半导体缺陷中连续体中的辐射电子束缚态

半导体中埋藏于连续谱中的缺陷态通常被认为因与连续能带的强耦合而光学不活跃。本文以硅G中心为典型范例,证明此类缺陷实际上可容纳具有辐射性的电子连续谱束缚态(BICs)。采用含Hubbard \(U\) 修正的杂化泛函第一性原理计算发现,基态下原本埋藏于价带顶(VBM)之下的局域缺陷态,在光激发下经历交换驱动的能级重排,跃升至VBM之上。这种交换诱导的跃迁抑制了非辐射衰变,并实现了稳定的辐射发射。通过计算温度依赖的非辐射寿命,并与实验光致发光(PL)寿命进行比较,该团队定量重现了所观测到的发射温度依赖性。这些结果揭示了一种针对连续谱嵌入缺陷态的稳定化机制,并将电子BICs确立为设计基于缺陷的光学系统(包括量子发射器和量子比特)的通用范式。
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提交arXiv: 2026-05-26 10:55

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