Estudio Teórico del Dopaje en GaOOH para Aplicaciones Electrónicas
Autores: Ichimura, Masaya
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio Teórico del Dopaje en GaOOH para Aplicaciones Electrónicas
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales electrónicos, ópticos y magnéticos
Palabras clave
Banda prohibida
Semiconductores
Niveles de impurezas
Teoría de funcionales de densidad
Dopaje
Dispositivos transparentes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
GaOOH, con una banda prohibida de 4.7-4.9 eV, puede considerarse uno de varios semiconductores de banda ultrancha (UWBG), aunque hasta ahora se ha utilizado principalmente como material precursor de GaO. Para examinar la posibilidad de control de valencia y aplicación en electrónica, se investigan los niveles de impurezas en GaOOH utilizando el cálculo de teoría de funcionales de densidad de primeros principios. Se calculan los valores de densidad de los estados de una supercelda que incluye un átomo de impureza. Según los resultados, entre los elementos del grupo 14, se espera que el Si introduzca un nivel de donador superficial, es decir, se introduce un electrón libre. Por otro lado, el Ge y el Sn introducen un estado localizado aproximadamente 0.7 eV por debajo del borde de la banda de conducción, y por lo tanto no pueden actuar como un donador efectivo. Mientras que el Mg y el Ca pueden introducir un hueco libre y actuar como un aceptador superficial, el Zn y el Cd introducen niveles de aceptador alejados de la banda de valencia. También se consideran los elementos de metales de transición (Fe, Co, Ni, Cu), pero ninguno de ellos se espera que actúe como un dopante superficial. Así, los resultados sugieren que la concentración de portadores puede ser controlada si se utiliza Si para dopaje tipo n, y Mg y Ca para dopaje tipo p. Dado que GaOOH puede ser fácilmente depositado utilizando diversas técnicas químicas a bajas temperaturas, GaOOH será potencialmente útil para dispositivos electrónicos transparentes.
Descripción
GaOOH, con una banda prohibida de 4.7-4.9 eV, puede considerarse uno de varios semiconductores de banda ultrancha (UWBG), aunque hasta ahora se ha utilizado principalmente como material precursor de GaO. Para examinar la posibilidad de control de valencia y aplicación en electrónica, se investigan los niveles de impurezas en GaOOH utilizando el cálculo de teoría de funcionales de densidad de primeros principios. Se calculan los valores de densidad de los estados de una supercelda que incluye un átomo de impureza. Según los resultados, entre los elementos del grupo 14, se espera que el Si introduzca un nivel de donador superficial, es decir, se introduce un electrón libre. Por otro lado, el Ge y el Sn introducen un estado localizado aproximadamente 0.7 eV por debajo del borde de la banda de conducción, y por lo tanto no pueden actuar como un donador efectivo. Mientras que el Mg y el Ca pueden introducir un hueco libre y actuar como un aceptador superficial, el Zn y el Cd introducen niveles de aceptador alejados de la banda de valencia. También se consideran los elementos de metales de transición (Fe, Co, Ni, Cu), pero ninguno de ellos se espera que actúe como un dopante superficial. Así, los resultados sugieren que la concentración de portadores puede ser controlada si se utiliza Si para dopaje tipo n, y Mg y Ca para dopaje tipo p. Dado que GaOOH puede ser fácilmente depositado utilizando diversas técnicas químicas a bajas temperaturas, GaOOH será potencialmente útil para dispositivos electrónicos transparentes.