高压强下GaN的结构相变及电子结构的第一性原理研究

来源期刊：材料导报2015年第22期

论文作者：李健翔 符斯列 蒋联娇 马娟娟 唐吉玉

文章页码：141 - 293

关键词：第一性原理;GaN;结构相变;电子结构;

摘    要：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44.4GPa,而闪锌矿到岩盐矿结构的相变压强为43.6GPa。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。