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硅中替代位铂作为高效非辐射复合中心

材料科学 2026-04-29 v1

摘要

铂(Pt)被广泛用于硅功率器件中的载流子寿命控制,但替代位铂(PtSi\text{Pt}_\text{Si})掺杂剂的微观非辐射复合机制仍存争议。利用第一性原理计算结合非辐射多声子理论,我们系统地研究了 PtSi\text{Pt}_\text{Si} 的电子结构和载流子俘获动力学。我们的结果表明,PtSi\text{Pt}_\text{Si} 的施主(+/0+/0)和受主(0/0/-)能级对电子和空穴载流子均表现出大的俘获截面,从而使 PtSi\text{Pt}_\text{Si} 成为有效的复合中心。值得注意的是,计算出的俘获截面敏感于具有不同 Jahn-Teller 畸变的对称等价缺陷构型。通过在跃迁过程中正确考虑中性 PtSi\text{Pt}_\text{Si} 的两种不同 D2dD_{2d} 构型,我们计算的载流子俘获截面与实验值吻合良好。这项工作提供了 PtSi\text{Pt}_\text{Si} 诱导的载流子俘获过程的微观图景,并强调了对称等价构型在缺陷辅助非辐射复合中的重要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.25621,
  title  = {Substitutional platinum as an efficient nonradiative recombination center in silicon},
  author = {Zhenxing Dai and Menglin Huang and Xin-Gao Gong and Shiyou Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.25621},
  year   = {2026}
}