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cenwanglai榮譽(yù)版主 (知名作家)
老和山猥瑣派九段
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[求助]
不等價(jià)摻雜半導(dǎo)體的間隙態(tài)會(huì)“停在"哪個(gè)原子上？
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近來(lái)看了幾篇hole的localization文章(其中一篇PRB文章見(jiàn)http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=4118877)。有以下問(wèn)題想請(qǐng)教。物理懂得少，希望得到幫助：回答問(wèn)題或者指條路。 （1）背景：Mn摻雜TiO2。 假定Mn是+2價(jià)。Mn取代Ti的位置，標(biāo)記為Mn_{Ti}, 缺兩個(gè)電子，形成兩個(gè)hole。 A.這兩個(gè)hole如果都localization到Mn上，那么，DOS上會(huì)在禁帶中出現(xiàn)一個(gè)population為2e的間隙態(tài)。這個(gè)間隙態(tài)純粹由Mn3d組成。 B.這兩個(gè)hole如果都localization到某一個(gè)O原子上，那么，DOS上會(huì)在禁帶中出現(xiàn)一個(gè)population為2e的間隙態(tài)。這個(gè)間隙態(tài)純粹由這個(gè)O的2p組成。這個(gè)O原子會(huì)很容易離開(kāi)固體進(jìn)去氣相，形成一個(gè)氧空位。這個(gè)就是電荷補(bǔ)償效應(yīng)。氧空位形成能小于零，含一個(gè)氧空位的結(jié)構(gòu)為最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 C.這兩個(gè)hole如果都localization到O原子上，但是localization到Mn周圍最近距離的多個(gè)O原子上。那么，DOS上會(huì)在禁帶中出現(xiàn)一個(gè)population為2e的間隙態(tài)。這個(gè)間隙態(tài)純粹由這幾個(gè)O的2p組成。失去其中某個(gè)O原子形成一個(gè)氧空位，留下x (0 D.這兩個(gè)hole如果一個(gè)localization到某個(gè)O原子上，剩下一個(gè)localization到Mn2+上。這個(gè)時(shí)候就形成Mn3+-------O-離子對(duì)。失去這個(gè)O原子形成一個(gè)氧空位，留下1個(gè)電子。這1個(gè)電子填充到Mn3+上，形成Mn2+離子。 （2）問(wèn)題： E. 如果不是Mn，而是某個(gè)+2價(jià)原子Y，這兩個(gè)hole的局域方式，上面四種情況是否都有可能？ F. 是否可以通過(guò)VASP人為設(shè)定出同一元素Y摻雜TiO2的以上四種情況，通過(guò)比較能量大小來(lái)確定到底是哪一種情況？ [ Last edited by cenwanglai on 2012-2-18 at 09:39 ] |
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【答案】應(yīng)助回帖
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
liliangfang(金幣+2): 謝謝交流 2012-02-19 09:58:04
cenwanglai(金幣+13): ★★★★★最佳答案 非常感謝~~ 2012-02-19 19:12:48
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cenwanglai(金幣+13): ★★★★★最佳答案 非常感謝~~ 2012-02-19 19:12:48
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（2）問(wèn)題： E. 如果不是Mn，而是某個(gè)+2價(jià)原子Y，這兩個(gè)hole的局域方式，上面四種情況是否都有可能？ F. 是否可以通過(guò)VASP人為設(shè)定出同一元素Y摻雜TiO2的以上四種情況，通過(guò)比較能量大小來(lái)確定到底是哪一種情況？ E：具體原子的組合方式，要看原子間作用力的大小，也就是說(shuō)鍵的極性強(qiáng)弱，如果摻雜原子的極性較強(qiáng)，則hole會(huì)局域在摻雜原子周圍，反之則反，如果摻雜原子與本體鍵強(qiáng)弱相當(dāng)會(huì)出現(xiàn)以上幾種情況。摻Mn,一般而言，O原子的極性相對(duì)強(qiáng)一些，所以局域在氧原子周圍的幾率可能要高一些。 F：VASP計(jì)算過(guò)程中需要優(yōu)化，優(yōu)化之后就可以確定那種結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，無(wú)須每一個(gè)都試一下。 |
7樓2012-02-19 09:51:40
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2樓2012-02-18 11:45:37
cenwanglai
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3樓2012-02-18 11:58:28
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【答案】應(yīng)助回帖
cenwanglai(金幣+5): ★★★很有幫助 非常感謝 2012-02-18 13:42:29
WDD880227(金幣+2): 感謝交流 2012-02-19 19:20:43
franch(金幣+2): 鼓勵(lì)交流。。呵呵 2012-02-20 09:52:35
WDD880227(金幣+2): 感謝交流 2012-02-19 19:20:43
franch(金幣+2): 鼓勵(lì)交流。。呵呵 2012-02-20 09:52:35
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既然這樣 我們暫時(shí)不管這件事情 等審稿人提問(wèn) 再說(shuō)吧 1）一下4種模型 都是有可能的 但是 可能性或許不同 不知道是否有材料測(cè)試的證據(jù) A. 2 hole + Mn2+ = ？ 確定是population為2e的間隙態(tài)。如果我認(rèn)為那就是Mn4+，如何反駁我？ B. “氧空位形成能小于零，含一個(gè)氧空位的結(jié)構(gòu)為最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)” ，是對(duì)TiO2摻雜體系的結(jié)論嗎？ 是否有測(cè)試結(jié)果證實(shí)其存在（文獻(xiàn)）。 C. 個(gè)人認(rèn)為 這個(gè)模型似乎比“B”模型合理，當(dāng)還是計(jì)算一下才知道。 D. 形成Mn3+--O-離子對(duì)，應(yīng)該能被接受。 （2）拓展到其它摻雜體系 問(wèn)題應(yīng)該不大 E. 要看+2價(jià)原子Y具體是什么 F. VASP 我不會(huì)用。 “人為設(shè)定出同一元素Y摻雜TiO2的以上四種情況，通過(guò)比較能量大小來(lái)確定到底是哪一種情況”，這應(yīng)該是很合理的研究方法 建模問(wèn)題 我不是很熟悉 以上意見(jiàn) 僅供參考 有問(wèn)題 最好問(wèn)問(wèn)您的導(dǎo)師 |
4樓2012-02-18 13:12:14
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