第一性原理计算绝缘体-金属转变临界掺杂浓度:Co重掺杂Si体系

• 作者: 吴爱民 姚曼 杨影影 王旭东 秦圆 薛晓晚 黄昊
• 来源期刊: 原子与分子物理学报
• 学科: 化学
• 关键词: 重掺杂 绝缘体-金属转变 临界浓度 中间带 第一性原理
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 原子分子物理交叉学科
• 页码范围: 342-348
• 页数: 7页
• 分类号: O649
• 字数: 3847字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-0364.2019.02.028

摘要

基于密度泛函理论的第一性原理方法,本文旨在探索确定绝缘体-金属转变临界浓度的理论计算方法.以Co重掺杂Si为研究对象,构建并计算了10个Co不同掺杂浓度模型的晶体结构、杂质形成能及其电子性质.发现在Co掺杂Si体系的带隙中形成了杂质能级,杂质能级的位置和宽度随着Co浓度的增加呈线性变化.当Co掺杂浓度较高时杂质形成能逐渐稳定,且杂质能级穿过费米能级使体系表现出金属性.综合杂质形成能的变化趋势,以及杂质能级极小值与费米能级间的距离条件,可预测出发生绝缘体-金属转变的Co掺杂浓度为2.601(×)1020 cm-3,与实验结果相一致.上述两条依据应用于S重掺杂Si体系和Se重掺杂Si体系同样成立.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黄昊	大连理工大学材料科学与工程学院	40	103	5.0	9.0
2	吴爱民	大连理工大学材料科学与工程学院	38	263	10.0	15.0
3	姚曼	大连理工大学材料科学与工程学院	68	513	13.0	20.0
4	王旭东	大连理工大学材料科学与工程学院	60	326	10.0	15.0
5	薛晓晚	大连理工大学材料科学与工程学院	1	1	1.0	1.0
6	杨影影	大连理工大学材料科学与工程学院	2	1	1.0	1.0
7	秦圆	大连理工大学材料科学与工程学院	2	3	1.0	1.0