在添加β-Ga2O3中的点缺陷:混合DFT计算
Asiyeh Shokri1, Yevgen Melikhov2, Yevgen Syryanyy1,3
1Institute of Plasma Physics and Laser Microfusion, ul. Hery 23, 01-497 Warsaw, Poland.
ACS omega
|November 29, 2023
概括
在β-氧化物 (β-Ga2O3) 中兴奋剂显示出稳定的间歇性缺陷. 这些缺陷,特别是间歇点上的Si,表现出自发的稳定性,并诱导材料中的磁性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 计算化学的计算化学
背景情况:
- 氧化 (Ga2O3) 是一种带宽半导体,具有有前途的电子和光学性能.
- 探索 (Si) 兴奋剂来调整β-Ga2O3的特性,但缺陷形成机制需要详细的研究.
研究的目的:
- 为了研究Si-dopedβ-Ga2O3的结构,电子和形成能量特性.
- 为了确定缺陷最有利的能量位置和充电状态.
- 了解Si兴奋剂对β-Ga2O3的磁性特性的影响.
主要方法:
- 使用混合密度函数理论 (DFT) 的计算.
- 评估了八个间歇性 (Sii) 和两个替代性 (SiGa) 缺陷配置.
- 分析了各种电荷状态和费米能量水平的形成能量.
主要成果:
- 形成能量高度依赖于缺陷的电荷状态.
- 替代性Si兴奋剂在Ga-贫穷的生长条件下更受青.
- 间位Si缺陷,特别是Si+3在i8/i9位点,显示负形成能量和自发稳定性.
- 兴奋剂诱导局部扭曲,导致自旋极化基态和磁矩.
结论:
- 在特定条件下,间位缺陷在β-Ga2O3中热力学稳定.
- 兴奋剂可以将磁性引入β-Ga2O3,从而为旋转电子应用开辟了可能性.
- 了解缺陷能量对于控制β-Ga2O3中的Si兴奋剂至关重要.


