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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,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。本文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
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