基于第一性原理的二维g-AlN材料p型掺杂研究

作者：肖文君; 刘天运; 刘雪飞^*

来源：人工晶体学报, 2020, 49(12): 2261-2267.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20201021.002

• 二维g-AlN
• 第一性原理
• 带电缺陷计算
• 电荷转移能级
• p型掺杂
• 缺陷形成能

半导体材料通过掺杂实现n型和p型载流子导电在半导体器件领域具有重要意义,理论上可通过计算电荷转移能级和缺陷形成能来探索半导体材料的n型和p型掺杂效率。基于第一性原理,结合二维带电缺陷计算方法,类石墨烯氮化铝(graphene-like AlN, g-AlN)中的四种(BeAl,MgAl,CaAl,SrAl)潜在p型掺杂缺陷的结构、磁学、电学和缺陷形成能及转移能级被系统地计算。结果表明,所有缺陷体系均表现为深受主能级特性,很难为二维g-AlN提供p型载流子,它们反而会捕获g-AlN中的空穴,从而严重影响二维g-AlN材料的空穴导电率。BeAl在整个电子化学势范围内具有最小的形成能,因此更加容易掺入到g-AlN中,影响g-AlN材料的p型掺杂效率。

• 单位
  贵州师范大学