利用正电子湮灭谱学识别化合物半导体中的空位复合体：以InN为例

我们结合正电子湮灭谱学与从头计算，对InN中的空位及空位-杂质复合体进行了全面研究。利用密度泛函理论计算了常见空位型缺陷的正电子密度和湮灭特征，并讨论了通过正电子湮灭方法对其进行实验探测与区分的可行性。将计算结果与若干代表性InN样品的正电子寿命测量、常规及符合多普勒展宽测量结果进行了比较。确定了特定主导的空位型正电子陷阱，并得到了其特征正电子寿命、多普勒比值曲线和线形参数。我们发现In空位及其与N空位或杂质的复合体是有效的正电子陷阱，与InN晶格相比，会引起湮灭参数的显著变化。另一方面，中性或带正电的N空位以及纯N空位复合体则不捕获正电子。在辐照InN中主要引入的正电子陷阱被识别为孤立In空位，而在原生InN层中，In空位并非孤立存在，而是与一个或多个N空位形成复合体。发现这些复合体中每个In空位对应的N空位数从近表面区域向层-衬底界面方向增加。