InAs和GaAs纤锌矿结构的全电子研究：结构与电子性质

首次在密度泛函理论（DFT）框架内研究了InAs和GaAs化合物纤锌矿相的结构和电子性质。我们使用了全势线性化缀加平面波（LAPW）方法和局域密度近似（LDA）来处理交换关联，并将结果与相应的赝势计算结果进行了比较。通过对InAs纤锌矿多晶型物的结构优化，我们发现c/a比值略大于理想值，而内参数u/c的值略小于理想值。在全电子方法中，与闪锌矿相相比，纤锌矿多晶型物具有更小的每InAs对平衡体积和更高的结合能，而在赝势处理中情况则相反。然而，能量差小于标准密度泛函代码的精度（~30 meV），因此无法对两相的相对稳定性做出理论预测。为了研究使用LDA计算作为多体激发性质计算起点的可能性，我们还给出了这些材料的能带结构。能带在有和没有相对论效应的情况下计算。在InAs中，我们发现两种多晶型物的能隙在非相对论计算中得到时为正值，否则为负值。对于这两种半导体，我们确定了闪锌矿相和纤锌矿相的自旋轨道分裂，以及新纤锌矿多晶型物的晶体场分裂。