Ap类型的可多超宽带间氧化物

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 半导体研究 半导体研究

背景情况:

• 超宽带间隙 (UWBG) 半导体通常表现出单极兴奋剂,限制了它们的应用潜力.
• 在UWBG氧化物中实现p型导电性是具有挑战性的,原因是形成了自我陷入的孔 (小极子).
• 鲁氧化 (r-GeO2) 最近被提出作为一种潜在的材料来克服这一局限性,但具有较高的接受电离能.

研究的目的:

• 为了研究rutile二氧化 (r-SiO2) 对p型导电性的潜力.
• 为了比较r-SiO2与其他鲁氧化物 (TiO2,SnO2,GeO2) 关于孔陷和受体电离的特性.
• 评估r-SiO2作为高效的p型兴奋剂的有希望的UWBG材料的可行性.

主要方法:

• 利用混合密度函数计算来研究各种鲁氧化物的电子性质.
• 分析了受受体合的鲁结构中的孔捕获机制和受体电离能.
• 计算了杂质形成能量,以评估氧气空缺等原生缺陷的补偿效应.

主要成果:

• 鲁二氧化 (TiO2) 和二氧化 (SnO2) 在接受器杂质上表现出强烈的孔陷,这与之前的研究一致.
• 发现自我陷的孔在r-SiO2中不稳定,r-SiO2具有大约8.5 eV的宽带间隙.
• r-SiO2在研究的鲁氧化物中显示出III组受体电离能最低,相当于化 (GaN).

结论:

• 露二氧化 (r-SiO2) 成为在超宽带隙氧化物中实现高效的p型导电性的有希望的候选者.
• 自陷孔的不稳定性和r-SiO2中的低接受电离能使其成为UWBG材料中潜在的异常值.
• 在r-SiO2中的受体杂质具有足够低的形成能量,这表明在富含氧气的条件下,氧气空缺的补偿是最小的.