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飘在空中的雨

金虫 (小有名气)

[求助] 怎样判断掺入的原子起空穴还是载流子作用？

我做TiO2.掺入Sc 和V 等3d过渡金属，怎样判断它是起空穴作用还是载流子的作用？
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1楼2011-05-17 10:20:36
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buct2010

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
飘在空中的雨(金币+2): 2011-05-17 17:51:39
zzy870720z(金币+2): 谢谢指教 2011-05-17 21:13:37
引用回帖:
Originally posted by 飘在空中的雨 at 2011-05-17 10:20:36:
我做TiO2.掺入Sc 和V 等3d过渡金属，怎样判断它是起空穴作用还是载流子的作用？

计算掺杂前后的能带结构，做一下比较。
如果杂质能级接近导带底，说明是电子为主要载流子，如果杂质能级接近价带顶，说明空穴是主要载流子。
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2楼2011-05-17 16:18:30
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贺仪

铁杆木虫 (著名写手)
★
zzy870720z(金币+1): 谢谢提示 2011-05-17 21:13:45
从DOS上可以看出来
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嘟啦啦嘟啦啦嘟
3楼2011-05-17 19:13:50
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stractor

金虫 (著名写手)
2楼的观点是错误的，因为杂质能级不等同于费米能级。
举个简单例子，如果某杂质X正一价的缺陷对应的能级在CBM附近，但它还是起受主作用，接受电子。
楼主的问题可以从两个方面解决。
由电中性确定费米能级的位置或者计算电子和空穴的浓度。不过计算载流子的浓度有点难，估计你得先搞懂有效质量。
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4楼2011-05-18 05:27:53
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stractor

金虫 (著名写手)
先分析这个杂质掺杂后，会出现哪些可能的价带，然后计算这些可能价态缺陷及所有本征缺陷的形成能，再计算各种缺陷的浓度由电中性条件确定费米能级。TiO2的带隙是3点几电子伏，推测自由载流子的浓度比掺杂的缺陷和本征缺陷小2个数量级，那样的话在考虑电中性时自由载流子的浓度就可以忽略，你就不需计算有效质量了，但这个条件必须是你计算采用的是杂化泛函或者+U的方法，因为普通GGA或者LDA计算的带隙比真实值少了一半多，在此情况下，自由载流子的浓度不能忽略。费米能级确定后，看看在该费米能级处那种杂质缺陷更稳定。如果带正电的缺陷更稳定，那么这个杂质就是施主提供电子，如果负电缺陷更稳定，这杂质就是受主接受电子。是施主还是受主还与环境有关，因为环境会影响缺陷浓度进而影响费米能级。
    还有种可能情况，如果你计算的杂质缺陷形成能在带隙的任何位置都是正点的最稳定，那么不用确定费米能级了，它就是施主了；如果负电的缺陷在带隙的任何位置都稳定，它就是受主了。

上面的帖子打错了字，应为“如果某杂质X正一价的缺陷对应的能级在VBM附近，但它还是起施主作用，提供电子”，因为这个杂质失去了电子而带正电。

欢迎交流，本人搞半导体的缺陷计算也才八个月。
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5楼2011-05-18 05:49:18
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