TeO2中p型掺杂是否可行？
材料科学
2024-12-30 v1
摘要
宽禁带二维（2D）β-TeO2曾被报道为一种高迁移率p型透明半导体（Nat. Electron. 2021, 4, 277-283），引起了广泛关注。这一“突破”不仅挑战了TeO2作为绝缘体的传统认知，也与基于成熟化学趋势对TeO2空穴掺杂难度的预期相矛盾。值得注意的是，报道中费米能级位于价带顶（VBM）上方0.9 eV，这实际上表明该材料是绝缘体，与通过霍尔效应测量得到的高空穴密度相矛盾。此外，检测到的残留Se以及二维β-TeO2样品中可能存在的还原性元素Te增加了复杂性，因为元素Se、Te和Te1-xSex本身就是高迁移率p型半导体。因此，人们对二维β-TeO2样品中观察到的p型电导率的真正原因产生了疑问。在本工作中，我们利用密度泛函理论计算表明，无论是体相的α-、β-、γ-TeO2，还是二维β-TeO2，本质上都表现出绝缘体特性，并且由于其导带底较浅和价带顶（VBM）较深，在载流子掺杂方面存在困难。我们的研究结果揭示了TeO2的绝缘电学特性和掺杂难度，这与二维β-TeO2样品中声称的p型电导率相矛盾，从而引发了对该p型电导率真正来源的探究。
关键词
引用
@article{arxiv.2412.00338,
title = {Is p-type doping in TeO2 feasible?},
author = {Zewen Xiao and Chen Qiu and Su-Huai Wei and Hideo Hosono},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.00338},
year = {2024}
}