李健翔
,
符斯列
,
蒋联娇
,
马娟娟
,
詹吉玉
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.22.031
基于密度泛函理论的平面波赝势方法,选择广义梯度近似(GGA)下的PBE算法-关联泛函对GaN晶体结构、能带结构以及电子态密度随压强的变化进行了研究,并计算出GaN材料的相变点压强值.研究结果表明:随着压强增加,常见的纤锌矿与闪锌矿GaN会发生结构相变成岩盐矿结构,并且其能带结构均由直接带隙转变成间接带隙.其中,通过焓相等原理得到纤锌矿到岩盐矿结构的相变压强为44.4 GPa,而闪锌矿到岩盐矿结构的相变压强为43.6 GPa.此外,随着压强增大,GaN纤锌矿、闪锌矿和岩盐矿的价带态密度均向低能方向偏移,而导带态密度向高能方向偏移,从而导致GaN共价性增强及带隙随压强增大而展宽.
关键词:
第一性原理
,
GaN
,
结构相变
,
电子结构
蒋联娇
,
符斯列
,
秦盈星
,
李健翔
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.12.023
基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法分别计算了 VGa和 VN 距掺入 Mn 原子为近邻、次近邻、远近邻各3种情况下GaN体系的电子结构和光学性质,分析比较了空位的不同位置对 Mn 掺杂 GaN 体系磁性的影响。计算结果表明,Mn掺杂会导致GaN体系带隙增大且体系表现为半金属铁磁性；VN 的存在会增强缺陷复合物体系的铁磁性,且随着VN 相对杂质Mn距离越近,体系总磁矩增加；而VGa的存在会降低缺陷复合物体系的铁磁性,且随Ga空位相对杂质Mn距离越近,体系总磁矩减少。不同位置的VGa和VN 均会导致缺陷复合物体系主吸收峰和光吸收边相对于单Mn掺杂而言向低能方向移动,出现红移现象。
关键词:
GaN晶体
,
Mn掺杂
,
空位
,
电子结构
,
光学性质
