P掺杂4H-SiC超晶胞的第一性原理计算

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方法，计算本征以及P替位式掺杂，P间隙式掺杂4H-SiC的晶格常数、能带结构、态密度、载流子浓度和电导率。结果表明：P掺杂减小了4H-SiC的禁带宽度，其中P替位C原子掺杂的禁带宽度最小。替位式掺杂导致4H-SiC的费米能级进入导带，使其成为n型半导体，间隙式掺杂使4H-SiC的费米能级接近导带并在其禁带中引入杂质能级。替位式掺杂后，4H-SiC的自由电子主要存在于导带底，而间隙式掺杂4H-SiC 中除了导带底外，禁带中的杂质能级也提供了自由电子，因此，电子浓度大幅度增加。掺杂4H-SiC 的载流子迁移率主要由中性杂质对电子的散射决定，较本征态的大幅度降低。通过计算4种体系的电导率可知，P替位Si原子掺杂4H-SiC的电导率最大，导电性最好。

关键词：4H-SiC、P掺杂、第一性原理、电导率

分类号：O64(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家留学基金资助项目[2014]3012；国家级大学生创新训练资助项目201410075002

在线出版日期：2015-07-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1617-1624