理解并减少亚稳态合金 GaAsBi 中的有害缺陷
材料科学
2017-01-30 v1
摘要
新型亚稳态材料的技术应用经常受到这些材料中大量存在的缺陷的抑制。我们使用第一性原理方法研究了具有重要技术意义的亚稳态合金 GaAsBi 中的点缺陷热力学和相分离。我们的计算预测的缺陷能级与大量先前的实验结果吻合良好，并阐明了产生这些能级的缺陷结构。我们发现，在某些电荷态下，空位相对于反位形成变得亚稳态或不稳定，这种不稳定性是小离子性闪锌矿半导体的普遍特征。预测导致电学和光学性能下降的主要点缺陷是 As、Bi、Bi+Bi、As+Bi、V 和 V+Bi，其中前四个和后两个缺陷分别是少数电子陷阱和少数空穴陷阱。还发现 V 通过介导 Bi 扩散和团簇在控制亚稳态 Bi 过饱和方面起着关键作用。为了减少这些有害缺陷的影响，我们建议将生长条件偏离富 As 条件，和/或使用氢钝化来减少少数载流子陷阱。我们期望这项工作有助于 GaAsBi 在新型电子和光电器件中的应用，并为控制其他亚稳态材料中的有害缺陷提供启示。
引用
@article{arxiv.1611.03031,
title = {Understanding and reducing deleterious defects in metastable alloy GaAsBi},
author = {Guangfu Luo and Shujiang Yang and Glen R. Jenness and Zhewen Song and Thomas F. Kuech and Dane Morgan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.03031},
year = {2017}
}