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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 » 其他 » 不等价掺杂半导体的间隙态会“停在"哪个原子上？
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cenwanglai

荣誉版主 (知名作家)

老和山猥琐派九段

优秀版主

[求助] 不等价掺杂半导体的间隙态会“停在"哪个原子上？

近来看了几篇hole的localization文章(其中一篇PRB文章见http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=4118877)。有以下问题想请教。物理懂得少，希望得到帮助：回答问题或者指条路。

（1）背景：Mn掺杂TiO2。 假定Mn是+2价。Mn取代Ti的位置，标记为Mn_{Ti}, 缺两个电子，形成两个hole。
A.这两个hole如果都localization到Mn上，那么，DOS上会在禁带中出现一个population为2e的间隙态。这个间隙态纯粹由Mn3d组成。

B.这两个hole如果都localization到某一个O原子上，那么，DOS上会在禁带中出现一个population为2e的间隙态。这个间隙态纯粹由这个O的2p组成。这个O原子会很容易离开固体进去气相，形成一个氧空位。这个就是电荷补偿效应。氧空位形成能小于零，含一个氧空位的结构为最稳定结构。

C.这两个hole如果都localization到O原子上，但是localization到Mn周围最近距离的多个O原子上。那么，DOS上会在禁带中出现一个population为2e的间隙态。这个间隙态纯粹由这几个O的2p组成。失去其中某个O原子形成一个氧空位，留下x (0
D.这两个hole如果一个localization到某个O原子上，剩下一个localization到Mn2+上。这个时候就形成Mn3+-------O-离子对。失去这个O原子形成一个氧空位，留下1个电子。这1个电子填充到Mn3+上，形成Mn2+离子。

（2）问题：
E. 如果不是Mn，而是某个+2价原子Y，这两个hole的局域方式，上面四种情况是否都有可能？
F. 是否可以通过VASP人为设定出同一元素Y掺杂TiO2的以上四种情况，通过比较能量大小来确定到底是哪一种情况？


[ Last edited by cenwanglai on 2012-2-18 at 09:39 ]
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@stractor @bingmou @孙?�730

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1楼2012-02-17 20:55:53
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cenwanglai

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老和山猥琐派九段

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引用回帖:
12楼: Originally posted by 贺仪 at 2012-02-20 15:11:43:
我先问个问题：
‘DOS上会在禁带中出现一个population为2e的间隙态’，间隙态只在A和B情况下存在吗？C，D不存在？在vasp中能得出这个间隙态吗？

如果都存在间隙态的话，可以把试试画出单个元素的DOS，然后看能 ...

A-D无论那种情况，都会出现population为2的间隙态(受主能级，实际上没有电子填充)。

这里只是讨论hole（s)的localizaton的位置。
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13楼2012-02-20 15:37:53
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孙?�730

至尊木虫 (知名作家)

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【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
liliangfang(金币+2): 多谢交流 2012-02-18 11:54:34
cenwanglai(金币+2): ★有帮助 ~~ 2012-02-18 11:59:45
先抛开您的两个问题 问一下
此过程 是否考虑了Ti变价
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sunyu730_emuch@126.com
2楼2012-02-18 11:45:37
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cenwanglai

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引用回帖:
2楼: Originally posted by 孙?�730 at 2012-02-18 11:45:37:
先抛开您的两个问题 问一下
此过程 是否考虑了Ti变价

没有。根据试验结果和计算结果，Ti都不变价。
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3楼2012-02-18 11:58:28
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孙?�730

至尊木虫 (知名作家)

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【答案】应助回帖

cenwanglai(金币+5): ★★★很有帮助 非常感谢 2012-02-18 13:42:29
WDD880227(金币+2): 感谢交流 2012-02-19 19:20:43
franch(金币+2): 鼓励交流。。呵呵 2012-02-20 09:52:35
引用回帖:
3楼: Originally posted by cenwanglai at 2012-02-18 11:58:28:
没有。根据试验结果和计算结果，Ti都不变价。

既然这样 我们暂时不管这件事情 等审稿人提问 再说吧

1）一下4种模型 都是有可能的 但是 可能性或许不同 不知道是否有材料测试的证据

A. 2 hole + Mn2+ = ？ 确定是population为2e的间隙态。如果我认为那就是Mn4+，如何反驳我？

B. “氧空位形成能小于零，含一个氧空位的结构为最稳定结构” ，是对TiO2掺杂体系的结论吗？ 是否有测试结果证实其存在（文献）。

C. 个人认为 这个模型似乎比“B”模型合理，当还是计算一下才知道。

D. 形成Mn3+--O-离子对，应该能被接受。

（2）拓展到其它掺杂体系 问题应该不大

E. 要看+2价原子Y具体是什么

F. VASP 我不会用。 “人为设定出同一元素Y掺杂TiO2的以上四种情况，通过比较能量大小来确定到底是哪一种情况”，这应该是很合理的研究方法

建模问题 我不是很熟悉
以上意见 仅供参考
有问题 最好问问您的导师
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sunyu730_emuch@126.com
4楼2012-02-18 13:12:14
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