| Revue: | Revista mexicana de física |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000328355 |
| ISSN: | 0035-001X |
| Autores: | López–Apreza, E1 Arriaga, J1 Olguín, D2 |
| Instituciones: | 1Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Instituto de Física, Puebla. México 2Instituto Politécnico Nacional, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, México, Distrito Federal. México |
| Año: | 2010 |
| Periodo: | Jun |
| Volumen: | 56 |
| Número: | 3 |
| Paginación: | 183-194 |
| País: | México |
| Idioma: | Inglés |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Experimental |
| Resumen en español | Calculamos las propiedades estructurales y electrónicas de los compuestos AlN, GaN, InN y sus aleaciones ternariasGa1-xAlxN y Ga1-xInxN usando la teoría del funcional de la densidad (DFT) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (GGA). Para el estudio de las propiedades electrónicas y estructurales hemos realizado cálculos de energía total usando el método de ondas planas generalizadas. En nuestro estudio hallamos que los parámetros fundamentales de estas aleaciones no obedecen la ley de Vegard. Encontramos que para la aleación AlxGa1-xN, los parámetros de red a, c y u muestran un parámetro de arqueo positivo. Para la aleación InxGa1-xN sus parámetros a y c muestran un parámetro de arqueo negativo, mientras que su parámetro interno u posee un parámetro de arqueo positivo. Calculamos también las distancias a primeros y segundos vecinos de las aleaciones, las cuales se comparan muy bien con resultados experimentales. Encontramos que para ambas aleaciones la brecha de energía prohibida, como función de la composición, no muestra un comportamiento lineal. Adicionalmente a los cálculos de estructura electrónica, calculamos también las masas efectivas tanto para los compuestos binarios como para las aleaciones. Mostramos que las propiedades calculadas en este trabajo muestran un buen acuerdo con la mayoría de los resultados reportados anteriormente. Finalmente, usando la aproximación del "fonón congelado", calculamos el modo A1 (TO) para todos los sistemas estudiados. Nuestros resultados muestran un buen acuerdo con los resultados experimentales reportados para los compuestos binarios. Para las aleaciones, nuestros cálculos reproducen tanto los resultados experimentales para AlxGa1-xN así como las predicciones teóricas de la aleación InxGa1-xN |
| Resumen en inglés | Using the density functional theory (DFT) with the generalized gradient approximation (GGA), we calculated the structural and electronic properties of wurtzite AlN, GaN, InN, and their related alloys, AlxGA1-xN and InxGa1-xN. We have performed accurate ab initio total energy calculations using the full–potential linearized augmented plane wave (FP–LAPW) method to investigate their structural and electronic properties. We found that in both alloys the fundamental parameters do not follow Vergard's law. The lattice parameters, a, c, and u, for the AlxGA1-xN alloy and InxGa1-xN alloysalloy are found to exhibit positive bowing parameters, while for AlxGA1-xN and InxGa1-xN there is a negative bowing for the a and c parameters and a positive bowing for the internal parameter, u. We calculated as well the nearest neighbor and next nearest neighbor distances, as a function of the concentration, and we obtained a good agreement with experimental results. Furthermore, we found that for both alloys, the band gap does not follows the Vegard law. As a by–product of our electronic band structure calculations, the effective masses of the binary compounds and their alloys were calculated. All the calculated properties show good agreement with most of the previously reported results. Finally, using the frozen phonon approach, the A1(TO) mode for the different systems studied in this work was calculated. Our calculations show good agreement with experimental values reported for the binary compounds. For the ternary alloys, our calculations reproduce experimental values for AlxGA1-xN and InxGa1-xN as well as theoretical predictions for AlxGA1-xN and InxGa1-xN |
| Disciplinas: | Física y astronomía |
| Palabras clave: | Física, Física de materia condensada, Cálculos ab initio, Aleaciones de nitruros |
| Keyword: | Physics and astronomy, Condensed matter physics, Physics, Ab initio calculations, Nitride semiconductor alloys |
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