【缺陷】GaN和AlN中的掺杂特性

1997 年 5 月 9 日，北卡罗来纳州立大学的 P. Bogusławski 和 J. Bernholc 等人在《Physical Review B》期刊发表了题为《Doping properties of C, Si, and Ge impurities in GaN and AlN》的文章，基于量子分子动力学方法，研究了碳（C）、硅（Si）和锗（Ge）杂质在氮化镓（GaN）和氮化铝（AlN）中的掺杂特性。实验或仿真结果表明，当取代阳离子时，Si 和 Ge 在 GaN 中是浅施主，Ge 在 AlN 中则变为深施主；这些杂质在氮位上均为深受主。取代阳离子的 C 在 GaN 中是浅施主，在 AlN 中则是深施主；C 取代氮位时在两种材料中均为相对较浅的受主。研究还探讨了两种可能降低掺杂效率的效果：一是施主从取代位置转变为类似 DX 的构型，在 GaN 中 Si 和 Ge 的 DX⁺⁻态不稳定或亚稳态，不影响掺杂效率，而在 AlN 中则稳定，导致 Si 和 Ge 在其中无法作为掺杂剂；二是自补偿效应，即杂质原子同时在阳离子和阴离子子晶格中引入，计算得到