Au在Hg_(1-x)Cd_xTe材料中p型掺杂的第一性原理研究  

First-principles study of gold p-type doping in Hg_(1-x)Cd_xTe

作　　者：韩金良[1] 孙立忠[1,2] 陈效双[2] 陆卫[2] 钟建新[1] 

机构地区：[1]湘潭大学量子工程与微纳能源研究所,材料与光电物理学院,湘潭411105 [2]中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海200083

出　　处：《物理学报》2010年第2期1202-1211,共10页Acta Physica Sinica

基　　金：国家自然科学基金(批准号:10874143;10725418;10734090);高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20070530008);湖南省教育厅优秀青年基金(批准号:06B092)资助的课题~~

摘　　要：利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Au在Hg1-xCdxTe材料中原位取代Hg的p型掺杂对材料各组分电子结构的影响.通过态密度、形成能和动力学能级的理论分析,系统讨论了分子外延(MBE)和液相外延(LPE)两种生长条件下,Au杂质p型掺杂的稳定性和有效性.结果表明Au原位取代Hg后,Hg1-xCdxTe材料一方面表现出相当好的稳定性,另一方面形成浅杂质能级,是一种有效的p型掺杂剂.讨论了生长气氛对Au在Hg1-xCdxTe(MCT)中p型掺杂效率的影响,发现在MBE生长条件下,富阳离子气氛的所有组分,富Te气氛的0.75<x≤1组分以及LPE生长富阳离子条件下的0.75≤x≤1组分的MCT材料中均存在Au杂质的自补偿效应,不适合进行Au的p型掺杂.Using plane-wave pseudopotential methods based on the density functional theory, we have studied the structural and the electronic properties of gold doped Hg1-xCdxTe （MCT）. The results indicate that the in situ gold impurity maintains stabile bonds with the host atoms. Moreover, the in situ gold impurity creates a shallow acceptor level behaving as an efficient p-type dopant. For all mole fractions under molecular beam epitaxy （MBE） cation-rich growth condition, for 0.75〈x≤1 under MBE Te-rich growth condition, and for 0.75≤x≤1 under liquid phase epitaxy cation rich growth condition, the self-compensating effect occurs and the gold impurity cannot behave as an efficient p-type dopant in MCT.

关 键 词：化学势 形成能 动力学能级 HG1-XCDXTE 

分 类 号：O483[理学—固体物理]