Durante la última década, el uso de capas y estructuras monocristalinas de germanio (Ge) en combinación con sustratos de silicio (Si) ha llevado a un resurgimiento de la investigación de defectos en Ge. En los cristales de Si, los dopantes y las tensiones afectan los parámetros del defecto puntual intrínseco (vacancia V y I autointersticial ) y, por lo tanto, cambian las concentraciones de equilibrio térmico de V e I. Sin embargo, el control de las concentraciones de defectos puntuales intrínsecos aún no se ha realizado al mismo nivel en los cristales de Ge que en los cristales de Si debido a la falta de datos experimentales. En este estudio, hemos utilizado los cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para evaluar el efecto de la tensión isotrópica interna/externa ( σin / σ ex ) sobre la entalpía de formación ( H f ) de V e I neutros alrededor del átomo dopante (B, Ga, C, Sn y Sb) en Ge y comparó los resultados con los de Si. Los resultados del análisis son triples. Primero, H f de V ( I ) en Ge perfecta disminuye (aumenta) por σ compresiva mientras que H f de V ( I ) en Ge perfecta aumenta (disminuye) por σ compresiva ex, es decir, la presión hidrostática. El impacto de la tensión para los cristales de Ge perfectos es mayor que para los cristales de Si perfectos. En segundo lugar, H f de V alrededor de los átomos de Sn y Sb disminuye, mientras que H f de I alrededor de los átomos de B, Ga y C disminuye en los cristales de Ge. El impacto dopante de los cristales de Ge es menor que el de los cristales de Si. En tercer lugar, la compresión σ en disminuye (aumenta) H f de V ( I ) alrededor del átomo dopante en cristales de Ge independientemente del tipo de dopante, mientras que σ ex tiene un efecto menor en H f de V yI en cristales de Ge dopados que el σ en . También se evaluaron las concentraciones de equilibrio térmico de V e I totales en el punto de fusión del Ge dopado bajo las tensiones térmicas durante el crecimiento del cristal.

Fuente:IOPscience

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