Состояния кремниевых нано-кластеров, содержащих примеси углерода

Методом нетрадиционной сильной связи в комбинации с методом молекулярной динамики определены структурные и электронные состояния дефектных комплексов в кластере Si$_{29}$ с участием атомов углерода и водорода. Показано, что в кремниевых кластерах атомы углерода образуют мостиковую связь с двумя атомами кремния и находятся в гексагональном положении в центре ячейки, формируя дефект типа Si$_{29}$ : C$_i$. Введение водорода в кремниевый кластер приводит к образованию дефектного комплекса C$_i$–H–Si и понижению энергии связи дефекта Si$_{29}$ : C$_i$. На основе проведенных расчетов выявлено, что углерод дает мелкие уровни в запрещенной зоне нанокремния, а дефектный комплекс углерод–водород в гидрогенизированном кластере, в зависимости от зарядового состояния дефектного комплекса, проявляет как глубокие, так и мелкие уровни.