Field Evaporation of Grounded Arsenic Doped Silicon Clusters
利用密度泛函理论研究了场蒸发52个原子组成的掺砷硅团簇，模拟了衬底上数百纳米长的硅纳米结构.研究了六种不同As掺杂浓度和掺杂位置的团簇结构。临界蒸发电场被发现是较低的集群与较高的掺杂浓度和掺杂点靠近表面。我们将这种差异归因于对应于不同As掺杂浓度和掺杂位置的结合能的差异。我们的理论研究对高电场下纳米尖端的稳定性有一定的指导意义。
2014-10-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Quadrupolar Effects on Nuclear Spins of Neutral Arsenic Donors in Silicon
我们提出了电检测电子核双共振测量的核自旋的电离和中性砷施主在应变硅。除了减少的超精细耦合，我们发现显着的四极相互作用的中性捐助者的顺序为10 kHz的核自旋。通过比较这些四极位移，由于测量的电离的捐助者的晶体场，我们确定的电场梯度在原子核上的额外的电子的效果。该额外分量预期是由与由于应变下电子波函数的变化而产生的电场梯度的耦合引起的。
2016-03-04 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Thermally activated reorientation of di-interstitial defects in silicon
我们提出了一个双间隙模型的P6中心通常观察到的离子注入硅。双间隙结构和不同缺陷取向之间的跃迁路径可以解释P6中心从低温C1h对称性到室温D2d对称性的热激活跃迁。由从头计算确定的缺陷重取向的激活能为0.5 eV与实验一致。我们的双间隙模型建立了点缺陷和扩展缺陷之间的联系，双间隙提供了生长的核心。
1999-04-01 cond-mat.mtrl-sci
The W center in self-implanted silicon is the self-interstitial cluster I_3
基于第一性原理密度泛函理论计算，我们确定了自注入硅中的W中心为三元自填隙团簇I_3，并与所有已知的实验特征（发射能、非本征能级、激活能和离解能、局域振动结构和对称性）相匹配.
2002-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Real-Time Observation of Self-Interstitial Reactions on an Atomically Smooth Silicon Surface
自扩散和杂质扩散在高比表面积半导体纳米结构的制备中起着至关重要的作用。然而，半导体中点缺陷的体表面反应的实验研究受到极低浓度和晶格中单点缺陷可视化困难的强烈阻碍。在这里，我们报告的第一个实时实验观察的自填隙反应在一个大的原子级光滑的硅表面。我们发现，在860- 1000 ^oC温度范围内，金扩散过程中在硅体中产生的非平衡自激电子在（111）表面湮灭，产生硅从体到表面的净质量通量。二维岛的动力学过程主要由原子台阶边缘的反应控制。估算了自激子与表面相互作用的激活能和金通过表面渗入硅体的能垒。这些结果表明，表面形态可以深刻地影响表面-本体反应应该有重要的影响，纳米制造技术的发展。
2019-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Fast Diffusion Mechanism of Silicon Tri-interstitial Defects
采用分子动力学和轻推弹性带方法相结合的方法，研究了硅中致密三元系的微观自扩散过程。我们发现，紧凑的三间隙移动的集体位移，涉及平移和旋转，在螺旋状运动沿$[111]$方向的五个原子。该途径的阐明表明了结合紧密结合的分子动力学与\textit{ab initio}密度泛函计算探针扩散机制的效用。利用密度泛函理论得到扩散势垒和前因子，计算了$ 4 \cdot 10^{-5} \exp (- 0.49 {\rm eV} / k_{B} T) {\rm cm^2/s} $的扩散常数。由于低扩散势垒，在诸如离子注入的条件下，$I_{3}^{b}$扩散可能是重要的过程，离子注入产生过量的杂质，因此有利于间隙簇的形成。
2005-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of Process of Diffusion of Interstitial Oxygen Atoms and Interstitial Hydrogen Molecules in Silicon and Germanium Crystals: Quantumchemical Simulation
本文对硅、锗晶体中间隙氧原子和氢分子的扩散过程进行了理论分析。计算了间隙氧原子Ea（Si）= 2.59 eV，Ea（Ge）= 2.05 eV，D（Si）= 0.28 cm ~ 2s ~（-1），D（Ge）= 0.39 cm ~ 2s ~（-1）和间隙氢分子Ea（Si）= 0.79-0.83 eV，Ea（Ge）= 0.58-0.62 eV，D（Si）= 7.4 × 10（-4）cm ~ 2·s ~（-1），D（Ge）= 6.5 × 10（-4）cm ~ 2·s ~（-1）与实验值符合得很好，并首次较好地描述了Si和Ge晶体中间隙氧原子和氢分子扩散常数的实验温度关系。研究表明，对于与晶格（间隙氧原子）具有强相互作用的杂质原子的情况，扩散过程具有协同性质--激活能和指前因子由三个最近晶格原子的最佳位置控制。对于具有弱相互作用（间隙氢分子）的扩展缺陷的情况，扩散过程由受到与氢分子旋转相关的波动的激活势垒确定。本文还讨论了静水压力对扩散过程的影响。
2006-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Half-filled intermediate bands Si material formed by energetically metastable interstitial sulfur atom
高掺杂亚稳态硫原子赋予晶体硅强的亚带隙光吸收。为了探索这样的亚稳态，我们发展了一种新的高通量的第一性原理计算方法来搜索晶体硅中间隙硫原子的所有能量亚稳态。最后，我们得到了63个亚稳间隙态，它们可以分为十种类型。有趣的是，其中28个（占总数的44%）低能亚稳态可以在硅禁带中产生隔离良好且半填充的中间带（IB），这使得硫超掺杂硅成为IB太阳能电池的理想材料。
2016-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Heat and charge transport in bulk semiconductors with interstitial defects
间隙缺陷不可避免地存在于杂质半导体中，使得现代电子、光电或热电技术成为可能。直到最近，随着第一性原理建模技术的出现，在强大的实验方法的支持下，才完成了对硅晶格中晶体稳定性及其键合机制的理解。然而，很少有人注意到不同的天然存在的杂质对硅的热和电性能的影响。在这项工作中，我们提出了一个系统的研究，在存在随机分布的间隙缺陷（Si，Ge，C和Li）的体硅的热和电荷输运性质的变化。我们通过原子晶格动力学和分子动力学模拟研究发现，间隙缺陷散射载热声子抑制热输运-1.56%的随机分布的Ge和Li晶体分别降低硅的热导率$\sim$ 30和34倍。采用第一性原理密度泛函理论和半经典Boltzmann输运理论，计算了Ge、C、Si和Li含量为1.56%的体硅在六方、四面体、分裂间隙和键心位置的电子输运系数.我们表明，六方晶硅和六方晶锗材料的影响最小的电荷传输。为了完成这项研究，我们预测的热电性能的实验可实现的体硅样品，包含在不同的对称网站的Ge材料。我们的研究建立了由制造工艺和硅的热和电荷传输特性决定的结构的可变性之间的直接关系。该关系提供了指导，以准确地估计各种技术应用的Si基材料的性能。
2018-06-01 cond-mat.mtrl-sci
General Model of Diffusion of Interstitial Oxygen in Silicon and Germanium Crystals
用分子力学、半经验和从头算方法对硅和锗晶体中氧扩散系数进行了理论模拟。据建立，间隙氧原子（Oi）的扩散过程是由最接近Oi的三个硅（锗）原子的最佳配置控制。计算得到激活能Ea（Si）= 2.59 eV，Ea（Ge）= 2.05 eV，指前因子Do（Si）= 0.28 sm 2 s-1，Do（Ge）= 0.39sm ~ 2·s ~（-1）与实验值符合得很好，并首次较好地描述了Si晶体中氧扩散常数随温度的变化关系（T=350 - 1200 ℃）。流体静压（P<80 kbar）导致扩散势垒线性降低（对于Si晶体dEa/dP = -4.38 × 10（-3）eV kbar-1）。计算出的硅晶体中的氧扩散系数的压力依赖性同意以及与氧相关的热施主的压力增强的初始生长。
2004-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Defect Formation Energies without the Band-Gap Problem: Combining DFT and GW for the Silicon Self-Interstitial
提出了一种改进的计算缺陷形成能的方法，克服了Kohn-Sham密度泛函理论（DFT）的带隙问题，减小了局域密度近似（LDA）对DFT的自相互作用误差.对于硅自填隙，我们证明了在G 0 W 0方法中将LDA与准粒子能量计算相结合将中性电荷态的缺陷形成能增加约1.1 eV，这与扩散蒙特卡罗计算结果非常一致（E. R. Batista等人，Phys.Rev.B74，121102（R）（2006），W.- K. Leung等人，Phys. Rev. Lett. 83，2351（1999））。此外，G 0 W 0校正的电荷跃迁能级与最近的测量结果吻合得很好。
2008-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Effect of arsenic doping on structural and electronic properties of MoSe$_2$ monolayer: an ab initio study
本文通过DFT计算研究MoSe₂单层中Mo空位、As替代掺杂和As间隙掺杂对结构与电子性质的影响，发现As替代掺杂最稳定且体系带隙增大，并揭示不同缺陷诱导p型或n型半导体行为及其在光催化和红外电子学中的应用潜力。
2024-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of the migration of intrinsic defects in 3C-SiC
采用基于密度泛函理论的从头算方法研究了3C-SiC中本征缺陷的扩散。空位迁移到自己的子晶格。碳分裂间隙和两个相关的硅间隙，即四面体碳协调间隙和<110>定向分裂间隙，被发现是远比空位更流动。在p型和补偿材料中转变成空位-反位复合物的硅空位的亚稳性在动力学上抑制其对扩散过程的贡献。分析了杂质和空位在自扩散中的作用。定性地讨论了掺杂剂扩散的后果。我们的分析强调了基于硅和碳材料的机制的相关性。
2003-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Interstitial Transition Metal Doping in Hydrogen Saturated Silicon Nanowires
我们报告了第一原理系统的研究氢饱和硅纳米线（H-SiNW）的原子，电子和磁性的过渡金属（TM）原子掺杂放置在不同的间隙网站。我们的结果在传统的GGA+U的方法得到了证实，使用混合功能。为了揭示表面效应，我们检查了沿[001]方向的直径约为2nm的H-SiNW的三种不同的可能的刻面。所有替代配置的掺杂和由此产生的电子和磁性的能量学检查。我们发现，除了Ti，所得到的系统具有不同的磁矩的磁基态。虽然H-SiNW最初是非磁性半导体，但它们通常在TM掺杂后变成铁磁金属。甚至在特定情况下，它们也会表现出半金属的行为。我们的研究结果表明，H-硅纳米线可以功能化的TM杂质，这将导致新的电子和自旋电子器件在纳米尺度上。
2012-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Gallium interstitial contributions to diffusion in gallium arsenide
本文利用第一性原理计算砷化镓中镓间隙原子及其他本征缺陷的形成焓与平衡浓度，系统分析了化学势、掺杂水平及非平衡缺陷对镓自扩散的影响，揭示了不同费米能级下主导扩散的电荷态，并与实验结果一致。
2011-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Formation energies of silicon self-interstitials using periodic coupled cluster theory
本文用周期性耦合簇理论计算硅自间隙原子形成能，结果与量子蒙特卡洛等一致，但T间隙原子形成能高估1.2 eV，需更精确理论解释。
2023-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Interstitial diffusion of ion-implanted boron in crystalline silicon
本文对离子注入硅晶体低温退火过程中硼化物的长程迁移进行了模拟。
2012-07-03 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Poisoning of magnetism in silicon doped with Re, caused by a charge transfer from interstitials to substitutionals, by means of the self-interaction corrected density-functional approach
用自相互作用修正的密度泛函方法计算了硅中的Re杂质及其对。铼离子在主晶体中形成不太紧密的对，杂质被一个Si原子或接近两个硅键的距离分开。比较各种对的替代品的形成能，mixed-site杂质，mixed-site杂质有利于最后一种类型。电子从间隙向替代杂质的转移使两个Re位都恢复磁性，但p型和n型共掺杂再次恢复磁性，后者更有效。
2012-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Role of Hydrogen and Oxygen Interstitial Defects in Crystalline Si cells: Mechanism of Device Degradation in Humid Environment
Hebei University of Science and Technology（河北科技大学）；Hebei Normal University（河北师范大学）；Fuyang Normal University（阜阳师范学院）
本研究通过理论分析揭示了湿环境中硅太阳能电池退化主要由氢空位引起，而非氧空位，为开发针对性缓解策略提供了理论依据。
2026-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Change in the microscopic diffusion mechanisms of boron implanted into silicon with increase in the annealing temperature
建立了硼在硅中扩散的双流模型。该模型的目的是模拟瞬态增强扩散，包括离子注入硼在低温退火过程中的再分布。提出了硼的扩散机制，即：非平衡态硼原子的长程迁移机制和杂质原子-硅自填隙对的形成、迁移和溶解机制。在此基础上，对800 ℃和900 ℃退火条件下硅衬底中注入硼的再分布进行了模拟。计算的硼浓度分布与实验数据吻合得很好。结果表明，在800 ℃时，杂质原子的输运是由于团簇转变或溶解过程中产生的非平衡硼原子的长程迁移所致。另一方面，发现在900摄氏度的温度下，对扩散机制在显著的瞬态增强扩散中起主要作用。确定了描述非平衡态硼原子输运和置换溶解态硼原子瞬态增强扩散的若干参数。例如，发现在900摄氏度的温度下，硼扩散的时间平均增强约等于44倍。所获得的结果是重要的瞬态增强扩散抑制的方法的发展，牢记硅集成微电路的尺寸的缩放。
2011-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Formation and dissociation reactions of complexes involving interstitial carbon and oxygen defects in silicon
我们提出了一个详细的第一性原理的研究，探讨了相关的反应和迁移路径涉及的间隙碳-氧复合物，$\mathrm{C_{i}O_{i}}$和$\mathrm{C_{i}O_{2i}}$，在硅的形成和解离的构型空间。发现$\mathrm{C_{i}O_{i}}$和$\mathrm{C_{i}O_{2i}}$的形成/解离机制是通过锚定在晶格上的O-复合物捕获/发射移动$\mathrm{C_{i}}$杂质而发生的。$\mathrm{C_{i}O_{i}}$和$\mathrm{C_{i}O_{2i}}$解离成较小部分的最低活化能分别为2.3 eV和3.1 eV。第一个与观察到的$\mathrm{C_{i}O_{i}}$的退火温度相容，其发生在约400 $^{\circ}$ ℃，并且低于$\mathrm{O_{i}}$扩散的阈值。后者明显超过了$\mathrm{C_{i}O_{2i}}$退火的测量活化能（$E_{\mathrm{a}}=2.55$ eV）。我们建议，而不是解离，实际的退火机制涉及的间隙氧的捕获由$\mathrm{C_{i}O_{2i}}$，从而由$\mathrm{O_{i}}$的迁移势垒（$E_{\mathrm{m}}=2.53$ eV）。该研究还伴随着空穴捕获截面和$\mathrm{C_{i}O_{i}}$和$\mathrm{C_{i}O_{2i}}$的捕获势垒的测量。结合以前报道…
2020-06-02 cond-mat.mtrl-sci
First-principles insights into the atomic structure of carbon-nitrogen-oxygen complex color centers in silicon
National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；International Center for Young Scientists, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构青年科学家国际中心）
研究通过从头原理计算揭示硅中N线系列色心的原子结构，提出N1中心由邻近碳氮空位构成，并预测更复杂的氧空位缺陷可能对应后续谱线，这些色心与T中心同电荷，提供低能电信频段的替代自旋量子比特。
2026-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen/silicon complexes in silicon from computational searches
用密度泛函理论研究了由一个硅自填隙原子和一个、两个、三个或四个氢原子组成的晶体硅中的缺陷。我们寻找低能量的缺陷，从一个合奏的结构中，在缺陷区域的原子位置已被随机化。然后，我们将每个结构松弛到能量的最小值。我们发现了一种新的缺陷，它由一个自填隙原子和一个氢原子（记为{I，H}）组成，具有比以前报道的结构更高的对称性和更低的能量。我们恢复了以前研究中发现的{I，H_2}缺陷，并证实它是最稳定的缺陷。我们的最佳{I，H_3}缺陷的结构和能量比以前报道的稍有不同，我们的最低能量{I，H_4}缺陷与以前的研究结果不同。
2008-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of the transient interstitial diffusion of implanted atoms during low-temperature annealing of silicon substrates
结果表明，在离子注入杂质分布的低浓度区，许多与“拖尾”有关的现象是由于非平衡杂质的反常扩散所致。这些现象包括在非晶化硅中的硼注入、铟离子的“热”注入、离子注入层的退火等。特别是，为了验证这一微观机制，模拟离子注入层的低温退火过程中的硼再分布已经进行了不同条件下的瞬态增强扩散抑制。由于与实验数据符合得很好，得到了非平衡杂质电子的平均迁移长度值。已经表明，对于注入到由锗离子非晶化的硅层中的硼，由于额外的氮注入，在800摄氏度的退火温度下杂质元素的平均迁移长度从11nm减小到约6nm。如果处理温度降低到750摄氏度，则观察到平均迁移长度的进一步缩短。在800 ℃热处理条件下，BF_2离子注入硅单晶时，硼化物的平均迁移长度为7.2nm。
2011-08-25 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Radiation-enhanced diffusion of impurity atoms in silicon layers
本文模拟了高能质子注入高温硅衬底过程中以及在含氢等离子体中加入扩散剂处理过程中磷的辐射增强扩散。它遵循从所获得的结果，辐射增强扩散发生的“杂质原子-硅自填隙”对的形成，迁移和解离的装置是在一个局部的热力学平衡与替代溶解的杂质原子和非平衡点缺陷产生由于外部照射。由此产生的非平衡硅自激的平均迁移长度的值从0.19微米的质子能量为140千电子伏的0.09和0.08微米的能量为110和80千电子伏，分别减少。平均迁移长度随质子能量的减小可能是由于硅自发光体与表面产生的空位或与磷注入区形成的缺陷相互作用所致。基于对扩散机制，对辐射增强扩散在薄硅层中产生的杂质分布形式进行了理论研究。它示出的均匀掺杂的硅层的耗尽发生在等离子体处理过程中，除了硅-绝缘体界面处形成的具有高杂质浓度的窄区域。计算结果为进一步研究基于辐射增强扩散的各种掺杂过程，特别是等离子体掺杂过程，发展一种廉价的方法，在局域半导体畴中形成严格指定的杂质分布提供了明确的证据。
2014-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Point defects in models of amorphous silicon and their role in structural relaxation
我们用紧束缚分子动力学模拟研究了点缺陷（空位和杂质）对非晶硅结构弛豫的作用。我们的计算给出明确的证据，点缺陷可以定义在非晶态固体，显示异常的价电荷/Voronoi体积关系。在退火过程中发生的径向分布函数的变化被证明是在最近的，高精度的X射线衍射测量的密切一致。我们的计算提供了强有力的证据表明，在a-Si的结构弛豫进行的相互湮灭的空位和杂质，即，局部结构变化而不是网络的整体松弛。
2001-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Density-functional theory calculation of hydrogen solubility in cubic silicon carbide at finite temperatures
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
利用密度泛函理论从头算框架预测纯净和缺陷β-SiC中的氢溶解度，发现碳富集非化学计量非晶结构和硅空位显著增强氢溶解度。
2026-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Solution of the nonstationary diffusion equation for interstitial impurity atoms by the method of Green functions
基于格林函数方法，导出了描述非平衡间隙杂质原子非定常迁移的扩散方程的解析解。假定非平衡杂质的初始分布是由于离子注入而形成的，因此可用高斯函数来描述。在半导体表面施加常浓度杂质边界条件（Dirichlet边界条件）或反射边界条件。Dirichlet边界条件也适用于无穷远处的杂质浓度，即，在半导体的主体中。在此基础上，模拟了低温热处理过程中离子注入硼在硅衬底中的再分布。退火后的硼原子分布的计算值与实验值符合得很好。这意味着所得到的解析解既可用于验证数值结果，也可用于模拟低温热处理过程中非平衡杂质元素的长程迁移。
2008-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Analytical solutions for the interstitial diffusion of impurity atoms
对高温离子注入过程中的杂质再分布和掺杂外延层的扩散问题，给出了非平衡杂质迁移引起的杂质扩散方程的解析解。在第一种和第二种情况下，在半导体表面的反射边界条件和恒定浓度的条件下，在表面和在它的大部分，分别使用。在此基础上，研究了InP/InGaAs异质结构中高注量低能氘注入过程中氢在硅中的扩散和快速热退火过程中铍从掺杂外延层中的扩散。计算的杂质浓度分布与实验数据吻合得很好。拟合的实验配置文件，使我们能够推导出的值的参数，描述间隙杂质扩散。
2006-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Different shapes of impurity concentration profiles formed by long-range interstitial migration
本文提出了一个间隙杂质迁移模型，解释了低温退火过程中注入硼的再分布现象。认为非平衡态的硼化物是在离子注入过程中或热处理初期产生的，在退火的基本阶段，硼化物向内迁移并到达半导体表面。结果表明，硼浓度对数轴分布中的“尾”的形状从杂质元素平均寿命远小于退火时间时的直线变为向上弯曲以增加寿命的曲线。计算出的杂质浓度分布与实验数据非常吻合，描述了注入硼在750摄氏度下退火1小时和在800摄氏度下退火35分钟的再分布。同时，自然地解释了“尾部”区域中硼原子不完全电激活的实验现象。
2015-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulation of W Silicon Emitting Centers formation by Ga ion implantation
本文利用分子动力学模拟研究Ga离子注入与退火后纯硅中W中心的形成，提出三间隙团簇识别方法，发现高能注入增加团簇数量，退火可消除多余缺陷并保留W中心候选缺陷。
2023-10-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Simulation of interstitial diffusion of ion-implanted boron
本文提出了一个在快速热退火过程中，离子注入硼在锗注入非晶化硅层中的间隙扩散模型。据推测，由于在离子注入层中形成的杂质原子团的溶解或重排，在退火过程中连续产生硼化物，其中杂质浓度高于溶解度极限。由于硼原子半径与硅原子半径不同而产生的局部弹性应力也有助于硼原子的产生。在此模型的基础上，对离子注入硼在850 ℃、60 s的快速热退火过程中的再分布进行了模拟。热处理后硼分布的计算轮廓与实验数据吻合良好，证实了模型的适当性。已经导出了一些间隙扩散的参数。特别地，非平衡硼化物的平均迁移长度等于12纳米。约有1.96%的硼原子进入间隙位，参与了快速的间隙迁移，然后重新不动，迁移到替代位置或形成具有晶格缺陷的电惰性复合物。
2009-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A comprehensive model of high-concentration phosphorus diffusion in silicon
建立了高浓度磷扩散的综合模型，并对890 ℃、14.25 min的恒定源（磷硅酸盐玻璃）中磷的扩散进行了模拟。这种掺杂工艺广泛用于制造现代太阳能电池。提出的模型结合了硅自介电体在弹性应力场中漂移的思想和杂质原子形成带负电荷团簇的概念。计算的磷浓度分布与实验结果吻合较好。
2019-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Insight into the inclusion of heteroatom impurities in Silicon structures
用第一性原理研究了多晶硅倾斜晶界的成键特性及间隙杂质的影响。为了获得在这些固体系统中的化学键合的性质的全面信息，进行精确的拓扑分析，通过分区的电子定位功能。尽管Si基系统中单个轻杂质（如碳、氮和氧）的偏析机制是已知的，但只有在存在多个偏析的情况下，才会出现各种间隙杂质的独特结构。改性的Si系统的结构分析和这些固相内的相应的分子结构的比较提供了一个足够的描述有趣的属性，键电荷提供更多的洞察力比键长。结果表明，在存在的等价碳，所有系统试图保持四面体的配位，相反，三价氮诱导一个强大的局部扭曲，以适应四面体硅矩阵，而氧是杂质，更容易和更有规律地偏析。这项工作表明，杂质导致局部扭曲和电子分布如何重新安排，以平滑it.Overall，它显示了如何键的分析及其与能量和电子结构的相关性是至关重要的缺陷诱导的性能和影响它们的基本机制的理解。
2022-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Electride behavior at high pressure in silicon and other elements in solid and liquid phases
本研究发现单质硅在400 GPa以上压力下会成为电子盐，通过从头算分子动力学模拟研究了多种元素的高压电子盐行为，提出了高压电子盐的定量分类阈值，并验证该框架可作为相关研究的基准。
2025-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of boron diffusion during low-temperature annealing of implanted silicon
本文对离子注入硼在硅晶体中的再分布进行了模拟。结果表明，在杂质分布的低浓度区，由于硼原子的长程迁移而形成“拖尾”
2012-07-15 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Simulation of hydrogen diffusion and boron passivation in crystalline silicon
本文应用早期发展的氢迁移模型和氢原子与电活性杂质反应模型，模拟了掺硼硅衬底等离子体氘化过程中的氢扩散和钝化过程。计算的氘浓度分布同意以及在钝化区域的长度与在氢等离子体中在200摄氏度的温度下处理5，10和15分钟获得的实验数据。另一方面，为了实现一个很好的拟合的钝化和未钝化区域之间的计算出的配置文件的dielectness，它是必要的假设，描述由电活性掺杂剂原子的氢的吸收的参数的值随着钝化区域的深度的增加而减少。例如，在等离子体处理期间产生的非平衡点缺陷的不均匀空间分布可导致氢吸收的空间依赖性。
2013-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Some features of the transport processes of ion-implanted boron under conditions of transient enhanced diffusion suppression
已经表明，在热处理过程中，通过锗注入而非晶化的硅层，然后注入硼离子，由于非平衡硼原子的迁移，在高达850^{ \circ }C的温度下发生杂质原子的迁移。
2011-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of phosphorus implantation into silicon with a single-parameter electronic stopping power model
我们模拟掺杂剂的磷注入到硅中使用一个新的电子阻止本领模型。在该模型中，电子阻止本领被分解为全局平均的有效电荷Z1* 和质子的局部电荷密度相关的电子阻止本领。模型中只有一个可调参数，即控制Z1* 的一个电子半径rs0。通过微调这个参数，我们得到了很好的协议之间的模拟掺杂剂分布和SIMS数据在很宽的能量范围内的沟道情况。我们的工作提供了一个进一步的例子，除了硼和砷的注入物种，以验证电子阻止本领模型的有效性，并说明其一般性的物理过程的研究，涉及电子停止。
1999-01-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Breaking the doping limit in silicon by deep impurities
在Si中通过浅杂质（诸如P、As和Sb）的N型掺杂由于在高掺杂浓度下经由缺陷复合物的费米能级钉扎而表现出本征极限。在这里，我们表明，掺杂硅与硫属Te的非平衡处理，深双施主，可以超过这个限制，并产生更高的电子浓度。与浅杂质相比，间隙Te分数随着掺杂浓度的增加而降低，并且替代Te二聚体成为有效施主的主导配置，导致非饱和载流子浓度以及绝缘体到金属的过渡。第一性原理计算表明，碲二聚体具有最低的形成能和捐赠两个电子，每个二聚体的导带。这些结果提供了新的见解深杂质的物理和导致一个可能的解决方案，超高的电子浓度需要在今天的硅基纳米电子学。
2018-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Reduction of Trapping and Recombination in Upgraded Metallurgical Grade Silicon: Impact of Phosphorous Diffusion Gettering
升级冶金级（UMG）硅（Si）由于其低成本、低环境影响和低资本支出而引起了人们作为太阳能电池的替代材料的兴趣。已经报道了在从高纯度多晶硅获得的水平上的最大电池效率。然而，较高的缺陷密度和补偿掺杂特性导致基于UMG的电池效率在频率分布图中在更宽的范围内变化。在这份报告中，我们的特点mc-Si UMG样品具有不同的缺陷密度，将它们与单晶硅UMG和商业高性能mc-Si样品进行比较，分析载流子捕获的光电导（PC）衰减测量的影响，以及它的演变后，应用磷扩散吸杂（PDG）过程。当分析PC测量的衰减时间常数时，在mc-Si样品中发现慢（66.8 ± 14.3ms）和快（16.1 ± 3.5ms）陷阱，而在单UMG样品中没有发现陷阱的证据。在PDG过程之后，慢陷阱被有效地去除，而快陷阱仍然存在。位错团簇的影响和氧的可能作用，所揭示的傅立叶变换红外光谱（FTIR）进行了讨论。最后，由于PDG处理的少数载流子寿命的改善，报告了每种样品类型，在没有慢陷阱的mc-Si样品中达到高达140 us的值，
2021-10-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Defects and acceptor removal in 60Co γ-irradiated p-type silicon
本研究通过TSC和DLTS技术表征60Co γ辐照p型硅中的缺陷，揭示双空位与X缺陷信号关联，并证实BiOi形成导致硼失活，Neff变化约为BiOi浓度两倍。
2025-05-27 cond-mat.mtrl-sci hep-ex
