基于密度泛函理论的二元 III-V 半导体系统性应变诱导带隙调控
材料科学
2023-06-28 v1
摘要
调控 III-V 半导体带隙的性质与大小对于光电子应用具有强烈吸引力。应变可用于在较宽数值范围内系统性调控带隙，并诱导间接到直接（IDT）、直接到间接（DIT）及带隙性质的其他变化。本文建立一种基于密度泛函理论的预测性第一性原理方法，分析单轴、双轴和各向同性应变对带隙的影响。我们表明系统性变化是可能的。对于 GaAs，在 1.52% 各向同性压缩应变和 3.52% 拉伸应变下观察到 DIT，而对于 GaP，在 2.63% 各向同性拉伸应变下发现 IDT。我们进一步提出一种通过结合双轴应变与单轴应变实现直接-间接转变的策略。还确定了应变 GaSb、InP、InAs 和 InSb 的进一步转变点，并与元素半导体硅进行比较。因此，我们的分析为二元 III-V 半导体中应变诱导带隙调控提供了系统性且可预测的方法。
引用
@article{arxiv.2208.10596,
title = {Systematic strain-induced bandgap tuning in binary III-V semiconductors from density functional theory},
author = {Badal Mondal and Ralf Tonner-Zech},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.10596},
year = {2023}
}