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碘化铟晶体本征缺陷的第一性原理研究

张伟 徐朝鹏 王海燕 陈飞鸿 何畅

碘化铟晶体本征缺陷的第一性原理研究

张伟, 徐朝鹏, 王海燕, 陈飞鸿, 何畅
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  • 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对正交碘化铟(InI)晶体可能存在的6种本征点缺陷(碘空位、铟空位、碘占铟位、铟占碘位、碘间隙、铟间隙)结构进行优化. 通过缺陷形成能的计算,得出各缺陷在生长过程中形成的难易程度;通过态密度的计算,分析出各种缺陷能级位置及其对载流子传输的影响. 结果表明:最主要的低能缺陷铟间隙会引入复合中心和深空穴陷阱,前者降低少数载流子的寿命,后者俘获价带的空穴而降低空穴的迁移率-寿命积. 计算结果为实验中提高InI 晶体载流子的迁移率-寿命积提供理论指导,对获得性能优异的InI核辐射探测材料有重要帮助.
    • 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)和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)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-30
  • 修回日期:  2013-09-16
  • 刊出日期:  2013-12-05

碘化铟晶体本征缺陷的第一性原理研究

  • 1. 燕山大学信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 秦皇岛 066004;
  • 2. 燕山大学环境与化学工程学院, 河北省应用化学重点实验室, 秦皇岛 066004;
  • 3. 圣路易斯大学工业工程学院电子与计算机工程系, 美国圣路易斯 63103
    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)和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)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对正交碘化铟(InI)晶体可能存在的6种本征点缺陷(碘空位、铟空位、碘占铟位、铟占碘位、碘间隙、铟间隙)结构进行优化. 通过缺陷形成能的计算,得出各缺陷在生长过程中形成的难易程度;通过态密度的计算,分析出各种缺陷能级位置及其对载流子传输的影响. 结果表明:最主要的低能缺陷铟间隙会引入复合中心和深空穴陷阱,前者降低少数载流子的寿命,后者俘获价带的空穴而降低空穴的迁移率-寿命积. 计算结果为实验中提高InI 晶体载流子的迁移率-寿命积提供理论指导,对获得性能优异的InI核辐射探测材料有重要帮助.

English Abstract

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