基于多尺度原子尺度方法探究面向功率电子应用的3C-SiC中致命缺陷的起源与本质
材料科学
2020-02-24 v2 计算物理
摘要
在Si上外延生长的3C-SiC呈现出大量扩展缺陷。特别地，单、双和三重层错（SFs）在若干实验中被观察到共存。尽管3C-SiC/Si具有若干理想性质（主要在于宽禁带、高击穿场与热学性质）以及可直接集成于Si工艺的可能性，缺陷的过量至今限制了其在功率电子中的利用。此处我们采用一种基于经典分子动力学（MD）模拟与第一性原理计算的多尺度方法，深入探究最常见的3C-SiC/Si(001)扩展缺陷的起源、本质与性质。我们的MD模拟揭示了形成终止双和三层错的部分位错复合体的自然路径。MD结果被用作更高级DFT计算的输入，使我们能更好地确定核结构并研究电子性质。结果表明，终止双和三层错的部分位错复合体负责引入显著填充禁带的电子态。另一方面，终止单层错的单一部分位错仅诱导非常接近禁带边缘的态。我们得出结论：部分位错复合体，尤其是最丰富的三重者，就促成漏电流而言是致命缺陷。文中讨论了来自理论/模拟的、用于设计降低其出现频率策略的建议。
引用
@article{arxiv.2001.11826,
title = {Origin and nature of killer defects in 3C-SiC for power electronic applications by a multiscale atomistic approach},
author = {Emilio Scalise and Luca Barbisan and Andrey Sarikov and Francesco Montalenti and Leo Miglio and Anna Marzegalli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.11826},
year = {2020}
}