第Ⅲ族元素磷化物热力学性质理论研究

摘要

第Ⅲ族元素磷化物是重要的半导体材料,其在有限温度下热力学性质是该类材料设计和应用的基础。在密度泛函理论以及声子模型的基础上,系统研究了第Ⅲ族元素磷化物BP、AlP、GaP和InP的结构性质及其在0~1000 K温度范围内的热膨胀系数和热力学函数。计算结果表明,四种磷化物的晶胞参数计算值与已有的实验值符合得很好。通过非简谐近似计算,发现这四种磷化物的焓、熵、热膨胀系数这些热力学性质会随着温度的升高基本呈现单调递增变化,其热容则在增加到一定程度后趋于Dulong-Petit极限。此外,还将热力学函数计算值与可提供的实验值进行了比较,发现两者一致性较好。