含钪 III 族氮化物的可调光电与铁电性质

使用密度泛函理论与特殊准随机结构研究了含钪 III 族氮化物合金，发现其保留了较宽的带隙，且在 $x = 0.125$（$\text{Sc}_x\text{Al}_{1-x}\text{N}$）和 $x = 0.375$（$\text{Sc}_x\text{Ga}_{1-x}\text{N}$）之前保持直接带隙。外延应变稳定化阻止了高达 $x = 0.3$（GaN 上的 $\text{Sc}_x\text{Al}_{1-x}\text{N}$）和 $x = 0.24$（GaN 上的 $\text{Sc}_x\text{Ga}_{1-x}\text{N}$）的调幅分解，应变弛豫的临界厚度从 3 nm 到近无穷大不等。Sc 含量的增加引入了相对于 AlN 和 GaN 的面内压应力，并导致成分和应力可调的带隙与极化，最终在 $x = 0.625$ 的 $\text{Sc}_x\text{Ga}_{1-x}\text{N}$ 中引入铁电功能。