AlN_(1-x)P_x合金电子结构及光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论第一性原理的平面波超软赝势,采用广义梯度近似及Heyd-Scuseria-Ernzerhof 03(HSE03)方法对能带及态密度进行修正,研究了AlN_(1-x)P_x(x=0,0.25,0.50,0.75,1)合金的晶体结构、电子结构和光学性质。结果表明,随P含量的增加,AlN_(1-x)P_x晶格常数呈线性递增趋势,AlN_(1-x)P_x(x=0,0.25,0.75,1)属于立方晶系,而AlN0.50P0.50属于四方晶系。AlN_(1-x)P_x带隙随P含量的增加呈先减后增趋势,AlN和AlP是间接带隙半导体,而AlN_(1-x)P_x(x=0.25,0.50,0.75)属于直接带隙半导体。P的存在破坏了AlN原本的本征值和简并态,改变了电子能带结构。随P含量的增加,AlN_(1-x)P_x的光学性质曲线向低能区移动,介电函数虚部的次强峰逐渐消失。AlN_(1-x)P_x合金对紫外光具有较强吸收,P的存在拓宽了可见光吸收范围。