AlN和富铝AlGaN中浅n型掺杂的起源

在AlN——一种代表性的超宽禁带（UWBG）半导体——中实现高效的n型掺杂，仍然是一个长期存在的挑战，限制了其在高功率电子学和深紫外光电子学中的应用。AlN中的传统掺杂剂往往引入深能级或形成补偿复合物，导致自由载流子浓度低。在本工作中，我们结合第一性原理缺陷计算与专门用于探索亚稳态构型的结构搜索方法，系统地研究了AlN中的施主型缺陷。我们的结果表明，铝间隙（$Al_i$）在特定的先前被忽视的亚稳态构型中可以表现出浅施主行为。这一发现拓展了对AlN中n型可掺杂性的理解，并凸显了亚稳态缺陷在调控电子性质中的关键作用。