HgCdTe材料中杂质和缺陷对其结构和光电子性质的影响-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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HgCdTe材料中杂质和缺陷对其结构和光电子性质的影响

项目名称：HgCdTe材料中杂质和缺陷对其结构和光电子性质的影响
项目类别：面上项目
批准号：60476040
申请代码：F040504
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：陈效双
负责人职称：研究员
依托单位：中国科学院上海技术物理研究所
批准年度：2004

中文摘要：

碲镉汞材料主要是通过掺杂来实现材料的应用，如何有效实现p型掺杂存在着大量的关键问题，利用第一性原理的全电子势线性缀加平面波法（FP－LAPW）和赝势平面波法（VASP）开展窄禁带碲镉汞材料的第一性原理模拟，预测As的引入和Hg的替位等缺陷导致的基体晶体结构的畸变，化学键的变化和电荷的转移等对材料光、电子性质的影响。提供As既作为施主又作为受主的两性行为本质，获得As作为p型掺杂取代Te的优化条件。

中文主题词：碲镉汞；第一性原理；杂质和缺陷；As掺杂；复合缺陷

英文摘要：

HgCdTe；First-principles method

英文主题词： HgCdTe；First-principles method

结论摘要：

本项目对红外光电子材料中最核心的缺陷与掺杂问题进行了系统的理论研究，特别是用第一性原理方法获得了碲镉汞材料掺杂和缺陷的杂质构型与能态的微观特性关系，澄清了碲镉汞材料As掺杂两性行为的起源，发现无论是As代Hg位还是As代Te位掺杂，将伴随第一近邻原子的Jahn-Teller畸变，分别形成了单施主能级和单受主能级；发现了当碲镉汞材料出现Hg空位时，伴随着缺陷第一近邻Te悬挂键的重整，使得空位处形成局域负电中心；发现了As_Hg+VHg复合缺陷决定了碲镉汞材料中As掺杂的激活过程，在富Hg情况下，比较容易实现As杂质从Hg位向Te位的迁移扩散；从理论上预言了As4、As2在外延层可能的吸附形式为As的簇团结构，并与光学测试和电学测试的结果进行了比较，解释了As杂质在MBE生长Hg1-xCdxTe材料中p型掺杂受到抑制、导致补偿性n型掺杂的微观起源；发现合金化效应导致Hg1-xCdxTe材料中的Te-Cd键和Te-Hg键的成键强度变弱以及Cd1-xZnxTe中阴离子的驰豫导致的合金电子态的分裂和窄化等特征；揭示的红外光电子材料内在科学机理为我国红外光电子材料器件的发展加深了理论的支撑。

成果综合统计