Зонная структура и магнитные свойства кубических кристаллов InxGa1-xN: Ab initio расчёты
Аннотация
Зонная структура твёрдых растворов InxGa1-xNсо сфалеритной структурой и большим содержанием индия ( x = 0,25; 0,5; 0,6; 0,7; 0,75; 0,9; 0,95; 0,97; 0,99; 1,0) рассчитана методами теории функционала плотности (DFT) и кластерной версии локального когерентного потенциала, в рамках теории многократного рассеяния. Проведено сравнение электронной структуры тройных растворов InxGa1-xNсфалеритной кристаллографической модификации, дана интерпретация их особенностей. Получена концентрационная зависимость ширины запрещённой полосы для всего диапазона изменения содержания индия в растворе. Обнаружен эффект спиновой поляризации состояний In, Ga и N для растворов с большим молярным содержанием In и переход тройных систем In0.75Ga0.25Nв состояние магнитного полупроводника. Определены магнитные моменты на атомах In, Ga и N и намагниченность насыщения полупроводниковой системы InxGa1-xN.
Об авторах
Виктор Васильевич Илясов
Донской государственный технический университет
Россия
Россия
Татьяна Павловна Жданова
Донской государственный технический университет
Россия
Россия
Игорь Владимирович Ершов
Донской государственный технический университет
Россия
Россия
Игорь Яковлевич Никифоров
Донской государственный технический университет
Россия
Россия
Список литературы
1. Nakamura, S. InGaN-based blue light-emitting diodes and laser diodes. Journal of Crystal Growth, 1999, vol.202, pp. 290-295.
2. Ferhat, M., Bechstedt, F. First-principles calculations of gap bowing in InxGa1-xN and InxAl1-xN alloys: Relation to structural and thermodynamic properties. Physical Review B, 2002, vol. 65, pp. 075213-1 -075213-8.
3. Li, J.B., et al. Cubic InGaN grown by MOCVD. MRS Internet Journal of Nitride Semiconductor Research, 1999, vol. 4S1, G3.25.
4. Krivolapchuk, V.V., Lundin, V.V., Mezdrogina, M.М. The role of inserting electrical fields in the formation of the radiation of quantum wells InGaN/GaN. Fizika Tverdogo Tela, 2005, vol. 47, no. 7, pp. 1338-1342.
5. Ferhat, M., Furthműller, J., Bechstedt, F. Gap bowing and Stokes shift in InxGa1-xN alloys: First-principles studies. Applied Physics Letters, 2002, vol. 80, pp. 1394-1396.
6. Davydov, V.Yu., et al. Band gap of InN and In-rich InxGa1-xN alloys (0.36<x<1). Physica Status Solidi (b), 2002, vol. 230, pp. R4-R6.
7. Soshnikov, I.P., et al. Peculiarities of formation of the radiation of quantum wells. MOCVD. Fiz. Tech. Semicond., 2000, vol. 34, pp. 647-651.
8. Martinez-Criado, G., et al. Direct observation of Mn clusters in GaN by X-ray scanning microscopy. Japanese Journal of Applied Physics, 2004, vol. 43, pp. L695-L697.
9. Oestreich, M. Injecting Spin Into Electronics, Nature, www.nature.com. Macmillan Magazines Ltd, 1999, vol.402, pp.735-741.
10. Dietl, T., Ohno, H., Matsukura, F. Hole-mediated ferromagnetism in tetrahedrally coordinated semiconductors. Physical Review B, 2001, vol.63, pp. 195205.
11. Dhar, S., et al. Colossal Magnetic Moment of Gd in GaN. Physical Review Lett., 2005, vol. 94, pp. 037205.
12. Shein, I.R., et al. Magnetization of beryllium oxide in the presence of non-magnetic impurities: Boron, carbon, and nitrogen. JETP Lett., 2007, vol.85, iss. 5, pp. 246-250.
13. Baroni, S., Corso, A. Dal, de Gironcoli, S., et al. http://www.pwscf.org/.
14. Ilyasov, V.V., Zdanova, T.P., Nikiforov, I.Ya. X-ray spectra and electron energy structure of nitrogen into solid solution AlxGa1-xN. Fizika Tverdogo Tela, 2007, vol.49, pp.1369-1372.
15. Perdew, J.P., Burke, S., Ernzerhof, M. Generalized Gradient Approximation Made Simple. Physical Review Lett., 1996, vol. 77, p. 3865.
16. Ilyasov, V.V., Nikiforov, I.Ya., Ilyasov, Yu.V. Ti L-Spectrum XANES and electron structure of the system Ti-Al-C. Journal Physical IV France, 1997, vol.7, pp. 281-282.
17. Mecheryakov, V.F. Crystal field and the magnetization of inclined antiferromagnetic CoCO3. JETP, 2007, vol.132, pp.1138-1151.
18. Hermann, F., Skillman, S. Atomic structure calculations. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs (N.J.), 1963.
19. Ilyasov, V.V., Zdanova, T.P., Nikiforov, I.Ya. Electron energy structure and X-ray spectra of wide-gap semiconductors GaN, AlN, and AlN-GaN. Journal of Structural Chemistry, 2007, vol.48, pp.68-75.
Для цитирования:
Илясов В.В., Жданова Т.П., Ершов И.В., Никифоров И.Я. Зонная структура и магнитные свойства кубических кристаллов InxGa1-xN: Ab initio расчёты. Вестник Донского государственного технического университета . 2016;16(2):111-120. https://doi.org/10.12737/19692
For citation:
Ilyasov V.V., Zhdanova T.P., Evelson L.I., Nikiforov I.Y. Band structure and magnetic properties of cubic crystals InxGa1-xN: Ab initio calculations. Vestnik of Don State Technical University . 2016;16(2):111-120. (In Russ.) https://doi.org/10.12737/19692
Просмотров: 157
Послать статью по эл. почте 