Investigamos las estructuras electrónicas y propiedades ópticas de la wurtzite, blenda de zinc, y las fases AlN Rocksalt

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la longitud del enlace disminuye en aproximadamente 0.005 nm. Sin embargo, la población aumenta vínculo de unión b1 en alrededor de 0,02, mientras que la población de b2 bonos disminuye en aproximadamente 0,02 cuando los cambios de presión de 0 a 17 GPa. Con respecto a la fase de AlN blenda de zinc, la longitud del enlace se redujo de 0,186 a 0,182 nm cuando la presión aumenta de 0 a 15 GPa y la transferencia de carga aumenta de 0,33 a 0,37, pero la población de bonos es casi el mismo. Cuando la presión aumenta de 0 a 17 GPa, la longitud del enlace disminuye de 1,99 a 1,95 y la transferencia de carga aumenta de 0,25 a 0,27 de electrones. La transferencia de carga de Al a N aumenta a medida que disminuye la longitud del enlace debido a la nube de electrones más solapamiento.

B. Propiedades electrónicos de la estructura de bandas de la fase de AlN wurtzite en la Fig. 1? A ?, podemos ver que en el altamente simétrica? punto, la banda prohibida directa es? 5,0 eV que es menor que

6,28 eV a partir del resultado experimental de la banda prohibida de la wurtzite AlN phase.22 La subestimación de la banda prohibida es una limitación conocida de cálculo GGA. Sin embargo, nuestro resultado ha sido mejor que 4.245 eV a partir del resultado anterior calculado por fl Sello y van de Walle 2 usando el pseudopotencial plano de onda? Pppw? método que incorpora el GGA. Las bandas de conducción? OC? constará de nueve niveles y degenerar en cuatro niveles en el punto A, en el que los tres niveles inferiores son dobletes y el nivel en 17 eV es un triplete. Las bandas de valencia? VBs? constará de seis niveles que se convierten en tres niveles doblete en el punto A. Como se muestra en la Fig. 1? B ?, la estructura de bandas del AlN blenda de zinc a 15 GPa indica que la banda prohibida directa es? 5,5 eV en el? punto y la banda prohibida indirecta es? 4.0 eV. El intervalo de banda directo en el? punto calculado aquí es mayor que el valor de 4,75 eV informado por fl Sello y van de Walle usando el method.2 pppw Como se muestra en la Fig. 1? B ?, los máximos de las VBs se indica FL en masas efectivas de orificio grande, que cómo resultado unas propiedades de transporte especiales para los semiconductores de tipo p. Como se muestra por la estructura de bandas de la fase de AlN rocksalt a 17 GPa en la Fig. 1? C ?, la banda prohibida directa en el? punto es? 7.0 eV y la banda prohibida indirecta es? 5.0 eV. Sin embargo, no hay datos experimentales disponibles hasta ahora para verificar los valores calculados de banda prohibida de la blenda de zinc y fases AlN Rocksalt.

La densidad de estados? DOS? del wurtzite, blenda de zinc y estructuras Rocksalt a la presión de transición de fase se representan en la Fig. 2. El N 2 estados s en los VBs de las tres fases de AlN son dominantes por debajo de -10 eV y los N estados 2p son los más dominantes en el intervalo entre -10 y 0 eV. En los BC, 3s y 3p Theal estados son dominantes en las fases AlN blenda Wurtzita y zinc. Cuando la fase de AlN wurtzite se comprime 0-17 GPa, el pico de DOS presenta una pequeña tendencia a cambiar a una energía más baja. Por ejemplo, para, los cambios de pico orbitales la N 2 s -12,53--12,51 eV

y para los N orbitales 2p, los picos cambian de -4,91 y -0,84 -4,89 eV y -0.88 eV, respectivamente. Sin embargo, cuando la fase de AlN sal de roca se comprime del 15 al 17 GPa, los cambios en el pico de DOS en las VBs son un poco más complicado. Por ejemplo, los picos de las 2s ny N orbitales 2p cambian de -13,62 y -7,04 eV a -13,69 y -7,07 eV, respectivamente, mientras que el pico de la N 2p orbital a -1.70 eV no cambia. Por otra parte, la intensidad de N orbitales 2p en el CBs de la fase de AlN rocksalt obviamente disminuye cuando la presión aumenta de 15 a 17 GPa.

C. Las propiedades ópticas Aunque los cálculos de estructura electrónica no tienen en cuenta las interacciones electrón-fonón, los fonones ópticos juegan un papel significativo en la función dieléctrica baja frecuencia en los materiales polares. La interacción entre un fotón y los electrones se puede describir en términos de perturbaciones dependientes del tiempo de los estados electrónicos en estado fundamental. Las transiciones entre los estados ocupados y no ocupados son causados por el campo eléctrico del fotón. Los espectros resultantes de estas excitaciones se puede describir como un DOS conjunta entre la valencia y CBS. La parte imaginaria? 2? ? ? de la función dieléctrica puede ser calculado y luego la parte real? 1? ? ? se puede evaluar a partir de la parte imaginaria por la relación Kramers-Kronig. Uso de la función dieléctrica compleja, la re reflectividad R? ? ?, Coe fi ciente de absorción? ? ? ?, Parte real del índice de refracción n? ? ?, Parte imaginaria del índice de refracción k? ? ?, Y la energía de la pérdida de espectro L? ? ? puede ser calculado.

Figura 3 muestra la parte imaginaria de la compleja di

FIG. 2.? Color en línea? Doss de N 2s, p N2, AL 3 s, y Al 3p:? Una? zinc blenda fase a 15 GPa,? b? fase de sal de roca a 15 GPa,? c? wurtzite fase a 0 GPa,? d? fase wurtzite a los 17 GPa, y? e? fase de sal de roca a los 17 GPa.

FIG. 3.? Color en línea? parte imaginaria de la función dieléctrica? 2? ? ?: ?¿un? Rocksalt y zinc blenda fases a 15 GPa y? B? fase de sal de roca a los 17 GPa, y la fase wurtzite a 0 y 17 GPa.

073707-3 Chen et al. J. Appl. Phys. 103, 073 707? 2008?

función eléctrica directamente obtenido a partir de los cálculos de estructura electrónica. Es bien conocido que la parte imaginaria es la pandect de las propiedades ópticas de los materiales. Hay tres picos principales a 7,7, 10,4, y 12,4 eV en el? 2? ? ? parcela de la fase de AlN wurtzite a 0 GPa. Nuestros resultados de cálculo muestran una buena concordancia con los resultados experimentales eléctricos vector perpendicular al eje c? Tres picos a 7,6, 8,9, y 13,0 eV? reportado por Guo et al 8 Cuando la presión aumenta a 17 GPa, los tres picos del desplazamiento de fase AlN wurtzite de 7,7, 10,4 y 12,4 eV a 8,0, 10,8, y 13,1 eV. Hay dos picos principales en el? 2? ? ? espectro de la fase de sal de roca AlN. La forma de la trama apenas cambia, pero hay un pequeño desplazamiento al azul cuando la presión aumenta de 15 a 17 GPa. La transición entre los N 2p y Al 3s orbitales puede conducir al pico alrededor de 9,9 eV. El pico a 13,5 eV se origina principalmente de la transición de electrones entre los N 2p y Al orbitales 3p. La trama de la fase de AlN blenda de zinc a 15 GPa muestra dos picos principales en torno a 8,0 y 12,6 eV de las transiciones electrónicas de la N 2 p a Al 3s orbitales y de la N 2p a Al orbitales 3p, respectivamente. La figura 4 muestra la parte real de la