Mg2(Si,Sn) 固溶体中的本征点缺陷与低 p 型掺杂效率：一项杂化密度泛函研究

我们采用杂化密度泛函计算研究了 $Mg_2 Si$、$Mg_2 Sn$ 及其固溶体中本征点缺陷的带电缺陷形成能。发现杂化密度泛函对带隙的修正对于这些材料中带电缺陷密度的确定至关重要。对于 $Mg_2 Si$，$Mg$ 间隙原子占主导并导致非故意的 $n$ 型导电性。此外，由于在缺 $Mg$ 的 $Mg_2 Sn$ 中 $Mg$ 空位可占主导，$Mg_2 Sn$ 可能具有 $p$ 型导电性。然而，$Mg_2 Sn$ 中低形成能缺陷如 $Mg_{Sn}^{1+}$ 和 $I_{Mg}^{2+}$ 的存在及其扩散会导致空穴载流子的严重电荷补偿，从而造成低的 $p$ 型掺杂效率和热退化。我们的结果表明，除 extrinsic 掺杂策略外，在缺 $Mg$ 条件下将 $Mg_2 Si$ 与 $Mg_2 Sn$ 合金化，对于以较小电荷补偿增强 $p$ 型导电性是必要的。