Yb 取代的 III-V 族氮化物合金中的机电耦合
材料科学
2022-06-07 v3 应用物理
摘要
III 族氮化物合金目前因与岩盐型氮化物（如 YbN 或 ScN）合金化后机电耦合的巨幅增强而用于各种微波通信应用。本文通过理论计算与实验研究了 Yb 取代在纤锌矿结构 III-V 族氮化物中引起的机电耦合增强。取代引起的力学软化和局域应变可增强机电耦合。Yb 取代引起的力学软化对母体 AlN 或 GaN 的依赖较小，这由 c 轴方向上 Yb-Yb 对相互作用所致；而基于 GaN 与基于 AlN 的合金之间机电耦合的差异主要源于 Yb 取代对其压电响应的增强效应。相对于母体氮化物，压电响应的最大变化出现在基于 GaN 的合金中，这主要被视为母体 GaN 压电常数较小的结果。我们的计算还揭示，离子尺寸与宿主阳离子越接近的取代元素越易取代进入宿主氮化物，并产生更大的内应变，部分贡献于压电响应的增强。这可作为在寻求机电耦合大幅提升时识别合金组分的简单准则。
引用
@article{arxiv.2202.10500,
title = {Electromechanical coupling in Yb-substituted III-V nitride alloys},
author = {Junjun Jia and Naoya Iwata and Masashi Suzuki and Takahiko Yanagitani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.10500},
year = {2022}
}