First-principles study of native point defects in crystalline indium gallium zinc oxide

赝势 密度泛函理论 费米能级 带隙 空位缺陷 材料科学 晶体缺陷 电子结构 混合功能 电子能带结构 凝聚态物理 化学 分子物理学 结晶学 电子 计算化学 光电子学 物理 量子力学 冶金
作者
Hideyuki Omura,Hideya Kumomi,Kenji Nomura,Toshio Kamiya,Masahiro Hirano,Hideo Hosono
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:105 (9) 被引量:83
标识
DOI:10.1063/1.3089232
摘要

Materials in In–Ga–Zn–O system are promising candidates for channel layers of high-performance thin-film transistors (TFTs). We investigated the atomic arrangements and the electronic structures of crystalline InGaZnO4 containing point defects such as oxygen vacancy (VO), interstitial hydrogen (Hi), and interstitial oxygen (Oi) by density functional theory (DFT) using a plane-wave pseudopotential method. The calculations for the atomic structure relaxation suggest that Hi bonds to a lattice oxygen (OO), and Oi occupies a split interstitial site [Oi(split)] forming a chemical bond with OO which is similar to O2 molecule, or Oi occupies an octahedral interstitial site [Oi(oct)]. The electronic structure calculations reveal that VO forms fully occupied states around the middle of the DFT band gap, while Hi does not form a defect level in the band gap but raises the Fermi level above the conduction band minimum. Oi(split) forms fully occupied states above the valence band maximum of the defect-free model (VBM0), while Oi(oct) forms both occupied and unoccupied states above the VBM0. It is thus suggested that VO and Oi(split) are electrically inactive for electrons but work as hole traps, Hi acts as a donor, and Oi(oct) is electrically active, trapping both electrons and holes. These observations imply that VO and Oi(split) do not but Hi and Oi(oct) influence electrical properties of the n-channel TFTs based on the In–Ga–Zn–O semiconductor materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
gky发布了新的文献求助40
刚刚
晨曦发布了新的文献求助10
1秒前
奔跑应助kll采纳,获得10
1秒前
1秒前
赘婿应助sunihan采纳,获得10
1秒前
翟不评发布了新的文献求助30
1秒前
wayne老刘完成签到,获得积分10
1秒前
在水一方应助太阳烛照采纳,获得10
3秒前
YYXS发布了新的文献求助10
4秒前
英姑应助包容秋荷采纳,获得20
5秒前
Yichao发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
313发布了新的文献求助10
6秒前
上官若男应助LAOA采纳,获得10
6秒前
熊熊发布了新的文献求助10
6秒前
DOC_XIONG应助顺利柚子采纳,获得10
7秒前
8秒前
华仔应助昏睡的半莲采纳,获得10
8秒前
田敏发布了新的文献求助10
8秒前
wyz发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
Frank完成签到,获得积分0
10秒前
完美世界应助YYXS采纳,获得10
11秒前
实验顺顺顺完成签到,获得积分10
11秒前
jasminhu发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
fwz完成签到,获得积分10
11秒前
郜鑫鑫完成签到,获得积分20
13秒前
爆米花应助遇疯儿采纳,获得10
13秒前
15秒前
16秒前
ISTP发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
2016 Venous Blood Study (VBS) (Final V3.0) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7703965
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9262074
关于积分的说明 20035205
捐赠科研通 7279415
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3294708
关于科研通互助平台的介绍 2449927
邀请新用户注册赠送积分活动 2301477