Defect Phonon Renormalization during Nonradiative Multiphonon Transitions in Semiconductors
针对等模近似在缺陷载流子俘获速率计算中忽略声子重整化的问题，本文引入 Duschinsky 矩阵和非对角电子-声子耦合贡献，使 GaN 中 $\ ext{C}_\ ext{N}$ 缺陷的计算结果与实验相符。
2025-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Role of excited states in Shockley-Read-Hall recombination in wide-band-gap semiconductors
缺陷辅助复合是限制光电子器件效率的重要因素。然而，由于非辐射捕获率随跃迁能量呈指数下降，这种复合在宽带隙材料中发生的机制尚不清楚。利用电子结构计算，我们揭示了电子激发态在非辐射复合过程中的关键作用。的影响是阐明与第三组氮化物，积累的实验证据表明，缺陷辅助重组限制效率的例子。我们的工作提供了新的见解的非辐射复合的物理，和机制建议是普遍存在的宽带隙半导体。
2016-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Simulations of nonradiative processes in semiconductor nanocrystals
空间受限的半导体纳米晶体中载流子的动力学描述是现代计算科学面临的一个巨大挑战。这些NC通常包含数千个原子和数万个价电子，其在低激发能下具有离散谱，类似于原子和分子，其在较高能量下收敛到连续体体积极限。为分子开发的计算方法仅限于非常小的纳米团簇，并且由于NC中缺乏平移对称性，具有周期性边界条件的散装系统的方法不适合。这种观点的重点是我们最近的努力，在开发一个统一的原子模型的基础上的半经验赝势的方法，这是参数化的第一性原理计算和实验测量验证，描述两个主要的非辐射弛豫过程的量子限制激子：激子冷却和俄歇复合。我们专注于电子-空穴和激子-声子相互作用的描述在我们的方法和讨论的大小，形状和接口上的电子性质和动力学的II-VI和III-V半导体NC的作用。
2022-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Efficient Quantum-Mechanical Modeling of Nonradiative Charge Transfer Processes
Institute for Microelectronics, Technical University Vienna（维也纳工业大学微电子研究所）
研究非辐射电荷转移过程，基于耦合电子 - 声子动力学量子力学基础，推导高效近似及连续体公式，引入有效保交叉近似，弥合微观与大规模模拟差距，为基于NMP的模型实现提供指导。
2026-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Luminescence from ZAIS quantum dots: radiative or nonradiative
量子点已经在半导体和生物技术行业中得到应用，提高了能源效率，颜色纯度和成像能力。然而，标准量子点依赖于重金属结构，这具有不期望的环境影响。因此，替代材料系统是期望的。一种策略是具有金属二硫属化物化学结构的ZnS-AgInS 2（ZAIS）量子点。与重金属量子点不同，这些纳米粒子即使在存在缺陷时也会发光，并且它们的发射波长可以通过改变相对成分来调节。过去的工作已经将这种发光的来源与缺陷辅助的跃迁复合过程联系起来，但确切的机制仍然不清楚。在这项工作中，我们研究了这种缺陷辅助过渡的物理通过系统地改变缺陷的浓度，通过一个简单的快速冷却的热退火过程，它提供了对纳米粒子的晶体无序的控制。使用紫外光电子能谱学和荧光测量的组合，获得有关的缺陷辅助过渡的性质的信息。与以前的工作相比，我们发现ZAIS量子点发光具有基于电子的而不是缺陷辅助的跃迁机制。
2021-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Trap-Assisted Auger-Meitner Recombination from First Principles
提出第一性原理方法计算缺陷或杂质导致的 TAAM 复合速率，并以 InGaN 中钙杂质证明宽禁带下 TAAM 可主导非辐射损失。
2022-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of $E'_γ$ Defect Generation in Ionizing-irradiated $a$-SiO$_2$: The Nonradiative Carrier Capture-Structural Relaxation Model
针对 a-SiO₂ 中 E'_γ 缺陷生成机制难题，提出 NCCSR 模型并推导 FPL 动力学，统一解释温度、电场及宽剂量范围的实验行为。
2025-06-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhanced radiative efficiency in GaN nanowires grown on sputtered TiN$_{\boldsymbol{x}}$: effects of surface electric fields
通过分子束外延生长的GAN纳米线通常遭受占主导地位的非辐射复合，这被认为是源于点缺陷。为了抑制这些缺陷的形成，我们探索的GAN纳米线的合成温度高达915 $°C$启用使用热稳定的TiN $_x$ /Al $_2$ O $_3$基板。这些样品确实表现出束缚激子衰减时间接近那些最先进的块状GAN测量。然而，衰减时间与生长温度无关，而是与纳米线直径相关。衰减时间与直径的反比关系表明GAN纳米线的非辐射过程不是由缺陷密度控制的，而是由表面能带弯曲引起的径向电场中激子的场电离控制的.我们提出了一个统一的机制占任意直径的GAN纳米线的非辐射复合。
2021-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Anharmonic corrections to the multiphonon deep-level charge capture ab initio calculations for semiconductors
半导体深中心的非辐射载流子复合对基础物理和器件工程都具有重要意义。在这封信中，我们提供了一个修改后的分析K。Huang的原始无辐射多声子（NMP）理论与从头计算。首先，我们在第一原理水平上确定，黄的简明公式给出了相同的结果，矩阵为基础的公式，和黄的高温公式提供了一个解析表达式的耦合常数在马库斯理论。其次，考虑到局域声子模式的变化，在不同的电荷状态的缺陷的非谐效应进行了校正。GAN和SiC中缺陷的校正捕获率与实验吻合良好。
2019-12-29 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
First-principles identification of optically efficient erbium centers in GaAs
North Dakota State University（北达科他州立大学）
通过第一性原理杂化泛函缺陷计算，系统研究了GaAs中Er相关缺陷的电子结构、形成能和非辐射载流子捕获系数，识别出Er与两个氧原子耦合的缺陷中心是光学效率最高的，并解释了掺杂类型和Er/O比对发光的影响。
2026-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Defect-Limited Efficiency of Pnictogen Chalcohalide Solar Cells
Harvard University Center for the Environment（哈佛大学环境中心）；Imperial College London（帝国理工学院）；Ewha Womans University（梨花女子大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
研究揭示了pnictogen chalcohalide太阳能电池中缺陷化学是效率限制的关键因素，提出通过富chalcogen合成条件和靶向阴离子取代来缓解有害空位。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Defect Tolerance in Trigonal Selenium Photovoltaics
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Aalborg University（奥尔堡大学）
通过第一性原理计算，发现三角硒中非辐射多声子复合被强烈抑制，使其成为缺陷容忍的宽带隙吸收体，为串联和室内应用的光伏材料设计提供原则。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Polaron Self-Trapping Rates from First Principles
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；US Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；Center for Physical Sciences and Technology (FTMC)（物理科学和技术中心）
本研究从第一性原理建立理论框架，计算多种材料的极化子自捕获速率，揭示其对p型导电性的潜在影响，所得寿命与实验结果吻合。
2026-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Charge dynamics at nitrogen impurities and nitrogen-vacancy centers in diamond
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；US Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）
通过第一性原理计算，研究了金刚石中氮杂质和氮空位中心的多声子辅助非辐射载流子俘获过程，得到了与实验吻合的俘获系数。
2026-10-27 cond-mat.mtrl-sci
First-principles characterization of native defects and oxygen impurities in GaAs
North Dakota State University（北达科他州立大学）
本文通过混合泛函计算系统研究了GaAs中的本征点缺陷和氧杂质，揭示了GaAs中本征缺陷和氧杂质的结构、电子和光学性质，并探讨了这些缺陷在材料设计中的重要性。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Radiative electronic bound states in the continuum from defects in semiconductors
Incheon National University（仁川国立大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
以硅G中心为例，通过混合泛函第一性原理计算和Hubbard U修正，发现半导体中原本埋入连续谱的缺陷态在光激发下可形成辐射电子连续谱束缚态，抑制非辐射衰变并实现稳定发光。
2026-05-26 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
First-principles calculations of thermal electron emission from H$^-$ in silicon
氢杂质的热电子发射过程是半导体基础物理的重要课题。尽管经过了几十年的研究，但理论尚未建立。在这里，我们研究的过程中的$\mathrm{H}^{-}$硅，$\mathrm{H^{-}} \to \mathrm{H^{0}} + e^{-}$，使用第一性原理计算。计算结果表明，该过程由两个步骤组成：H $^{-}$从四面体位置向键心位置的缓慢扩散，这是速率限制步骤; $\mathrm{H}^{-}$向$\mathrm{H}^{0} + e^{-}$的快速无辐射跃迁，随后发生在体心位置.计算结果与深能级瞬态谱实验结果一致
2020-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Native point defects in HgCdTe infrared detector material: Identifying deep centers from first principles
本研究采用介电依赖杂化密度泛函结合自旋轨道耦合，研究LWIR Hg₀.₇₅Cd₀.₂₅Te的本征点缺陷，明确了p型导电来源及多种深中心的形成机制，为MCT红外探测器材料缺陷调控提供理论依据。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
