AlxGa1-xSb三元混晶电子结构和光学性质的第一性原理研究

摘要

为更加深入地了解混晶效应对半导体材料性质的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,研究了闪锌矿结构三元混晶Alx Ga1-x Sb(0≤x≤1)的电子结构和光学性质.通过对不同Al组分三元混晶Alx Ga1-x Sb的总能量与形成能的计算比较,获得了稳定结构Alx Ga1-x Sb的晶格常数,同时计算了Alx Ga1-x Sb在不同Al组分的电子结构,讨论了带隙、能带结构和态密度等随Al组分的变化规律.计算结果表明:混晶的带隙随Al组分的增加而增大;能带结构由下、中、上价带和导带4个部分构成,给出了晶格常数、带隙随Al组分变化的拟合公式;计算了Alx Ga1-x Sb材料的复介电函数、高频/静态介电常数和吸收光谱随Al组分的变化情况,发现高频与静态介电常数随Al组分增加而降低,吸收光谱发生蓝移,与实验观测值和其他的理论结果相符.