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不同尺寸InN纳米线中缺陷态的计算

DOI：10.1088/1361-6528/aafe49 期刊：Nanotechnology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 01:44:38
摘要： 由于氮化铟（InN）在III族氮化物中具有较小的带隙和独特的性质，它受到了广泛关注。理解缺陷对InN纳米线光电特性的影响对于探索其在未来纳米器件中的应用至关重要。在本工作中，我们基于密度泛函理论系统计算了InN纳米线中的缺陷态。研究考虑了不同尺寸纳米线中的氢钝化效应、多种潜在本征点缺陷以及带电缺陷态。对于小尺寸六方纳米线，在氮缺乏条件下最稳定的缺陷是VN（氮空位），而在氮富集条件下则是NIn（铟反位缺陷）。而对于较大尺寸的纳米线，当氮化学势变化时，VN和InN缺陷会相互竞争，显示出缺陷稳定性在纳米线表面明显的尺寸效应。这些缺陷态通过引入空带或深能级显著改变了纳米线的电子结构，为通过形成不同稳定缺陷来调控光学特性提供了可能性。
作者： Chuli Sun，Hongbo Wu，Pei Yang，Zhuo Chen，Wei Guo
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

理解缺陷对InN纳米线光电性能的影响，以探索其在未来纳米器件中的应用。

研究成果

缺陷在InN纳米线表面比亚表面更稳定。对于小尺寸纳米线，VN或NIn是最稳定的缺陷（取决于氮化学势）。较大纳米线则呈现尺寸效应，VN与InN相互竞争。带电缺陷具有更低的形成能。缺陷态会显著改变电子结构，从而可通过生长过程中的缺陷控制来调控光学特性。

研究不足

有限的计算资源使得研究不得不对较大尺寸的纳米线采用LDA方法，而非更精确的HSE泛函。该研究属于理论计算性质，缺乏实验验证。仅考虑了特定点缺陷，未包含间隙原子及其他类型缺陷。

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