GaN(1010)表面结构的第一性原理计算

摘要

用全势缀加平面波加局域轨道(APW+lo)的方法计算了六方GaN及其非极性(1010)表面的原子及电子结构.计算出的六方GaN晶体结构参数:晶格常数和体积弹性模量与实验值符合得很好.用平板超原胞模型来计算GaN(1010)表面的原子与电子结构,结果表明表面顶层原子发生键长收缩并扭转的弛豫特性.表面阳离子向体内移动,趋向于sp2平面构形;而表面阴离子向体外移动,趋向于锥形的p3构形.弛豫后,表面实现由半金属性向半导体性的转变.并且,表面电荷发生大的转移,参与表面键的重新杂化,使得表面原子的离子性减弱共价性增强,认为这就是表面原子键收缩并旋转的原因.