第一性原理研究Be-S共掺杂AlN纳米片的电子结构和光学性质

基于密度泛函理论体系下广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法计算了Be替代Al、S替代N和Be-S共掺杂对氮化铝纳米片的电子结构和光学性质的影响.计算结果表明,掺杂改变了氮化铝纳米片的带隙,但仍显示半导体特性.Be掺杂类型对氮化铝纳米片的晶体结构影响不大,而S掺杂和Be-S共掺杂都使得氮化铝纳米片有不同程度的弯曲.同时Be-S共掺杂中S原子起到激活受主杂质Be原子的作用,使得受主能级向低能方向移动.共掺杂比单掺杂具有更高的受主原子浓度,并减小局域化程度.光学性质也发生较大改变:S原子掺杂氮化铝纳米片的介电函数虚部出现第二介电峰,Be掺杂和Be-S共掺杂使得损失谱的能量区间有所展宽,峰值降低并向高能区移动.

点缺陷对Al0.5Ga0.5N纳米片的电子性质和光学性质影响:第一性原理研究

为了研究点缺陷对Al0.5Ga0.5N纳米片电子结构和光学性质的影响,建立了Al、Ga、N空位和N取代Al、N取代Ga的经典点缺陷结构。基于密度泛函理论的第一性原理超软赝势的方法和GGA-PBE交换互联函数计算了能带、态密度、复介电函数、复折射率、吸收谱和能量损失谱等信息。结果表明,空位缺陷和替代缺陷会导致带隙变窄,其中Al空位和Ga空位均使费米能级进入价带,N空位使纳米片显n型性质;替代缺陷会使纳米片显示半金属性质。在光学性质上,缺陷导致纳米片复介电函数虚部低能区出现峰值,说明有电子跃迁的出现。同时空位缺陷导致吸收光谱在低能区有扩展,可见光范围也包含在内。

AlN晶体物理气相传输法生长坩埚的热场分析

采用物理气相传输法在钨制坩埚上制备AlN单晶.通过采用COMSOL软件中的固体传热和磁场模块,对AlN晶体生长的坩埚的热场进行仿真,同时针对不同的线圈直径以及不同的线圈位置对坩埚热场的影响进行模拟,提出了相应的处理方式.结果表明:当线圈直径增大,坩埚结晶区和升华区的温度在相同的加热时间下会增加,并且增加的温度存在峰值.当线圈的垂直位置发生变化的时候,结晶区和升华区的温度场也会发生变化,从上向下移动的过程中仍然存在温度的峰值,并且结晶区和升华区的温度关系会发生翻转,导致温度梯度阻碍晶体生长.在晶体生长过程中升华区和结晶区的温度关系依旧会发生翻转.但是通过线圈跟随籽晶表面生长层的变厚而同步移动,可以保持相对稳定的温度关系,维持晶体正常持续生长.