锑空位复合体对锗晶体物性影响的第一性研究

作者：杨晓京; 耿瑞文; 谢启明; 罗良; 李芮

来源：稀有金属, 2019, 43(06): 631-637.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.xy18040039

• 第一性原理
• 锗晶体
• 锑空位复合体
• 稳定性
• 塑性

利用第一性原理软件CASTEP系统研究了锑掺杂锗晶体中锑原子与空位的相互作用,对单空位、双空位可能出现的结构模型进行了计算,通过对结合能的比较分析了相应的结构模型的稳定性。结果表明,在锑掺杂锗晶体中由于锑的引入,空位倾向于聚集在锑原子周围,形成锑-空位复合体。当体系仅含有一个空位时,空位处于锑原子的第一近邻晶格位点时形成最稳定的结构其结合能为-1.10 eV。当体系含有两个空位时,双空位分别位于锑原子同一共价键方向上的第一、第二近邻晶格位点形成最稳定的结构其结合能为-2.03 eV。使用Voigt-Reuss-Hill近似计算相应单空位、双空位模型的弹性模量并与无缺陷锗晶体的弹性模量相比较,根据Pugy判据可知无缺陷锗晶体的B/G(体模量/剪切模量)值为1.38,由于锑空位复合体的引入使单空位双空位模型的B/G值增加到1.59～1.73的范围之内,由此表明锑空位复合体可以提高锗晶体的塑性,这也与利用柯西压力判定脆塑性得到的结论一致。

• 单位
  云南北方驰宏光电有限公司; 昆明理工大学; 机电工程学院; 环境科学与工程学院