B、Be在碲鎘汞中摻雜效應的第一性原理研究.pdf

1、碲鎘汞是一種重要的紅外光電子探測器材料,其禁帶寬度在0~1.65eV范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),基于碲鎘汞材料的紅外探測器可覆蓋整個紅外大氣窗口。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展對紅外探測器精度的要求日益提高,碲鎘汞材料在實際的應用中存在的問題日益突出,特別是碲鎘汞材料摻雜的可控調(diào)制問題,而這些問題的解決很難再停留在經(jīng)驗或半經(jīng)驗參數(shù)的理論框架基礎上。本文通過基于密度泛函理論的第一性原理方法系統(tǒng)研究了碲鎘汞材料B、Be摻雜對材料的電子結構和電學性質的影響,為實

2、驗上B、Be在碲鎘汞材料中的可控摻雜提供了理論分析基礎。本論文取得的主要成果如下:
　　(I)通過形成能和束縛能研究了B在Hg0.75Cd0.25Te中的摻雜效應。結果表明B在Hg0.75Cd0.25Te中存在著兩種主要形態(tài):第一種是在完整的Hg0.75Cd0.25Te材料中B穩(wěn)定存在于六角間隙位置而非替位位置。此時,B形成容易激活的三級施主并使材料表現(xiàn)為n型。另一種是在有 Hg空位存在的Hg0.75Cd0.25Te中B更容易與

3、Hg空位結合形成缺陷復合體,其束縛能達到了0.96eV。這種復合體在Hg0.75Cd0.25Te材料中形成單施主也使材料表現(xiàn)為n型。考慮到輻照損傷形成的Hg空位受主,這種B與Hg空位的復合體是制約B離子在Hg0.75Cd0.25Te中注入激活的一個重要因素;
　　(II)基于密度泛函理論的第一性原理方法,系統(tǒng)分析了Be在Hg0.75Cd0.25Te材料中的摻雜效應。缺陷形成能的計算結果表明Be在Hg0.75Cd0.25Te材料中主