原子环境对B-O键合特征影响的第一性原理研究

叶飞^1,2，许斐范¹，刘金美¹，谭毅^1,2,3

1. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室3. 辽宁省太阳能光伏系统重点实验室

摘 要：B和O是太阳能级多晶硅中的主要非金属杂质,它们经常以B-O原子对的形式存在。利用第一性原理计算方法,通过对比B-O对在真空、B2O3和硅中的键合状态,理解Si环境对B-O键合特征的影响。计算结果表明,在这3种原子环境中,O原子的s和p轨道对键合的贡献都比B原子的s和p轨道大得多。其中,在真空中主要是O的2p轨道参与成键,而在氧化物和硅中O原子的2s轨道和2p轨道都参与成键。在硅中,由于B-O间距较大,以及与Si键合导致B-O键合电子态密度的降低,使B-O对在硅中的结合强度低于在氧化物和真空中。

关键词：第一性原理;多晶硅;杂质;态密度;键合;