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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » MS » 【求助】掺杂后带隙的问题
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limin2007

铁杆木虫 (著名写手)

[交流] 【求助】掺杂后带隙的问题 已有16人参与

有两个问题请教大家：
1.掺杂后，能带怎么确定？比如文献上说掺杂后带隙减小的情况，导带底和价带顶的位置如何确定呢？掺杂后价带顶位置有些杂化，我不知道该怎么确定价带顶的位置了。
2.在态密度图形里面如何看带隙，我今天在一篇文献上看到带隙是这么标注的，不明白为什么会是这样？我贴上图形大家帮我分析一下好吗？谢谢了。
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1楼 2011-03-27 15:09:10
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stractor

金虫 (著名写手)
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zzy870720z(金币+3): 谢谢讨论 2011-03-30 16:47:04
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Originally posted by guolianshun at 2011-03-30 11:22:49:
其实呢，你认为的是本征半导体，是一种很理想的状态，在自然界中基本不存在，半导体一般都有缺陷，反言之，缺陷的形成就是掺杂的一种，所以会有飘移，计算出来的都是这样的，可以问问做材料的老师吧。呵呵，不好 ...

这个我清楚，实际制造出来的半导体是有缺陷的。但这里你并没回答楼主的问题。理论上可以计算perfect的半导体。楼主的TiO2之图是计算得出出来的，既然是计算出来的话，这就是perfect，而不是有缺陷存在的DOS。那么这里的VBM处的DOS和CBM的DOS接近于0(这是由于计算中的smearing原因），能带计算可看出带隙。这里看VBM和CBM 与费米能级没有关系。只需要band structure计算。
所以楼主，你要做能带计算得出带隙。
楼主说的掺杂影响带隙，这是掺杂很高的情况。因为浓度很高，杂质与杂质会相互作用，这也会形成能带，导致在原来的本征半导体的CBM和VBM附近出现杂质能带，而导致能带变窄。如果掺杂浓度极低，杂质一般在带隙中导致一个缺陷态能级，不影响带隙。若楼主考虑的是前者（浓度高），就需要做能带计算确定带隙了。

[ Last edited by stractor on 2011-3-30 at 15:47 ]
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20楼2011-03-30 15:30:16
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stractor

金虫 (著名写手)
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mazuju028(金币+2): 谢谢交流 2011-03-27 22:49:45
建议不要看中文的文献，因为中国的刊不严谨，错误多。从图中看不出什么信息，感觉这篇文章的作者犯了错误。单看TiO2的DOS，它没掺杂，VBM和CBM处的DOS应接近于0。然而，图中的带隙的下限位置处DOS却很大。
如果掺杂浓度很低的话，你可以进行能带计算，一下子就知道带隙了。

[ Last edited by stractor on 2011-3-27 at 18:50 ]
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2楼2011-03-27 18:46:25
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limin2007

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by stractor at 2011-03-27 18:46:25:
建议不要看中文的文献，因为中国的刊不严谨，错误多。从图中看不出什么信息，感觉这篇文章的作者犯了错误。单看TiO2的DOS，它没掺杂，VBM和CBM处的DOS应接近于0。然而，图中的带隙的下限位置处DOS却很大。
如果掺 ...

谢谢你的回复。
对于第二个问题，掺杂浓度比较低的情况，如何确定价带顶和导带底的位置？
是使用未掺杂时候的价带顶的位置来确定带隙还是掺杂后出现的价带顶的能级来确定带隙？
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3楼2011-03-27 18:55:39
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jghe

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mazuju028(金币+2): 谢谢交流 2011-03-28 20:00:41
1。掺杂后的跟掺杂前的其实已经没有可比性了，价带位置当然要看费米能级了。CASTEP默认价带顶就是费米能级
2。带隙还是要看能带的，态密度有展宽，不是很准确
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4楼2011-03-28 04:02:28
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stractor

金虫 (著名写手)
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youzhizhe(金币+2): 谢谢交流。 2011-03-28 08:08:14
我认为理论计算掺杂的浓度都是很低的情形，掺杂对带隙没有明显的影响。可以直接用没掺杂的带隙。我做中性缺陷的时候就是用未掺杂的胞的带隙。
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5楼2011-03-28 06:24:08
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limin2007

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by stractor at 2011-03-28 06:24:08:
我认为理论计算掺杂的浓度都是很低的情形，掺杂对带隙没有明显的影响。可以直接用没掺杂的带隙。我做中性缺陷的时候就是用未掺杂的胞的带隙。

我主要是考虑掺杂后带隙的变化，所以我想确定带隙是怎么确定的。
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6楼2011-03-28 10:04:09
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stractor

金虫 (著名写手)
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-03-28 21:24:29
我已经回答你的问题了。你想不明白，就看看固体物理，能带怎么形成的吧。
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7楼2011-03-28 18:38:01
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njuswj

银虫 (小有名气)
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ellsaking(金币+1): 谢谢交流 2011-03-29 21:57:57
PRL 102, 036402 (2009), 中有一句话 Here, the DOS in the different systems
are aligned by referencing to the core levels of the atom
farthest from the impurity.
希望对你有帮助...
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8楼2011-03-29 21:47:42
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fagege2010

铁虫 (小有名气)
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Originally posted by stractor at 2011-03-27 18:46:25:
建议不要看中文的文献，因为中国的刊不严谨，错误多。从图中看不出什么信息，感觉这篇文章的作者犯了错误。单看TiO2的DOS，它没掺杂，VBM和CBM处的DOS应接近于0。然而，图中的带隙的下限位置处DOS却很大。
如果掺 ...

能不能贴一个正确的图，我还是看不太懂你说的话
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神马都是浮云
9楼2011-03-30 09:09:38
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wangth08

金虫 (正式写手)
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Originally posted by jghe at 2011-03-28 04:02:28:
1。掺杂后的跟掺杂前的其实已经没有可比性了，价带位置当然要看费米能级了。CASTEP默认价带顶就是费米能级
2。带隙还是要看能带的，态密度有展宽，不是很准确

CASTEP默认价带顶就是费米能级，半导体的话应该是能隙中间位置吧？
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10楼2011-03-30 10:06:13
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