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B-Al共掺杂3C-SiC的第一性原理研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O561.2[理学—原子与分子物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]河北大学电子信息工程学院, 保定 071002, [2]河北大学计算材料研究中心, 保定 071002
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61204079,61306098)资助的课题.
中文摘要:

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,计算了未掺杂,B,Al单掺杂和B-Al共掺杂的3C-SiC的晶格参数、能带结构、态密度、有效质量、载流子浓度和电阻率. 计算结果表明:掺杂后导带和价带都向高能端移动,价带移动速度更快一些,使得禁带宽度都有一定程度的减小,其中B-Al共掺杂的禁带宽度最窄,纯净3C-SiC的禁带宽度最宽;B掺杂会减小价带顶空穴的有效质量,Al掺杂则反之,B-Al共掺杂补偿了二者的差异,和未掺杂的3C-SiC价带顶空穴的有效质量很接近. B和Al作为受主杂质,会极大地提高价带顶空穴载流子的浓度,而且B-Al共掺杂的3C-SiC的价带空穴浓度是B,Al单掺杂时的3倍. 4种体系中,B-Al共掺杂得到的电阻率是最低的,同单掺杂相比具有明显的性能优势.

英文摘要:

The lattice parameters, band structure, density of states, effective mass, carrier concentration and electrical resistivity of 3C-SiC in different doped forms (undoped, B-doped, Al-doped and B-Al co-doped) are calculated using the plane wave ultrasoft pseudopotential based on density functional theory. Calculations indicate that as the B or Al replaces Si atoms, both the conduction band and valence band shift to higher energy level. The top of valence band shifts quicker, resulting in the decrease of the band gap. B-Al co-doped 3C-SiC shows the narrowest bandgap while the pure one has the widest. Effective mass of B-doped 3C-SiC decreases but that of Al-doped 3C-SiC increases; while B-Al co-doped 3C-SiC effective mass, whose value approaches to the undoped, can be understood in terms of different compensation. As the acceptor impurities, B and Al will greatly increase the carrier density of valence band top, and the carrier density of the co-doped is three times as Large as the B-doped or Al-doped 3C-SiC. In addition, B-Al co-doping has the lowest resistivity among the four doping forms displaying its significant advantages in electrical property.

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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