Электронная энергетическая структура соединений AIIIBV, AIVBIV и твёрдых растворов на их основе

• Автор: Жданова, Татьяна Павловна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ, ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ СОЕДИНЕНИЙ АШВУ и А1'/В,у, А ТАКЖЕ ИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ.
1.1.Общая характеристика соединений типа АШВУ и А1УВ1У и их кристаллическая структура.
1.2. Химические и электронные свойства соединений АШВУ и А1УВ|У.
1.3. Экспериментальные и теоретические исследования ЭЭС соединений АШВУ и А1 В!У в различных модификациях.
1.4.Теоретические и экспериментальные данные возникновения твердых растворов на основе нитрида бора и карбида кремния.
1.5. Выводы по главе. Постановка задачи.
ГЛАВ А.2.МЕТО ДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОННОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ БИНАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТИПА ВЮРЦИТ И ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ.
2.1. Применение метода полного многократного рассеяния в приближении локального когерентного потенциала для расчета ЭЭС соединений типа вюртцит.
2.2. Формирование кластера, распределение атомов по координационным сферам и вычисление констант Маделунга.
2.3. Построение кристаллического потенциала.
2.4. Вычисление фаз рассеяния
2.5.Вычисление локальных парциальных и полных плотностей электронных состояний.
2.6. Исследования метода на сходимость. Выводы по главе.
ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОННАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И РЕНТГЕНОВСКИЕ СПЕКТРЫ НИТРИДА БОРА И КАРБИДА КРЕМНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ МОДИФИКАЦИЯХ.
3.1.Электронная структура рассматриваемых кристаллографических модификаций нитрида бора и сравнение с экспериментальным рентгеновским фотоэлектронным спектром.
3.2. Электронная структура и рентгеновские спектры ЗС Б1С и 2Н БЮ.

3.3. ЭЭС и рентгеновские спектры широкозонных кристаллов А114, ВЫ
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОННАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И 63 РЕНТГЕНОВСКИЕ СПЕКТРЫ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ АШВУ иА,'/В1У.
4.1. Особенности расчета электронной структуры твердых растворов 63 замещения: В|.ХККХ1ВЫ].ХВХ и 81|_хСКх(х=04-0.75; 12=С, О, А1, Са).
4.2. ЭЭС и особенности химической связи твердых растворов на основе 65 соединений А3В5.
4.2.1 .Твердые растворы замещений В]_ХЫНХ и В1Ч1_ХКХ(К=С,0, х=0-И)
4.2.2.Структурные и электронные свойства широкозонных 76 полупроводников АПЧ, ВЫ и их твердых растворов ВхА1!.хН(х =0 -г1).
4.2.3. Электронная энергетическая структура и рентгеновские спектры 89 зг-ОаЫ-^ »-ВхОа,.хЫ-> »-ВЫ (0<х<1).
4.2.4. Электронная структура ряда с-ОаЫ —► с- ВхОа1_хЫ —> с-ВЫ (0<х<1)
4.2.5. ЭЭС и рентгеновские спектры широкозонных полупроводников 101 СаК А1Ы и А1Ы-СаЫ
4.2.6. Электронная структура и эволюция полосы запрещенных энергий в 109 твёрдых растворах А1хСа1.хЫ со структурой сфалерита
4.2.7.Рентгеновские спектры и ЭЭС азота в твёрдых растворах А1хСта1_хЫ
4.3. Расчет плотностей электронных состояний твердых растворов 118 замещения на основе карбида кремния.
4.3.1. Расчет плотностей электронных состояний твердых растворов 118 замещения: 81].хС11х(х=0-г0.75; 11= С, А1, Т1).
4.3.2.Электронная энергетическая структура широкозонных 126 полупроводниковых кристаллов А1 х |.ХС с малой концентрацией.
4.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Одной из фундаментальных задач физики является описание сред с различного рода нарушениями регулярности. Так, наличие в кристаллической решетке дефектов типа случайного замещения, далее при достаточно малом проценте замещения, затрудняет последовательную постановку задачи расчета электронной структуры в рамках подходов, базирующихся на точной трансляционной симметрии. С другой стороны, по понятным причинам, привлечение чисто феноменологических теорий, равно как и создание “правдоподобных” компьютерных моделей, вряд ли следует считать приемлемым выходом из положения. Компромиссом здесь является нахождение оптимального сочетания первопринципных соображений с модельными допущениями, основанными на опытных данных. Именно такая попытка и делается в настоящей работе. Примененный здесь метод позволяет рассчитывать электронную структуру твердых растворов с произвольным числом замещения, а степень детализации описания - достаточна для уверенного различения разных структурных модификаций одного и того же состава по расчетным электронным распределениям.
Изучаемые в работе бинарные соединения (AIN, GaN, BN, SiC, алмаз и др.) и их твёрдые растворы, с одной стороны, являются наиболее перспективными широкозонными полупроводниками, а с другой - относятся к особо термостойким высокотемпературным соединениям^-4].
Полупроводниковые материалы на их основе представляют в настоящее время большой практический интерес для ряда новых отраслей техники, космической и атомной промышленности, тонких химических технологий и т.д. В частности, такие материалы находят широкое применение при создании высокоэффективных оптических накопителей информации, дисплеев, лазеров для полевых условий, экологических детекторов и пр. Действующие в твёрдых растворах возмущающие факторы, как-то: рассогласование решеток между слоями, деформация слоев в сверхрешётках вследствие спонтанной поляризации и т.п., - могут оказывать существенное влияние на электротехнические характеристики и электронную структуру

0.0 10.0 20.0 Е, эВ
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 Е, еУ
Рис. 3.3. Локальные парциальные плотности 2р-состояний бора (результаты наших расчетов), и экспериментальная рентгеновская К-полоса испускания и поглощения бора [42] для сфалеритоподобного (а) и вюртцитоподобиого (Ь) В14.