2020-03-17
2020-03-09
過去 10 年間、シリコン (Si) 基板と組み合わせた単結晶ゲルマニウム (Ge) 層と構造の使用により、Ge の欠陥研究が復活しました。Si 結晶では、ドーパントと応力が固有点欠陥 (空孔Vと自己格子間I ) パラメーターに影響を与え、VとIの熱平衡濃度を変化させます。しかし、実験データが不足しているため、真性点欠陥濃度の制御は、Si 結晶と同じレベルでGe 結晶ではまだ実現されていません。この研究では、密度汎関数理論(DFT) 計算を使用して、等方性内部/外部応力の影響を評価しました ( σin / σ ex )は、Ge 中のドーパント (B、Ga、C、Sn、および Sb) 原子の周りの中性VおよびIの形成エンタルピー ( H f ) を調べ、その結果を Si の結果と比較しました。分析の結果は 3 つあります。まず、完全Ｇｅ中のＶ（Ｉ ）のＨｆ は圧縮σ ｉｎにより減少（増加）し、完全Ｇｅ中のＶ（Ｉ ）のＨｆは圧縮σ ｅｘにより増加（減少）する。、すなわち、静水圧。完全な Ge 結晶の応力の影響は、完全な Si 結晶の場合よりも大きくなります。第 2 に、Ge 結晶では、 Sn および Sb 原子の周囲のVのH fが減少し、 B、Ga、および C 原子の周囲のIのH fが減少します。Ge 結晶のドーパントの影響は、Si 結晶のそれよりも小さくなります。第三に、圧縮σ in は、ドーパントの種類に関係なく、Ge 結晶のドーパント原子の周りのV ( I )のH fを減少 (増加) させますが、 σ exはVのH fに与える影響は小さく、I in ドープされた Ge 結晶では、σ inよりも. 結晶成長中の熱応力下でのドープＧｅの融点における全ＶおよびＩの熱平衡濃度も評価した。
出典:IOPサイエンス
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