人工晶体学报

作者：单恒升, 刘胜威, 李小亚, 梅云俭, 徐超明, 马淑芳, 许并社

单位：1.陕西科技大学材料原子·分子科学研究所,西安 710021;；2.西安电子科技大学,宽禁带半导体材料教育部重点实验室,西安 710071;；3.西北大学信息科学与技术学院,西安 710127;；4.太原理工大学,新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024

关键词：正交GaN,In掺杂,形成能,电子结构,弹性和弹性各向异性,第一性原理,密度泛函理论,储氢材料,

基金：西安电子科技大学宽禁带半导体材料教育部重点实验室开放基金,710071(kdxkf2020-02);中国博士后科学基金(2019M663950XB);国家自然科学基金(21972103,61904120,61604104,51672185);陕西省自然科学基础研究计划(2021JM-384);陕西科技大学科研启动基金(2018BJ-36);山西浙大新材料与化工研究院研发项目(2021SX-AT001,2021SX-AT2002)

铟(In)原子替位位置对开发新型正交GaN的储氢材料具有重要意义。当前关于In原子替位位置对正交GaN材料的影响研究相对薄弱。本文基于第一性原理研究了不同In原子替位位置下InGaN材料的形成能、电子结构、弹性特性和力学稳定性。结果表明,通常情况下间隔三个原子的In原子替位位置的形成能最小且该体系最易形成。在相同的掺杂情况下,该结构的InGaN材料也具有较大的带隙宽度以及较小的弹性模量、体积模量、剪切模量与弹性模量,这意味着其抗压能力、抗剪切应力的能力较弱,韧性以及硬度较低。此外,声子谱计算结果表明,间隔三个原子的InGaN材料在环境压力下也具有良好的力学稳定性。本研究为正交GaN的新型储氢超材料的研究提供了理论依据。

来源：2023年第1期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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