席丽丽
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邱雨婷
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史讯
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杨炯
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陈立东
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杨继辉
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张文清
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.01.04
通过第一性原理与热力学结合的方法，研究了 Ga，In 等掺杂的 CoSb3基方钴矿化合物中的复杂缺陷问题。详细计算了 Ga，In 在 CoSb3中填充，Co，Sb 位置替换以及填充－替换同时共存等缺陷的形成能。研究结果表明，缺陷形成能与费米能级、化学势等相关。Ga，In 等在方钴矿中不是单纯的填充，而是填充和 Sb 位置替换同时共存的复杂缺陷。Ga掺杂以填充－替换比例2∶1的缺陷为主，而 In 掺杂，根据不同的条件可形成填充，替换，以及不同比例的填充替换复合缺陷，其中尤其以4∶2和2∶1最多。根据巨正则系宗，研究了 Ga，In 掺杂系统的载流子浓度和各缺陷的浓度。发现 Ga，In掺杂的方钴矿由于填充和替换电荷的自补偿效应，其载流子浓度较低，尤其是 Ga 填充，具有类似本征半导体的低载流子浓度，且得到实验证实。In 掺杂系统由于填充替换的比例偏离2∶1，填充位置的 In 比 Ga 的稍高一些，因此具有比 Ga 掺杂更高的载流子浓度。
关键词:
方钴矿
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第一性原理
,
热电材料
,
复杂缺陷结构
