缺失的镓空位在镓砷化物中的探讨：基于多尺度方法的解释
材料科学
2025-04-23 v1 计算物理
摘要
镓砷化物 (GaAs) 的辐照产生不可移动的空位和可移动的空位。然而，在数十年的实验研究后，不可移动的 Ga 空位仍未被观察到，这引出了一个问题：Ga 空位在何处？静态第一性原理计算预测 Ga 空位应易于被观察。我们发现，一级缺陷的短时间动力学演化是解释这一谜题的关键。我们引入了多尺度的、基于原子的设备工程 (Atomistically Informed Device Engineering, AIDE) 方法，发现在初始位移损伤期间，费米能级位移至带隙中央，导致带电空位和空位产生静电吸引。受库仑吸引驱动，快速的 As 空位优先消除 Ga 空位，使其 Population 在被实验观察之前下降到不可检测的水平。这种创新模型解决了缺失 Ga 空位之谜，并揭示了在实验难以访问的短时间尺度上探索动力学化学行为的多尺度方法的重要性。
引用
@article{arxiv.2504.15459,
title = {The case of the missing gallium vacancy in gallium arsenide: A multiscale explanation},
author = {Leopoldo Diaz and Harold P. Hjalmarson and Jesse J. Lutz and Peter A. Schultz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.15459},
year = {2025}
}