纤锌矿GaN和AlN声子态的面间力常数模型在六角GaN／AlN超 …

用面间力学数模型计算了（０００１）方向纤锌矿结构ＧａＮ与ＡｌＮ的纵向振动特性，并利用该模型对（０００１）方向生长的六角结构的ＧａＮ／ＡｌＮ超晶格的纵向声子态进行了研究，着重讨论了超晶格子声子的限制效应。     

GaN受激喇曼散射谱研究

对ＧａＮ样品薄膜进行了喇曼背散射几何配置下的喇曼散射测试与分析,其样品分别是在不同衬底上以金属有机物气相沉积（ＭＯＣＶＤ）法和分子束外延（ＭＢＥ）法生长的,观测到了纤锌矿结构ＧａＮ的允许模式Ａ１（ＬＯ）模和Ｅ２（高）模,同时也观测到了一些禁戒模式,结果表明：受激喇曼散射是研究ＧａＮ结构的一种有效手段。     

闪锌矿结构GaN,AlN和合金Ga1—xAlxN光学性质计算

闪锌矿结构ＧａＮ、ＡｌＮ和合金Ｇａ１－ｘＡｌｘＮ光学性质计算何国敏王仁智郑永梅（厦门大学物理学系厦门３６１００５）随着人们对发光二极管和半导体激光器等光电器件的深入研究,工作于蓝紫波段的半导体材料受到普遍的重视．宽带隙半导体ＧａＮ和ＡｌＮ正是目前蓝紫...     

纤锌矿晶体的价带结构

本文将成键轨道函数方法推广到纤锌矿结构的晶体上,得出了纤锌矿晶体布里渊区各主要对称点的价带能谱的表达式和纤锌矿结构的晶体的价带和闪锌矿晶体的价带结构之间的对应关系。并且一次从系统的角度得到了纤锌矿晶体各主要对称点的价带能谱的数值结果。     

纤锌矿Zn1-xMgxO合金相结构稳定性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论中局域密度近似下的VASP程序包,在考虑所有掺杂构型前提下,对Zn1-xMgxO合金的晶格参数、禁带宽度以及形成焓随Mg含量的变化进行了系统地计算.计算结果表明：随着Mg含量的不断增加,纤锌矿Zn1xMgxO合金的平均晶格常数变化不遵循Vergard定律;合金的禁带宽度随着Mg含量增加满足二次函数关系Eg=3.43＋2.24x＋0.68x2,与实验结果一致,不同掺杂原子构型禁带宽度的差异是纤锌矿Zn1-xMgxO合金中发光光谱宽化的重要原因;对比分析纤锌矿、闪锌矿和熔岩矿三种相结构的Zn1-xMgxO合金形成焓的计算结果发现,当Mg掺杂比例为37.5%时,Zn1-xMgxO合金由纤锌矿向熔岩矿结构转变;闪锌矿Zn1-xMgxO合金形成焓始终低于纤锌矿,在特殊的条件下,可以形成闪锌矿Zn1-xMgxO合金相.     

GaN大失配异质外延技术

1　引言以ＧａＮ及ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ合金材料为代表的Ⅲ族氮化物材料是近几年来国际上倍受重视的新型半导体材料。其 1 .9- 6.2ｅＶ连续可变的直接带隙 ,优异的物理、化学稳定性 ,高饱和电子漂移速度 ,高击穿场强和高热导率等优越性能使其成为短波长半导体光电子器件和高频、高压、高温微电子器件制备的优选材料。目前用于ＧａＮ外延生长的主要方法有 :金属有机化学汽相淀积 (ＭＯＣＶＤ) ,分子束外延 (ＭＢＥ)和氢化物汽相外延 (ＨＶＰＥ)等。其中ＭＯＣＶＤ是使用最广泛和实用的外延生长方法 ,具有很强的工业应用背景。ＨＶＰＥ技术…     

纤锌矿氮化物半导体中电子-声子相互作用对表面电子态的影响

采用变分法研究了半无限纤锌矿氮化物半导体中电子表面态问题. 计及电子与表面光学声子相互作用和结构异性的影响导出了系统的有效哈密顿量, 获得了电子表面态能级、电子与表面光学声子相互作用能量分别随表面势垒的变化关系. 对GaN, AlN和InN进行了数值计算.结果表明,电子与表面声子的相互作用使电子的表面能级下降, 并且纤锌矿结构的GaN和AlN中电子-声子相互作用能量较闪锌矿结构大,而对InN情况正好相反.在计算的所有材料中纤锌矿材料的电子表面能级比闪锌矿的低几百meV.电子与表面光学声子相互作用对表面电子态的影响不应被忽略.     

纤锌矿GaN/AlN量子阱中的极化子

采用Lee-Low-Pines(LLP)变分法,讨论了纤锌矿(闪锌矿)GaN/AlN无限深量子阱材料中电子-定域长波光学声子相互作用,给出纤锌矿量子阱中自由极化子的基态能量、第一激发态能量和跃迁能量随阱宽的变化关系.数值计算中考虑了纤锌矿材料的各向异性,结果表明,极化子能量随阱宽的增大而减小,当阱宽较宽时,趋近于体材料的三维值.纤锌矿(闪锌矿)GaN/AlN量子阱材料中,电子-定域长波光学声子相互作用对极化子能量的贡献比闪锌矿GaAs/AlAs量子阱材料中的相应值大得多.因此,讨论GaN/AlN量子阱材料中电子态问题时应考虑电子-定域声子相互作用.     

纤锌矿GaN/AlN无限量子阱中激子能量

利用改进的LLP变分法计算了纤锌矿GaN/AlN无限量子阱中激子的基态能量和结合能,并对闪锌矿GaN/AlN量子阱和纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子的基态能量和结合能进行了对比.结果表明:纤锌矿GaN/AlN无限量子阱材料中激子基态能量和结合能随着量子阱宽度增大而降低,当阱宽较小时急剧下降,阱宽较大时缓慢下降,最后趋近GaN体材料的三维值;考虑极化子效应时激子的基态能量和结合能明显低于裸激子的基态能量和结合能,电子-声子相互作用对激子能量的贡献较大;纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子基态能量小于闪锌矿GaN/AlN量子阱中激子的基态能量,纤锌矿GaN/AlN量子阱中激子的结合能大于闪锌矿GaN/AlN量子阱中激子的结合能,且随着阱宽的增大,两种阱中基态能量和结合能的差距越来越小.     

AlN／GaN异质结的价带偏移计算

用平均键能方法，研究了ＡｌＮ与ＧａＮ自由应变生长、以ＡｌＮ为衬底和以ＧａＮ为衬底等三种不同应变状态下ＡｌＮ／ＧａＮ应变层异质结的价带偏移．着重尝试了能带中含浅ｄ态的情况下，用平均键能方法计算异质结的△Ｅｖ值．由于目前还没有可供比较的实验值或理论计算结果，为检验平均键能方法计算的可靠性，又采用能同时计入各种影响△Ｅｖ因素的较严格的超原胞（ＡｌＮ）ｎ（ＧａＮ）ｎ（００１），（ｎ＝１．３，５）界面自洽计算方法，验证超晶格中平均键能Ｅｍ的“对齐”程度和价带偏移△Ｅｖ的计算结果．     

GaN相变及热力学性质的理论研究

利用基于密度泛函理论的第一原理方法研究了GaN的纤锌矿、闪锌矿、氯化钠三种结构的结构性质以及高压下GaN的相变.利用焓相等原理得出GaN从闪锌矿结构到氯化钠结构的相变压强约为41.9GPa,与实验值和他人理论计算值相符合.通过准谐德拜模型得到了GaN的闪锌矿和氯化钠两种结构不同温度下热膨胀系数与压强的关系,不同温度下体积与压强的关系以及不同压强下热容与温度的关系.     

ZnSe高压物性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了ZnSe的三种结构岩盐结构(RS)、闪锌矿结构(ZB)及六方纤锌矿结构(WZ)的结构性质.通过等焓原理得到ZnSe从ZB结构转变为RS结构的相变压强约为15.5GPa,与实验值符合得比较好.计算出ZnSe在不同压强下ZB结构的弹性常数,通过准谐德拜模型得到不同温度下ZB结构的热膨胀系数与压强的关系等热力学性质.     

纤锌矿GaN/Alx Ga1-xN量子阱中界面声子模对极化子能量的影响

采用Lee-Low-Pines变分法研究了纤锌矿GaN/AlxGa1-xN量子阱中极化子能量和电子-声子相互作用对极化子能量的影响.理论计算中考虑了定域体声子模和界面声子模的作用,同时考虑了它们的各向异性.给出极化子基态能量、第1激发态能量、跃迁能量(第1激发态到基态),以及电子-声子相互作用对能量的贡献随量子阱宽度和深度(组分)变化的数值结果.为了定性分析和对比还给出了闪锌矿量子阱中的相对应结果.计算结果表明:阱宽较小时界面声子对极化子能量的贡献大于定域声子,阱宽较大时界面声子的贡献小于定域声子.纤锌矿结构中声子对能量的贡献大于闪锌矿结构中的相应值.GaN/AlxGa1-xN量子阱中声子对能量的贡献比GaAs/AlxGa1-xAs量子阱中的相应值大得多,当阱宽为20nm时,电子-声子相互作用能分别约等于-35,-2.5 meV.     

高压下BeSe和BeTe相变和热力学性质的第一性原理计算

用从头算平面赝势密度泛函理论计算了BeSe 和BeTe从闪锌矿结构(B3)到NiAs(B8)结构的相变压强, 所得的结果与其他理论值和实验值相吻合; 通过准谐德拜模型研究了两种结构下的德拜温度和热容随压强以及温度的变化关系.     

沸腾回流法制备不同形貌ZnO微粉

以Zn(NO3)2NaOH为体系,采用一种简单的液相法———常压沸腾回流法,加入不同的添加剂,分别制备了不同形貌的超细ZnO粉体.采用X射线衍射及扫描电子显微镜等测试手段,对产品的物相和形貌进行了表征.实验结果表明:所得产品均为六方晶系纤锌矿ZnO;同样条件下加入不同的表面活性剂,对产品的形貌产生了不同程度的影响.     

Mg和Mn共掺的ZnO纳米薄膜的光学性质和磁性

采用溶胶-凝胶法制备了Mg和Mn共同掺杂的ZnO纳米薄膜,并对其结构、光学和磁学性质进行了表征.结果表明:样品具有六角纤锌矿结构,退火过程中出现了尖晶石结构的Mn3O4和MgMn2O4.随退火温度的升高,样品的光学质量有所提高;样品的磁性可能来源于MgMnZnO.     

Electronic structure and physical properties of stable and metastable phases in YN: Density-functional theory calculations

Local density functional is investigated using the full-potential linearized augmented plane wave （FP-LAPW） method for YN in the hexagonal structure and the rocksalt structure and for hexagonal structures linking a layered hexagonal phase with wurtzite structure along a homogeneous strain transition path. It is found that the wurtzite YN is unstable and the layered hexagonal phase, labeled as ho, in which atoms are approximately fivefold coordinated, is metastable, and the rocksalt ScN is stable. The electronic structure, the physical properties of the intermediate structures and the energy band structure along the transition are presented. It is noticeable that the study of ScN provides an opportunity to apply this kind of material （in wurtzite[h]-derived phase）.