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碲镉汞材料是用于制作红外探测器的重要半导体材料。随着红外技术的迅速发展,对于碲镉汞材料的电学性质的认识已不能停留在基于经验参数的理论基础上。材料的机理及实验研究中表现出的物理现象需要从量子理论中寻求答案。相对于已经比较成功的n型掺杂,碲镉汞p型掺杂的研究还处于起步阶段,而作为现在使用的p型掺杂源As,取代阳离子(Cd或Hg)时为n型掺杂,取代阴离子Te时为p型掺杂。由于它的两性掺杂特性,一般需要进行高温和低温两步退火才能达到p型掺杂的目的。因此本文利用基于密度泛函的理论框架,运用第一性原理赝势投影平面波方法,系统分析了Ⅰ族元素的Au在MCT中的p型掺杂行为。除此之外,我们还对Ⅴ族元素(N、P、Sb)的碲镉汞材料p型掺杂进行了研究。本文的研究成果为碲镉汞材料工艺以及碲镉汞红外聚焦平面技术的发展提供全量子的理论基础。我们的研究工作取得如下成果:1. Au在Hg1-xCdxTe材料中原位取代Hg后材料呈现p型,Hg1-xCdxTe材料一方面表现出相当好的稳定性,另一方面形成浅杂质能级,是一种有效的p型掺杂剂。2.在MBE生长条件下,富阳离子气氛的所有组份,富Te气氛的0.75<x≤1组份以及LPE生长富阳离子条件下的0.75≤x≤1组份的MCT材料均存在自补偿效应,不易进行Au的p型掺杂;3.在LPE生长条件下,富阳离子条件下的0<x<0.75组份,富Te条件下的所有组份以及MBE生长富Te气氛的0<x≤0.75组份的MCT材料不存在自补偿效应,Au杂质可以充当有效的p型掺杂剂。4.在Ⅴ族元素(N、P、Sb)掺杂中,均表现出与As相似的两性掺杂特性,N、P、Sb取代阳离子(Cd或Hg)时为n型掺杂,取代阴离子Te时为p型掺杂。5. N在MBE生长的富Te条件下和LPE生长的富阳离子及富Te条件下,N取代Hg后产生了受主畸变的AX中心,在价带上形成一个4.4meV的深施主能级。畸变前费米能级上的态主要来自导带中N的部分p态电子;当NHg发生畸变N HAgX后,导带中N的p态电子跑到了费米能级上形成了一个局域态很大的尖峰,同时Te的p和d态及Cd的p态也会对这种局域态贡献一部分电子。由于受主中心AX畸变形成的自补偿效应,使得N在此条件下不能形成有效的p型掺杂。6. P在MBE生长的富阳离子条件下形成有效的p型掺杂。P在富Te条件下的MBE生长以及Sb在富阳离子或富Te的MBE和LPE生长,都需要进行高温和低温两步退火才能达到p型掺杂的目的。