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An extended computational approach for point-defect equilibria in semiconductor materials

npj Computational Materials 2022年第1期8卷 746-756页

作者： Takafumi Ogawa Ayako Taguchi akihide kuwabara Nanostructures Research Laboratory Japan Fine Ceramics Center2-4-1 MutsunoAtsuta-kuNagoya456-8587Japan

Concentrations of intrinsic and extrinsic point defects in crystalline materials with a bandgap are typically calculated in a constant-μapproach from defect formation energies based on density functional *** this work,calculations of thermal and charge equilibria among point defects are extended to a constant-N *** two approaches for point-defect equilibria are comparatively demonstrated in the application to Mg_(2)Si doped with Li,Na,and Ag,which is a lightweight and environmentally friendly thermoelectric candidate *** results reveal the systematic behavior of defect and carrier *** dopant atoms form interstitial defects at similar concentrations to substitutional defects at the Mg sites,resulting in significantly reduced free-carrier concentrations compared to the expected *** developed procedures could be utilized to find an optimal avenue for achieving higher carrier concentrations,e.g.,with regard to annealing temperature and the concentration of dopant atoms,in various semiconductors and insulators.

关键词： defect equilibria point

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