点击次数：

论文类型：期刊论文

发表时间：2018-12-10

发表刊物：原子与分子物理学报

收录刊物：PKU

卷号：36

期号：2

页面范围：342-348

ISSN号：1000-0364

关键字：重掺杂;绝缘体-金属转变;临界浓度;中间带;第一性原理

摘要：基于密度泛函理论的第一性原理方法,本文旨在探索确定绝缘体-金属转变临界浓度的理论计算方法.以Co重掺杂Si为研究对象,构建并计算了10个Co不同掺杂浓度模型的晶体结构、杂质形成能及其电子性质.发现在Co掺杂Si体系的带隙中形成了杂质能级,杂质能级的位置和宽度随着Co浓度的增加呈线性变化.当Co掺杂浓度较高时杂质形成能逐渐稳定,且杂质能级穿过费米能级使体系表现出金属性.综合杂质形成能的变化趋势,以及杂质能级极小值与费米能级间的距离条件,可预测出发生绝缘体-金属转变的Co掺杂浓度为2.601(×)1020 cm-3,与实验结果相一致.上述两条依据应用于S重掺杂Si体系和Se重掺杂Si体系同样成立.