氮化镓中间隙镁的复合增强迁移的第一性原理研究
材料科学
2024-05-03 v2
摘要
通过第一性原理计算，研究了 GaN 中间隙 Mg 的稳定和亚稳态构型及其迁移能垒。除了常规的八面体（O，全局能量最小）和四面体（T，亚稳态）间隙位点外，我们还发现了两种新的亚稳态间隙复合物，其形成能低于或接近 T 构型但高于 O 构型。除了仅具有 +2 电荷态的 O 位点处的 Mg 外，所有其他构型也允许 +1 或 0 电荷态。发现 Mg 在 O 位点之间的最小迁移能垒为 1.95 eV。我们进一步发现，当费米能级接近导带时，通过亚稳态构型在 O 位点之间的迁移是通过复合增强机制发生的，在该机制中，电荷态在迁移过程中通过连续捕获两个电子从 O 位点的 +2 变为亚稳态位点的 0。这一过程将迁移能垒大幅降低至 1.47 eV。该值与实验结果一致，我们还讨论了本征缺陷在 Mg 迁移中的作用。
引用
@article{arxiv.2402.06214,
title = {First-Principles Study of Recombination-Enhanced Migration of an Interstitial Magnesium in Gallium Nitride},
author = {Yuansheng Zhao and Kenji Shiraishi and Tetsuo Narita and Atsushi Oshiyama},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.06214},
year = {2024}
}