碲镉汞材料砷掺杂机理的第一性原理研究

碲镉汞(HgCdTe)作为红外探测技术的基础性材料，其优越性充分体现在军事、航天等高端应用领域。目前第三代HgCdTe焦平面技术已成为该应用领域国际竞争的焦点。在此跨代发展中，对支撑该技术的HgCdTe异质外延工艺的物理机理在微观尺度上提出了准确性和深刻性更高的要求，典型地表现在p型HgCdTe砷掺杂这一核心技术所需要的物理基础需要从现有的基于经验模型上的半经典物理基础推向基于量子论的量子物理基础。为此，本项目从理论上围绕砷掺杂的量子物理机理展开相应的应用基础研究。通过将主流的原位砷掺杂工艺新途径的探索与基于第一性原理计算方法的理论判断相结合，从簇团杂质这一新角度研究材料真实微观环境下砷杂质的吸附和激活等量子机理问题，澄清目前基于半经典物理基础上提出的若干经验模型之间矛盾与争议，进而推进砷掺杂工艺的设计与优化。