Er掺杂金刚石缺陷的第一性原理研究

作者:谭心; 张博晨; 任元; 陈成斌; 刘岳飞
来源:人工晶体学报, 2021, 50(06): 1023-1048.
DOI:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2021.06.003

摘要

本文以第一性原理计算为基础,研究了Er掺杂后金刚石的电子结构、能级跃迁及N、B原子共掺杂对金刚石Er相关缺陷的影响。首先对Er掺杂后金刚石的形成能与结合能进行计算,结果表明掺杂后的稳定结构为Er原子周围存在1个空位的结构,稳定价态为+3价。然后预测零点跃迁能(ZPL)是0.807 eV,对应激发的光子波长为1 536.289 nm。最后对N、B原子共掺杂计算,结果表明N、B原子的掺入可以使形成能降低,增加结构稳定性。Er掺杂金刚石使其在近红外光谱发光,为Er金刚石色心的应用提供了理论依据。

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