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II-VI族化合物半導体中の3d遷移金属不純物の電子状態

II-VI 化合物半导体中 3d 过渡金属杂质的电子态

基本信息

批准号：
62604505
负责人：
吉田博
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

バンド理論の範囲内で経験的パラメーターを一切含まない第一原理に立脚した全電子グリーン関数法に基づいて, ZnS中のCr不純物の電子状態の計算を行った. (1)母体の半導体であるZnSの電子状態を, 第1原理に立脚したノルム保存型の擬ポテンジャル法で計算し, 母体のバンド構造を高い精度で記述する局在軌道の決定を行った. (2)不純物と周辺原子を含む系について母体のグリーン関数を行列表示で決定した. (3)不純物と周辺原子を含む系について局所歪の自由度をとり入れて, 安定な不純物位置とヤンテラー歪の対称性およびその大きさを決定した. (4)不純物による全電子エネルギーを計算し, 異なる荷電状態間の全エネルギーの差からドナー及びアクセプター準位の計算を行った. (5)電子スピン共鳴等の実験で得られるg値やCr不純物核位置における超微細相互作用定数の計算を行った. その結果, ZnS鉈のCr不純物について(a)Cr^+, Cr^<2+>, Cr^<3+>の三つの荷電状態が安定に存在し, それぞれは対称性の異なるヤンテラー歪を伴っている. (b)計算した不純物核位置での超微細相互作用定数やg値は, 存在する実験値とのよい定量的一致を示す. (c)ドナー準位もかなり実験値とのよい一致を示す. (d)G^<3+>については実験値は存在しないが, 理論計算から予測されたデータの検証が必要である. (e)ZnS中のCr不能物ではイオン性に加えて共有結合性も強く働いていることがわかった.

The calculation of the electronic states of Cr impurities in ZnS was carried out by the all-electron correlation method based on the first principle. (1)The electronic state of the parent semiconductor ZnS is calculated by the first principle, and the structure of the parent semiconductor is described with high accuracy. (2)The relationship between impurities and peripheral atoms in the system is determined by the number of columns and columns. (3)Impurity and perimeter atoms are included in the system. The degree of freedom of the impurity is determined by the stability of the impurity. (4)Calculation of all-electron-generated complex for impurities, calculation of all-electron-generated complex difference between different charge states, and calculation of all-electron-generated complex level. (5)The calculation of ultra-fine interaction number of Cr impurity nuclei in electron resonance equation. As a result, the charge states of Cr impurities in ZnS are stable, and the charge states of Cr^+, Cr^<2+>, Cr^<3+> are stable. (b)Calculation of the ultra-fine interaction parameters for impurity nucleus positions, existence of the parameters, and quantitative agreement are shown. (c)The value of the target is shown in the table below. (d)G^<3+> There is no real value, and theoretical calculation and prediction of data are necessary. (e) Cr in ZnS can not be a matter of strong combination.