Durante a última década, o uso de camadas e estruturas monocristalinas de germânio (Ge) em combinação com substratos de silício (Si) levou a um renascimento da pesquisa de defeitos em Ge. Em cristais de Si, dopantes e tensões afetam os parâmetros de defeito pontual intrínseco (vacância V e auto-intersticial I ) e assim alteram as concentrações de equilíbrio térmico de V e I . No entanto, o controle das concentrações de defeitos pontuais intrínsecos ainda não foi realizado no mesmo nível em cristais de Ge e em cristais de Si devido à falta de dados experimentais. Neste estudo, usamos cálculos da teoria funcional da densidade (DFT) para avaliar o efeito da tensão isotrópica interna/externa ( σin / σ ex ) sobre a entalpia de formação ( H f ) dos neutros V e I em torno do átomo dopante (B, Ga, C, Sn e Sb) em Ge e comparou os resultados com os de Si. Os resultados da análise são triplos. Primeiro, H f de V ( I ) em Ge perfeito é diminuído (aumentado) por σ compressivo em enquanto H f de V ( I ) em Ge perfeito é aumentado (diminuído) por σ ex compressivo, ou seja, pressão hidrostática. O impacto do estresse para cristais de Ge perfeitos é maior do que para cristais de Si perfeitos. Em segundo lugar, o H f de V em torno dos átomos de Sn e Sb diminui, enquanto o H f de I em torno dos átomos de B, Ga e C diminui nos cristais de Ge. O impacto dopante para cristais de Ge é menor do que para cristais de Si. Em terceiro lugar, o σ compressivo em diminui (aumenta) H f de V ( I ) em torno do átomo dopante em cristais de Ge independente do tipo dopante, enquanto o σ ex tem um efeito menor em H f de V eI em cristais de Ge dopados do que o σ em . As concentrações de equilíbrio térmico de V total e I no ponto de fusão do Ge dopado sob as tensões térmicas durante o crescimento do cristal também foram avaliadas.

Fonte: IOPscience

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