在氮化镓（GaN）材料中实现高n型和p型掺杂对于提高固态照明和RF /功率电子器件的效率和功率至关重要。GaN的可掺杂性是由掺杂剂的形成、活化和自补偿决定的，这取决于掺杂剂与GaN之间的键合性质。GaN具有纤锌矿（wz-）和闪锌矿（zb-）两种结构。然而由于纤锌矿结构GaN的稳定性，更加适应当前工业生产，因此对n型和p型掺杂的研究主要集中在纤锌矿结构GaN上（wz-GaN）。

　　如今，wz-GaN及其合金的p型掺杂仍然具有挑战性，特别是对于达到高（>1019cm^-3）的空穴浓度而言。p掺杂限制的主要因素归因于常见受体的大活化能（例如Mg的活化能约为250meV）。与施主的低激活能量（<30meV）相比，电子与空穴浓度之间的这种不对称性限制了GaN光子学（发光二极管，激光二极管）和电子器件（RF /功率晶体管）的性能。

　　Bayram教授领导伊利诺伊大学香槟分校（UIUC）的研究人员使用计算模型进行第一性原理计算，以便研究施主硅（Si）和锗（Ge）以及受主的形成，活化和自补偿wz-和zb-GaN中的碳（C）、铍（Be）和镁（Mg）。

　　结果揭示了对称性不仅影响活化能，而且影响形成能和自补偿效应。具体而言，zb-GaN中的Mg活化能降低至153meV（而wz-GaN中为226meV）。此外，振动分析表明，在zb-GaN中Mg间隙的形成能比在wz-GaN中高，因为zb-GaN中的间隙位置使振动熵小得多。作者估计，与wz-GaN：Mg相比，室温下zb-GaN：Mg可实现四倍更高的空穴浓度。

　　研究人员认为，这些结果为zb-III氮化物研究（特别是双极型器件）带来了光明的前景。