Date Log
TÍNH TOÁN CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN TỬ CỦA CHẤT ĐA HÌNH BORON NITRIC DỰA TRÊN LÝ THUYẾT PHIẾM HÀM MẬT ĐỘ
Corresponding Author(s) : Nguyễn Quý Tuấn
Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn và Giáo dục,
T. 6 S. 2 (2016): TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, dựa trên lý thuyết phiếm hàm mật độ, chúng tôi khảo sát các tính chất điện tử của chất đa hình Boron Nitric(BN), bao gồm các tinh thể dạng graphit (h-BN), dạng wurtzite (w-BN), và dạng zincblende (c-BN). Cấu trúc vùng năng lượng, khe năng lượng, mật độ trạng thái toàn phần của h-BN, w-BN và c-BN đã được nghiên cứu và tính toán. Để đạt được mục đích nghiên cứu, chúng tôi sử dụng các phép tính xấp xỉ mật độ địa phương (LDA) và xấp xỉ biến đổi liên tục tổng quát (GGA), những phép tính này được hỗ trợ trong phần mềm mô phỏng tính chất vật liệu Material Studio. Kết quả tính toán cho thấy các chất h-BN, w-BN và c-BN có khe năng lượng gián tiếp và có độ rộng lần lượt là ~4,4 eV, ~5,4 eV, và ~4,8 eV. Các kết quả này phù hợp với các báo cáo lý thuyết trước đây. Tuy nhiên, độ rộng khe năng lượng thu được có giá trị nhỏ hơn giá trị thực nghiệm. Nguyên nhân của hiện tượng này là do sự hạn chế của các phép tính gần đúng LDA và GGA.
Từ khóa
Tải về trích dẫn
Endnote/Zotero/Mendeley (RIS)BibTeX
-
[1] S. Adachi, Properties of group-IV, III-V and II-VI semiconductors, (Wiley, England, 2005).
[2] H. Wang, T. Taychatanapat, A. Hsu, K. Watanabe, T. Taniguchi, P. Jarillo-Herrero, and T. Palacios, “BN/graphene/BN transistors for RF applications,” IEEE Electron Device Lett. 32, 1209 (2011).
[3] E. K. Sichel, R. E. Miller, M. S. Abrahams, and C. J. Buiocchi, “Heat capacity and thermal conductivity of hexagonal pyrolytic Boron Nitride,” Phys. Rev. B 13, 4607 (1976).
[4] R. Wills, “Wurtzitic Boron Nitride - a review,” International Journal of High Technology Ceramics 1, 139 (1985).
[5] S. N. Mohammad, “Electrical characteristics of thin film cubic Boron Nitride,” Solid-State Electron. 46, 203 (2002).
[6] O. Madelung, Data in Science and Technology - Semiconductors Group IV Elements and III-V Compound, (Springer-Verlag, 1991).
[7] M. Karim, D. Cameron, and M. Hashmi, “Characterization of mixed-phase BN thin films deposited by plasma CVD,”Surf. Coat. Technol. 60, 502 (1993).
[8] A. Bath, P. J. van der Put, J. Schoonman, and B. Lepley, “Study of Boron Nitride gate insulators grown by low temperature plasma enhanced chemical vapor deposition on InP,”Appl. Surf. Sci. 39, 135 (1989).
[9] A. Koukab, A. Bath, and O. Baehr, “Simple method for accurate determination of the mean interface state density of MIS (Metal/BN/InP)structures,” Microelectron. Eng. 49, 211 (1999).
[10] J.-C. Gerbedoen, A. Soltani, M. Mattalah, M. Moreau, P. Thevenin,and J.-C. D. Jaeger, “AlGaN/GaGMISHEMT with h-BN as gate dielectric,” Diamond Relat. Mater. 18, 1039 (2009).
[11] T. Q. Nguyen, H.-A. Shih, M. Kudo, and T. Suzuki, “Fabricationand characterization of BN/AlGaN/GaN metal-insulator-semiconductor heterojunction field-effect transistors with sputtering-deposited BN gate dielectric,” Phys. Status Solidi C 10, 1401 (2013).
[12] Y.-N. Xu and W. Y. Ching, “Calculation of ground-state and optical propertiesof Boron Nitrides in the hexagonal, cubic, and wurtzite structures,” Phys. Rev. B44, 7787 (1991).
[13] N. E. Christensen and I. Gorczyca, “Optical and structural propertiesof III-V nitrides under pressure,” Phys. Rev. B 50, 4397 (1994).
[14] J. Furthm¨uller, J. Hafner, and G. Kresse, “Ab initio calculation ofthe structural and electronic properties of Carbon and Boron Nitride using ultrasoft pseudopotentials,” Phys. Rev. B 50, 15606 (1994).
[15] G. Kern, G. Kresse, and J. Hafner, “Ab initio calculation of the lattice dynamics and phase diagram of Boron Nitride,” Phys. Rev. B 59, 8551 (1999).
[16] R. Ahmed, F. e Aleem, S. J. Hashemifar, and H. Akbarzadeh, “Firstprinciples study of structural and electronic properties of different phasesof Boron Nitride,” Physica B 400, 297 (2007).
[17] C. E. Dreyer, J. L. Lyons, A. Janotti, and C. G. V. de Walle, “Band alignmentsand polarization properties of BN polymorphs,” Appl. Phys. Express 7, 031001 (2014).
[18] http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/Semicond/BN/ index.html, (10-08-2014).
[19] S.-P. Gao, “Cubic, wurtzite, and 4h-BN band structures calculated using GW methods and maximally localized wannier functions interpolation,” Comput. Mater. Sci. 61, 266 (2012).
[20] D. A. Evans, A. G. McGlynn, B. M. Towlson, M. Gunn, D. Jones, T. E.Jenkins, R. Winter, and N. R. J. Poolton, “Determination of the opticalband-gap energy of cubic and hexagonal Boron Nitride using luminescence excitation spectroscopy,” J. Phys. Condens. Matter 20, 075233 (2008).