通过同价离子取代实现 SnS 的 n 型转化：几何掺杂作为一种新的掺杂途径
材料科学
2015-05-04 v1
摘要
一硫化锡 (SnS) 是一种具有层状晶体结构的天然 p 型半导体，但通过传统的异价离子取代尚未获得可靠的 n 型 SnS。在本工作中，通过对玻璃基底上的多晶 SnS 薄膜进行同价离子取代，实现了载流子极性向 n 型的转化。用 Pb2+ 取代 Sn2+ 使多数载流子从空穴转变为电子，自由电子密度范围为 10^12 至 10^15 cm^-3，最大电子迁移率为 7.0 cm^2/(Vs)。基于光电子能谱测得的费米能级 (EF) 位置以及 pn 异质结的电学特性，进一步证实了 n 型导电性。密度泛函理论计算表明，Pb 取代引发了几何尺寸效应，增大了层间距，随后降低了 Sn 和 Pb 间隙原子的形成能，这些间隙原子充当电子供体。
引用
@article{arxiv.1502.03748,
title = {n-type conversion of SnS by isovalent ion substitution: Geometrical doping as a new doping route},
author = {Fan-Yong Ran and Zewen Xiao and Yoshitake Toda and Hidenori Hiramatsu and Hideo Hosono and Toshio Kamiya},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.03748},
year = {2015}
}