Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

I. V. Plyushchay, T. V. Gorkavenko, T. L. Tsaregrads’ka, O. I. Plyushchay
«Ab initio Modelling of the Electronic and Elastic Properties of Imperfect Silicon»
0529–0542 (2019)

PACS numbers: 61.72.J-, 61.72.U-, 62.20.de, 71.15.Mb, 71.20.Mq, 71.55.Cn, 75.50.Pp

Проведён первопринципный расчёт атомной и электронной структур, а также упругих свойств сверхъячейки кремния из 64 атомов при наличии собственных точечных дефектов, основных примесных атомов (O, C) и легирующих примесей (N, B, P, As, Al, In). Расчёт проводился методом функционала плотности в обобщённом градиентном приближении с помощью пакета программ ABINIT. Проанализировано смещение атомов кремния вокруг исследованных точечных дефектов до 9 координационной сферы включительно. Рассчитаны и проанализированы особенности изменения равновесного объёма и коэффициента всестороннего сжатия сверхъячейки из 64 атомов кремния с различными точечными дефектами. Показано, что деформация структуры за счёт точечных дефектов приводит к уменьшению модуля всестороннего сжатия для всех исследованных случаев, кроме междоузельного кислорода. Представлены и проанализированы электронные спектры сверхъячеек кремния с разными точечными дефектами. Показано, что присутствие собственных точечных дефектов, а также кислорода и углерода в кремнии приводит к появлению узких примесных пиков в области уровня Ферми, которые в случае междоузельного кислорода могут привести к формированию магнитных моментов на примесных атомах.

Keywords: silicon, point defects, atomic structure, electronic structure, bulk modulus