二维h-BN材料p型可掺杂性研究

• 作者: 刘天运 刘雪飞 罗子江 肖文君
• 来源期刊: 功能材料
• 学科: 物理学
• 关键词: 二维h-BN 第一性原理 密度泛函理论 带电缺陷计算 电荷转移能级 p型掺杂 缺陷形成能
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 研究·开发
• 页码范围: 10161-10167
• 页数: 7页
• 分类号: O474
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-9731.2020.10.025

摘要

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.