拓扑绝缘体 Bi$_2$Se$_3$ 中本征点缺陷的第一性原理研究

\emph{p} 型 Bi$_{2}$Se$_{3}$ 作为一种极具前景的热电材料和拓扑绝缘体备受青睐，然而天然生长的 Bi$_{2}$Se$_{3}$ 总是因本征点缺陷而呈现\emph{n} 型掺杂。本文利用第一性原理计算确定了块体 Bi$_{2}$Se$_{3}$ 中\emph{n} 型倾向的起源：Se 空位（V$_\text{Se1}$和 V$_\text{Se2}$）和 Se$_{\text{Bi}}$反位缺陷以低形成能主导了类施主掺杂，而预先存在的 Bi$_{\text{Se1}}$缺陷导致了 V$_\text{Se1}$与 Bi 间隙原子的配对，该配对同样表现为施主而非受主。此外，对于 Bi$_{2}$Se$_{3}$(111) 表面，我们发现由缺陷调制的能带结构明确解释了现有的\emph{n} 型偏好实验观测结果。