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Ge掺杂对InI导电性能影响的第一性原理研究

王永贞 徐朝鹏 张文秀 张欣 王倩 张磊

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Ge掺杂对InI导电性能影响的第一性原理研究

王永贞, 徐朝鹏, 张文秀, 张欣, 王倩, 张磊

First-principles study on the effect of Ge-doping on the conductivity of InI

Wang Yong-Zhen, Xu Zhao-Peng, Zhang Wen-Xiu, Zhang Xin, Wang Qian, Zhang Lei
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  • 采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法, 在相同环境条件下对不同浓度Ge掺杂的InI导电性能进行了研究. 建立了由不同浓度的Ge原子替代In原子的In1-xGexI (x=0, 0.125, 0.25)模型. 对低温下高掺杂Ge原子的In1-xGexI半导体的优化参数、总态密度、能带结构进行了计算. 结果表明: Ge的掺入使In1-xGexI材料的体积减小, 总能量升高, 稳定性降低; Ge原子浓度越大, 进入导带的相对电子数量越多, In1-xGexI电子迁移率减小, 电阻率增大, 同时最小光学带隙也增大, 有利于改善体系的核探测性能.
    The conductivities of InI with different concentrations of Ge-doping have been investigated by the ultra-soft pseudopotential approach of the plane-wave based on the density functional theory under the same condition. Models of the In1-xGexI (x=0, 0.125, 0.25) with In atoms substituted by different fraction of Ge are set up. The optimized structural parameters, total electron density of states, and energy band structures of Ge heavily doped In1-xGexI semiconductors at low temperature are calculated. Results show that the volumes are slightly reduced and the total energies are increased in the In1-xGexI systems and that the systems become instable. As the concentration of Ge increases, the electronic mobility decreases, but the relative number of electrons jumping to the conduction band increases, and the resistivity and the minimum optical band gap increase at the same time, which is beneficial to improving the performance of nuclear detection in the system.
    • 基金项目: 河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(批准号:13961103D)、中国电子科技集团公司第四十六研究所创新基金(批准号:CJ20120208)、河北省高层次人才资助项目(批准号:C2013003040)和燕山大学青年教师自主研究计划(批准号:13LGA011)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Key Basic Research Project of the Applied Basic Research Programs of Hebei Province, China (Grant No. 13961103D), the Innovation Project of the 46th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, China (Grant No. CJ20120208), the High-level Talents Funded Projects of Hebei Province, China (Grant No. C2013003040), and the Young Teachers Independent Research Projects of Yanshan University, China (Grant No. 13LGA011).
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-09
  • 修回日期:  2014-07-23
  • 刊出日期:  2014-12-05

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