立方砷化硼中由化学计量关联化学势决定的本征点缺陷

点缺陷的存在通常会破坏半导体中的化学计量比。例如，AB 化合物中 A 位上的空位使晶体富 B。随着化学计量比改变，化学势也随之改变。尽管 prevalent 的第一性原理方法已以透明方式对点缺陷的特征提供了重要见解，但晶体化学计量比与化学势之间的关键联系通常未被建立。然而，化学势的临时选取会在某些费米能级范围内导致非物理的负形成能，并引发关于电荷平衡的问题。在此，我们 formulation 一个正则框架，描述在（偏离）化学计量条件下每种元素的化学势如何直接与晶体组成相关联，而非临时假设化学势为某种生长条件下的元素极限。因此，化学势随带隙内的费米能级变化，且形成能为正。利用此方法，我们给出了具有超高室温热导率的半导体 BAs 中本征点缺陷的 $ab$ $initio$ 结果。我们发现反位缺陷是偏离化学计量材料中的本征缺陷，而 B$_\mathrm{As}$ 反位和 B 空位在化学计量材料中占主导。我们进一步根据化学计量决定的化学势讨论了 BAs 中的热力学平衡与电荷中性点。如所讨论，我们的工作提供了一种更适用且更易获取的方法来处理半导体中的缺陷形成能，尤其是常见负形成能的宽禁带半导体。