纖鋅礦GaN和BN電子能帶結(jié)構(gòu)和聲子色散性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、在Ⅲ-Ⅴ族氮化物半導(dǎo)體中，氮化鎵(GaN)和氮化硼(BN)具有很高的發(fā)光效率、硬度、熱導(dǎo)率、抗輻射能力。它們在藍(lán)綠發(fā)光元件、微電子元件、存儲元件等許多發(fā)光電器件中應(yīng)用，是目前世界上先進(jìn)的半導(dǎo)體材料，已經(jīng)引起廣泛關(guān)注。GaN和BN主要有纖鋅礦和和閃鋅礦兩種晶體結(jié)構(gòu)，目前廣泛研究和應(yīng)用的是纖鋅礦結(jié)構(gòu)晶體。
　　基于密度泛函理論第一性原理方法，本文選取廣義梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)兩種近似方法，對纖鋅礦GaN和BN優(yōu)化后

2、結(jié)構(gòu)的電子能帶結(jié)構(gòu)和聲子色散性質(zhì)進(jìn)行了研究。計(jì)算結(jié)果表明，纖鋅礦GaN為直接能隙半導(dǎo)體，而BN為間接能隙半導(dǎo)體。在計(jì)算過程中，GGA近似考慮了Ga-3d電子軌道效應(yīng)，卻高估3d電子態(tài)能量，LDA近似研究的是s、p電子態(tài)。結(jié)果顯示，GaN和BN在兩種近似下的能隙值均與其他文獻(xiàn)結(jié)果相吻合。從它們的態(tài)密度圖中我們可以清晰的看到不同電子組態(tài)對電子能級的能量貢獻(xiàn)。對于纖鋅礦GaN和BN聲子譜的計(jì)算，不僅得到了聲子色散曲線，還利用GGA近似計(jì)算得到