Гибридная вторичная структура марганца и серы в кремнии

Abstract

Предложены модель и результаты квантово-химического расчета гипотетической структуры Si2MnS, аналогичной кубической структуре F43m-β-MnS. Представлены результаты сравнительного анализа полученного при квантово-химическом численном расчете положения электронов размера щели Eg структуры Si2MnS и экспериментальные результаты измерения спектра фотопроводимости образца Si, легированного примесными атомами Mn и S. Квантово-химический расчет структуры Si2MnS был выполнен без предварительной оптимизации геометрии в связи с тем, что оптимизация и последующий расчет методом функционала плотности дает слияние VBM и CBM (зон проводимости и валентной зоны). Углубленные теоретические исследования, детальные квантово-химические расчеты и эксперименты в области создания нового класса гибридных соединений с кубической решеткой типа алмаза с участием элементов групп IV/III–V и IV/II–VI позволят в дальнейшем спрогнозировать новые структуры.

A model and results of quantum-chemical calculations of a hypothetical structure of Si2MnS, similar to the cubic structure of F43m-β-MnS are proposed. The results of a comparative analysis of the gap width Eg of the Si2MnS structure obtained in quantum-chemical numerical calculations of the electron position and the experimental results of measuring the photoconductivity spectrum of a Si sample doped with Mn and S impurity atoms are presented. The quantum-chemical calculations of the Si2MnS structure were performed without a preliminary geometry optimization due to the fact that optimization and subsequent calculations by the density functional theory yields a fusion of the valence and conduction bands (VBM and CBM). Thorough theoretical studies, detailed quantum-chemical calculations, and experiments in the field of creating of a new class of hybrid compounds with a cubic lattice of the diamond type with the participation of elements of groups IV/III-V and IV/II-VI will allow predicting new structures in the future.