خواص الکترونی، فونونی و مکانیکی GaN

Abstract

در این مقاله خواص الکترونی، فونونی و مکانیکی بلور GaN در حالت انبوهه، برای دو فاز مکعبی بلندروی و شش گوشی ورتسایت با استفاده از نظریه‌ی تابعی چگالی، تقریب شیب تعمیم یافته و استفاده از شبه‌پتانسیل مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی خواص الکترونی نشان داد که این بلور در فازهای بلندروی و ورتسایت نیم‌رسانا، با گاف انرژی 2 و 2/2 الکترون-ولت است. با منطبق نمودن نمودار انرژی بر حسب پارامترهای شبکه بهینه شده با معادله‌ی حالت مورناگون، مدول حجمی محاسبه شد. نمودار پراکندگی فونونی برای هر دو فاز در راستای بیشترین تقارن رسم شد. مقادیر ثابت‌های کشسانی با توجه به شیب شاخه‌های آکوستیکی در راستاهای مورد نظر در نمودار پراکندگی فونونی برای فاز بلندروی 272= ، 122= و 127= گیگا پاسکال و برای فاز ورتسایت 301= ،380= ،85= ، 88= ،125= و 153= گیگا پاسکال به دست آمد. نتایج به دست آمده از محاسبات تطابق خوبی با نتایج دیگران داشت. همچنین مدول یانگ در حالت‌های کششی و تراکمی برای فاز ورتسایت و مدول یانگ برای فاز بلندروی محاسبه شد. مقایسه مقاومت این بلور در راستای z، مقاومت بیشتر فاز ورتسایت را نشان داد.