点缺陷对Al0.5Ga0.5N纳米片的电子性质和光学性质影响:第一性原理研究

摘要：为了研究点缺陷对Al0.5Ga0.5N纳米片电子结构和光学性质的影响,建立了Al、Ga、N空位和N取代Al、N取代Ga的经典点缺陷结构。基于密度泛函理论的第一性原理超软赝势的方法和GGA-PBE交换互联函数计算了能带、态密度、复介电函数、复折射率、吸收谱和能量损失谱等信息。结果表明,空位缺陷和替代缺陷会导致带隙变窄,其中Al空位和Ga空位均使费米能级进入价带,N空位使纳米片显n型性质;替代缺陷会使纳米片显示半金属性质。在光学性质上,缺陷导致纳米片复介电函数虚部低能区出现峰值,说明有电子跃迁的出现。同时空位缺陷导致吸收光谱在低能区有扩展,可见光范围也包含在内。