Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 42: Elektronentheorie

HL 42.3: Vortrag

Freitag, 31. März 2000, 11:00–11:15, H14

Ab-initio Modellierung von tiefen Lumineszenzen in β-GaN — •Uwe Gerstmann und Harald Overhof — Fachbereich Physik, Universität Paderborn, Warburger Str. 100, 33098 Paderborn

Eine Größe zur Einschätzung der Qualität von optoelektronischen Bauelementen ist das Verhältnis aus bandkantennahen Lumineszenzen zu solchen, die durch tiefe Defekte hervorgerufen werden. Während es zur gelben bzw. roten Lumineszenz in GaN eine Vielzahl von Arbeiten gibt, stand bisher im Falle der Lumineszenzen durch 3d- Übergangsmetallstörstellen eine umfassende theoretische Behandlung noch aus.

Wir haben den Einflußvon Gitterrelaxation und Gradientenkorrekturen zur lokalen Spindichtenäherung (LSDA) auf die Ga-Vakanz, sowie verschiedene Defekt-Komplexe in kubischem GaN untersucht. Besondere Beachtung wurde dabei der Spinpolarisation geschenkt, die es erlaubt, die Hyperfeinfelder von Defekten zu bestimmen. Die Ab-initio Berechnung erfolgte dabei mit der Linear-Muffin-Tin Orbital Methode (LMTO), wobei die Störung der elektronischen und geometrischen Struktur über eine Greenfunktionentechnik behandelt wurde.

Es zeigt sich, daß der Einfluß der Spinpolarisation auf die Vac_Ga Umladungsniveaus bis zu einer Größenordnung höher ist als der der Gitterrelaxation (trotz Relaxation der N-Nachbarn um 10%). Zudem erweist sich die Dichtefunktionaltheorie als geeignet, auch angeregte Zustände zu beschreiben, falls diese eindeutig als Grundzustände eines durch die Konfiguration oder den Gesamtspin ausgezeichneten Unterraumes dargestellt werden können. So kann die Emission bei 0.82 eV mit einem Vanadium Stickstoff-Vakanz Komplex identifiziert werden.