二维h-BN材料p型可掺杂性研究

O474; 掺杂对提高半导体材料的载流子浓度,改善半导体器件性能具有关键意义.理论上,通过计算带电缺陷形成能和电荷转移能级可以预测半导体材料中的p型掺杂是否容易实现.本文基于广义梯度近似理论,利用第一性原理方法,结合二维带电缺陷校正技术,并使用维也纳第一性原理计算软件(VASP)系统计算了二维六方氮化硼(h-BN)中的几种掺杂体系,包括XB体系(X=Be,Mg,Ca,Sr)和YN体系(Y=C,Si,Ge)共7种潜在的p型掺杂体系的缺陷性质.计算结果表明,SiN缺陷的受主离子化能为0.8 eV,表现为准浅能级受主,而其它6种缺陷均为深能级受主,无法为h-BN提供有效p型载流子.SiN具有较高的缺...

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Published in功能材料 Vol. 51; no. 10; pp. 10161 - 10167
Main Authors 肖文君, 刘天运, 刘雪飞, 罗子江
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 贵州师范大学 物理与电子科学学院,贵阳 550001%贵州财经大学 信息学院,贵阳 550025 30.10.2020
Subjects
缺陷形成能
密度泛函理论
第一性原理
带电缺陷计算
电荷转移能级
p型掺杂
二维h-BN
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ISSN1001-9731
DOI10.3969/j.issn.1001-9731.2020.10.025

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Summary:O474; 掺杂对提高半导体材料的载流子浓度,改善半导体器件性能具有关键意义.理论上,通过计算带电缺陷形成能和电荷转移能级可以预测半导体材料中的p型掺杂是否容易实现.本文基于广义梯度近似理论,利用第一性原理方法,结合二维带电缺陷校正技术,并使用维也纳第一性原理计算软件(VASP)系统计算了二维六方氮化硼(h-BN)中的几种掺杂体系,包括XB体系(X=Be,Mg,Ca,Sr)和YN体系(Y=C,Si,Ge)共7种潜在的p型掺杂体系的缺陷性质.计算结果表明,SiN缺陷的受主离子化能为0.8 eV,表现为准浅能级受主,而其它6种缺陷均为深能级受主,无法为h-BN提供有效p型载流子.SiN具有较高的缺陷形成能,因而只能靠离子注入等非平衡方式掺入到h-BN中.
ISSN:1001-9731
DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2020.10.025