Si1-xGex, AlxGa1-xN의 원자 구조 및 전자 구조에 대한 제일원리 밀도 범함수 이론 계산 (Atomic Structure and Electronic Structure of Si1-xGex and AlxGa1-xN: a Density Functional Theory Calculation)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 72권 / 7호 / 481 ~ 486페이지
· 저자명 : 김정준, 송유빈, 박지상

초록

Si1-xGex 및 AlxGa1-xN의 원자 구조 및 전자 구조를 연구하기 위해 특수 준무작위 구조를 제작하였다. 구조를 최적화하기 전에 결합 길이가 Si, Ge, AlN, GaN에서의 결합 길이와 최대한 가깝도록 원자들의 위치를 수정하였다. 제일원리 밀도범함수 이론 계산을 통해 최적화된 원자 구조의 총에너지는 최적화 이전의 에너지와 원자 하나 당 0.03 eV 이하밖에 차이나지 않았다. 격자상수는 Ge과 Ga 비율이 증가할수록 커지는 경향을 보였다. 결합 길이는 혼합 전의 값을 유지하는 경향이 있어 격자상수의 변화보다 변화의 정도가 작았다. AlxGa1-xN의 띠틈은 Al 비율이 증가할수록 커지는 경향을 보였다. 혼성 밀도 범함수 이론 계산에서는 Hartree-Fock 비율이 증가함에 따라 띠틈이 증가하였다.

영어초록

To investigate the atomic and electronic structures of Si1-xGex and AlxGa1-xN, special quasi-random structures were generated. Before structure optimization, the positions of the constituting atoms were altered to reproduce the bond lengths in Si, Ge, AlN, and GaN as close as possible. The total energy of the optimized structure through the first-principles density functional theory calculation was only 0.03 eV per atom smaller than that of the structure optimization. The lattice constants generally increased as the proportion of Ge or Ga increased. The bond length tended to maintain its value before the mixing of materials, so the change in bond length was smaller than the change in the lattice constants. The band gap of AlxGa1-xN generally increased with the proportion of Al. In the hybrid density functional theory calculation, the band gap increased as the fraction of Hartree-Fock exchange in the functional increased.

참고자료

· 없음