2024年度第3回「チュートリアル： 欠陥の第一原理計算」
第一原理計算による、欠陥準位、欠陥密度の計算法の基礎と実際の計算について説明する。
まず、半導体の欠陥計算では対象とする欠陥濃度がppm程度以下と小さいために起こる、第一原理計算の困難について説明する。
その後、第一原理計算でどのように希薄欠陥の計算を行うかについて、基本的な考え方を説明する。
また、半導体物理の教科書で現れる「ドナー準位」や「アクセプター準位」が、第一原理計算でどのように表れ
(電荷遷移準位)、また、
第一原理計算の結果をどのように半導体統計に利用するかについて説明する。
その後、実際の欠陥計算において、考慮しないといけない以下の補正についての説明を行う。
i) エネルギー準位シフト (EVBM補正）
ii) 帯電欠陥・電気双極子補正
iii) 欠陥バンドの分散補正 (band filling補正)
以上を、東北大 熊谷先生が開発したpydefectと、当研究室で開発した欠陥密度計算プログラムを絡めながら講演を進める。