Key points are not available for this paper at this time.
نقوم بإجراء حسابات كثافة الوظائف من أول المبدأ لدراسة الخصائص الذرية والإلكترونية لمختلف عيوب فراغات الأكسجين (V₎) في أكاسيد الإنديوم والغاليوم والزنك غير المتبلورة (a-IGZO). تميل طاقات تشكيل V₎ إلى الزيادة مع زيادة عدد ذرات الغاليوم المجاورة، في حين أنها عادة ما تكون منخفضة في البيئة المحيطة بذرات الإنديوم. وبالتالي، فإن إضافة ذرات الغاليوم تقمع تشكيل عيوب نقص الأكسجين، والتي تعتبر سبب عدم استقرار الأجهزة في ترانزستورات الأفلام الرقيقة القائمة على a-IGZO. يتميز مستوى حافة نطاق التوصيل بمدار s للإنديوم وهو غير حساس للفوضى، مما يتماشى جيدًا مع الاكتشاف التجريبي بأن زيادة محتوى الإنديوم تعزز كثافة الحاملات والنقل. في a-IGZO، بينما تعد معظم عيوب V₎ مانحة عميقة، فإن بعض العيوب تعمل كمانحي شدة بسبب بيئات محلية تختلف عن تلك الموجودة في الأكاسيد البلورية. نظرًا لأن فراغات الأكسجين المؤينة يمكن أن تلتقط الإلكترونات، فإنه يُقترح أن هذه العيوب مسؤولة عن التحولات الإيجابية لجهد العتبة الملاحظ تحت إجهاد جهد البوابة الإيجابية. تحت إجهاد الإضاءة، يمكن أن تُأين عيوب V₎، مما يجعلها عيوب V₎^2+ بسبب سلوك السالب-U. عندما يتم التقاط الإلكترونات عن طريق تطبيق جهد سالب، فإن العيوب المؤينة V₎^2+ تعود إلى حالة الشحن المحايد الأصلية. من خلال محاكاة الديناميكا الجزيئية، نجد أن الحالة المحايدة الأولية تُستعاد عن طريق التلدين، مما يتماشى جيدًا مع التجارب، على الرغم من أن درجة حرارة التلدين تعتمد على البيئة المحلية. تظهر حساباتنا أن عيوب V₎ تلعب دورًا مهمًا في عدم استقرار الأجهزة القائمة على a-IGZO.
درس نوه وآخرون (الخميس) هذا السؤال.