Эффект сильных электронных корреляций, определяющий стабильность и свойства Er-легированных кремниевых квантовых точек

Abstract

С помощью теории функционала плотности (DFT) в работе проводилось изучение электронной структуры кремниевых квантовых точек Голдберговского типа с центральными симметрическими пустотами и их эндоэдральными комплексами с эрбием. После оптимизации структуры с помощью DFT-метода был проведен расчет экспериментальных свойств Er-допированного нанокристаллического кремния. Кроме того, исследования позволили объяснить роль симметрии центральных пустот в квантовых точках и провести интерпретацию особенностей в плотностях состояний.

The electronic structure of the Goldberg silicon quantum dots with central symmetric hollows and their endohedral complexes with erbium was studied using DFT with and without the strong electron correlations, whose inclusion was found to determine the binding energy. Based on optimized DFT structures, we were able to explain the details of Er-doped nanocrystalline silicon made in experiment. The role of symmetry of the central hollows in quantum dots was elucidated, and the key features of the density of states are explained, providing information for the tuning and design of Er-doped silicon light emitters.