自填隙原子对Si 晶体性能影响的研究 - 红外技术.PDFVIP

第34 卷 第10 期 红 外 技 术 Vol.34 No.10 2012 年10 月 Infrared Technology Oct. 2012 自填隙原子对Si 晶体性能影响的研究 卜琼琼，王 茺，靳映霞，陆顺其，杨 宇 （云南大学光电信息材料研究所，云南 昆明 650091 ） 摘要：运用第一性原理的超软赝势方法研究了Si 晶体中自填隙形成的多种缺陷对体Si 电子结构和光 学性质的影响。理论计算表明，缺陷使体 Si 材料的晶格常数、体积、电学和光学性质等产生了不同 程度的改变，空位缺陷导致Si 晶体材料吸收光谱红移。 关键词：第一性原理；缺陷；硅基；光学性质 中图分类号：O734 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2012) 10-0598-04 First-principles Study Influence of Self-ion Interstitial on Properties of Silicon Crystal BU Qiong-qiong，WANG Chong ，JIN Ying-xia ，LU Shun-qi，YANG Yu (Institute of optoelectronic Information Materials , Yunnan University, Kunming 650091, China) Abstract：The electronic structures and optical properties of all kinds of defect caused by self-ion interstitial in silicon have been studied using the first principle with ultra-soft pseudopotentials. The calculated results show that lattice parameter, volume, electronic and optical properties have been changed with different defects. Furthermore, the red shift of absorption spectrum has been observed due to the vacancy. Key words ：first-principles ，defect，silicon，optical properties 量特性等。尽管已经针对Si 基缺陷开展了大量研究， 0 引言 然而自离子注入时产生的缺陷对硅基的光学性质的 半导体硅材料在整个微电子乃至信息产业中起 影响还不清楚，因此本论文利用基于密度泛函理论的 着不可替代的作用。为了实现光电子与微电子集成的 第一性原理方法计算了不同缺陷情况下 Si 基的能带 目标，人们针对硅基发光材料开展了大量研究[1,2] 。然 结构、电子态密度以及光学性质，详细讨论了间隙缺 而Si 是间接带隙半导体，其发光效率很低，因此一直 陷及空位缺陷对Si 基的影响。理论计算结果表明，缺 存在不宜用 Si 来制造高效率的光电子器件的观点和 陷导致Si 基光电性能发生了变化，其中空位缺陷导致 看法。但是，已有的大量实验结果表明，离子注入引 Si 基材料吸收光谱红移。 入的缺陷可以有效提升Si 基发光性能，如Bao 等人[3]