Влияние примесей кислорода и углерода на параметры кремниевого кластера при наличии вакансии

Методом компьютерного моделирования в приближении к методу функционала плотности изучено влияние вакансии на структуру кремниевых кластеров Si$_{29}$H$_{36}$ и Si$_{87}$H$_{70}$, модифицированных внедрением атомов O и C. Показано, что в без-вакансионном кластере при одновременном внедрении атомов С и О образуется комплекс О$_\mathrm{i}$–Si–C$_\mathrm{i}$, а в кластерах с вакансией формируются комплексы типа 3H + C$_\mathrm{i}$+Si и Si–O–V. Определено, что местоположения углерода и кислорода в большей степени зависит от размера нано-кластера, при этом в кластерах Si$_{80}$Si$_{70}$ кислород, взаимодействуя с вакансией, образует А-центр. Выявлено, что глубокие уровни могут появиться за счет изменения электронных состояний кремниевого кластера, обусловленных взаимодействием фоновых примесей с вакансией в элементарной ячейке кластера кремния. Установлено, что при одновременном внедрении атомов О и С, в зависимости от размера нано-кластеров и при наличии междоузельных атомов кремния и водорода, они приводят к формированию слабо взаимодействующих дефектных комплексов и миграции атомов водорода вовнутрь нано-кластера.