 VN-VN 的形成能极低，在 p 型且 Ga 富集的 GaN 中低至 0 eV，并作为有效施主产生两个深施主能级，从而限制 GaN 中的 p 型掺杂与少子寿命。VN-VN 在以往 GaN 缺陷研究中被忽视。这些缺陷对大多作为施主并在带隙中产生大量缺陷能级。它们的形成能与浓度对 Ga 和 N 的化学势敏感，因此它们对辐照后 Ga 富集与 N 富集 GaN 的电学与光学性质的影响应有显著差异。这些关于缺陷对的结果为了解 GaN 中的辐照损伤机制以及模拟辐照下缺陷形成与扩散行为提供了基础数据。
引用
@article{arxiv.2003.05600,
title = {First-Principles Exploration of Defect-Pairs in GaN},
author = {He Li and Menglin Huang and Shiyou Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.05600},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 5 figures