Doping of III-V Arsenide and Phosphide Wurtzite Semiconductors
Giorgi, Giacomo (Università degli studi di Perugia)
Amato, Michele (Université Paris-Saclay)
Ossicini, Stefano (University of Modena and Reggio Emilia)
Cartoixà Soler, Xavier (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d'Enginyeria Electrònica)
Canadell Casanova, Enric 1950- (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Rurali, Riccardo (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Data:	2020
Descripció:	10 pàg.
Resum:	The formation energies of n- and p-type dopants in III-V arsenide and phosphide semiconductors (GaAs, GaP, and InP) are calculated within a first-principles total energy approach. Our findings indicate that-for all the considered systems-both the solubility and the shallowness of the dopant level depend on the crystal phase of the host material (wurtzite or zincblende) and are the result of a complex equilibrium between local structural distortion and electronic charge reorganization. In particular, in the case of acceptors, we demonstrate that impurities are always more stable in the wurtzite lattice with an associated transition energy smaller with respect to the zincblende case. Roughly speaking, this means that it is easier to p-type dope a wurtzite crystal and the charge carrier concentration at a given temperature and doping dose is larger in the wurtzite as well. As for donors, we show that neutral chalcogen impurities have no clear preference for a specific crystal phase, while charged chalcogen impurities favor substitution in the zincblende structure with a transition energy that is smaller when compared to the wurtzite case (thus, charge carriers are more easily thermally excited to the conduction band in the zincblende phase).
Ajuts:	Agencia Estatal de Investigación MAT2017-90024-P Agencia Estatal de Investigación PGC2018-096955-B-C44 Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2015-0496 Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-1506
Drets:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Publicat a:	Journal of physical chemistry. C, Vol. 124, Issue 49 (December 2020) , p. 27203-27212, ISSN 1932-7455

DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c09391

Postprint 36 p, 317.5 KB

El registre apareix a les col·leccions:
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats