온도 및 조성비 변화에 따른 질화물계 화합물 반도체 GaAs₁-xNx 의 에너지 밴드갭과 광학상수 계산

The Calculation of the Energy Band Gaps and Optical constants of Zincblende GaAs₁-xNx on Temperature and Composition

본 연구에서는 무질서 효과가 고려된, 새로이 가정한 가상 결정 근사법을 갖는 empirical pseudopotential method를 사용하여 온도와 조성비 변화에 따른 3원계 질화물계 화합물 반도체 GaAs₁-xNx 의 휨 매개변수 및 에너지 밴드갭을 계산하였다. 300K의 조성비 구간(0≤x≤0.05)에서 에너지 밴드갭들이 급격히 감소하며, 해당하는 계산된 휨 매개변수가 15eV임을 알 수 있었다. 에너지 밴드갭 계산 결과로부터 굴절률 n과 고주파 유전상수 ε 등의 광학상수를 계산하였고, 에너지 밴드갭 계산 결과는 실험치를 대체로 잘 설명하였다.

The energy band gaps and the bowing parameters of zincblende GaAs₁-xNx on the variation of temperature and composition are determined by using an empirical pseudo-potential method with another virtual crystal approximation, which includes the disorder effect. The bowing parameter is calculated as 15eV and the energy band gaps are decreasing rapidly in GaAs₁-xNx (0≤x≤0.05, 300K). A refractive index n and a function of high-frequency dielectric constant ε are calculated by the results of energy band gaps and the calculation results of energy band gaps are consistent with experimental values.