Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 45: II-VI Halbleiter II

HL 45.6: Vortrag

Freitag, 30. März 2001, 12:45–13:00, S17

3d-Elektronen ohne Selbstwechselwirkung: exakte Austauschrechnungen für GaN, ZnO und ZnS — •M. Städele¹ und H. Tsuchiya² — ¹Infineon Technologies AG, Corporate Research ND, D-81730 München — ²Department of Electrical and Electronics Engineering, Kobe University, Rokko-dai, Nada, Kobe 657-8501, Japan

Wir untersuchen elektronische und strukturelle Eigenschaften von Halbleitern mit lokalisierten 3d-Valenzelektronen (GaN, ZnO und ZnS) mit Hilfe von Dichtefunktionaltheorie mit exaktem Austausch (EXX) [1]. Der EXX-Formalismus vermeidet unphysikalische Selbstwechselwirkungsbeiträge, die in den Standardmethoden wie etwa der lokalen Dichtenäherung (LDA) auftreten. Wir verwenden einen Ebene-Wellen-Basissatz und konsistente EXX-Pseudopotentiale; die 3d-Elektronen werden explizit als Valenzzustände behandelt. Wir finden, dass die EXX-Methode in den betrachteten Systemen im Vergleich zur LDA die 3d-Energien absenkt (um etwa 1 eV), bei gleichzeitiger Erhöhung der Bandlücken (um 1.5 - 2 eV), und damit die Übereinstimmung mit dem Experiment verbessert. EXX-Gitterkonstanten liegen nur leicht (etwa 2 %) über den experimentellen Daten. Ferner vergleichen wir mit Rechnungen, die die 3d-Elektronen als Rumpfzustände behandeln.

[1] M. Städele, M. Moukara, J. Majewski, P. Vogl, and A. Görling, Phys. Rev. B 59, 10031 (1999), und darin enthaltene Referenzen.