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B,P掺杂β-Si3N4的电子结构和光学性质研究∗

         

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 ofβ 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.%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-Si3 N4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。

著录项

  • 来源
    《物理学报》 |2015年第6期|311-318|共8页
  • 作者单位

    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;

    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;

    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;

    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;

    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;

    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;

    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;

    太原理工大学物理与光电工程学院;

    太原 030024;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类
  • 关键词

    β相氮化硅; 掺杂; 第一性原理; 光电性质;

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