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B,P掺杂β-Si3N4的电子结构和光学性质研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O484.41[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]太原理工大学,新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室,信息工程学院微纳系统研究中心,太原030024, [2]太原理工大学物理与光电工程学院,太原030024
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51205275,51205276,51205273)、国家高技术研究发展计划(批准号:2013AA041109)、山西省自然科学基金(批准号:2013021017-1)和山西省回国留学人员科研资助项目(批准号:2013.035)资助的课题.
中文摘要:

运用第一性原理方法,计算了B,P两种元素单掺杂和共掺杂的β-Si3N4材料的电子结构和光学性质.结果表明:B掺杂体系的稳定性更高,而P掺杂体系的离子性更强;单掺和共掺杂均窄化带隙,且共掺在禁带中引入深能级,使局域态增强;单掺杂体系介电函数虚部、吸收谱和能量损失谱各峰均发生红移、幅值减小,而共掺后介电函数虚部主峰出现蓝移、能量损失峰展宽、高能区电子跃迁大大增强,且控制共掺杂的B,P比例可获得较低的带电缺陷浓度.

英文摘要:

The electronic structures and optical properties of boron/phosphorus mono- and co-doped β silicon nitride are studied by the first-principles plane-wave ultrasoft pseudopotential method with the generalized gradient approximation. The results are obtained as follows. The B-doped system has a better stability than the P-doped system, while the P-doped structure has a stronger ionicity. The mono-doping and co-doping can narrow the band gap of β silicon nitride while the co-doping introduces the deep impurity levels and strengthens the localized states. The mono-doping causes the imaginary part of dielectric function, the peaks of absorption spectra and energy loss spectra to red-shift, and their amplitudes to decrease, resulting in a significant difference from the intrinsic state. The co-doping induces the peak of imaginary part of the dielectric function to blue-shift, broadens the energy loss peak, greatly enhances the electronic transition in the high energy region, and controlling the ratio of the numbers of atoms (B and P) in co-doping can achieve a low charged defect concentration, implying its potential application in the field of microelectronics.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876