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우르츠광 ZnO의 전자구조-비 국부 유사퍼텐셜 계산과 순이론적 계산

전문가 제언: ○ 산화아연은 다양한 전자소자, 광전자소자, 스핀전자공학소자 및 나노소자에서 유망한 응용성을 가진 폭넓은 띠 간격을 가진 반도체이다. ZnO는 수십 년 동안 연구되었지만 최근 몇 년간에 p-도프된 층들의 신뢰성 있는 제작을 방해하는 어려운 문제에도 불구하고, 그것은 재생된 연구 관심의 주제가 되었다.

○ 우르츠광 ZnO의 전자구조는 비 국부 실험적 유사퍼텐셜 방법(NL- EPM)에 기초하여 계산되었다. 원자 유효퍼텐셜의 국부성분과 비 국부 성분은 순차적으로 최적화되었고 우수한 정량적 일치는 이용 가능한 실험적 결과와 순 이론적 결과로 뿐만 아니라 ABINIT 프로젝트로 개발된 코드로 수행한 새로운 계산으로 선택된 광범위한 띠 특징들로 성취되었다.

○ Ⅲ-질소화물 들과는 전혀 다르게, 양질인 큰 치수의 ZnO 단결정 기질들을 얻을 수 있고 더욱 단순한 결정성장과 가공기술은 더욱 낮은 제조원가에 귀결될 수 있게 하며, 뛰어난 방사-곤란 특성은 이온화방사의 존재에서 작동하는 소자들에 이상적이며, ZnO의 가장관심을 끄는 특성인 60meV의 큰 들뜸 결합에너지는 근-띠-끝 엑시톤 발광에 기초한 고효율광원의 가능성을 나타냈다.

○ 이 연구에서는 비 국부 실험적 유사퍼텐셜 방법(NL-EPM)에 기초한 우르츠광 ZnO의 새로운 띠구조계산을 수행했다. 그 제안된 띠구조는 실험들과 일찍이 밀도범함수 이론(DFT) 계산들로부터 유도된 전체의 첫 째 Brillouin 영역에서 원자가 띠와 전도띠의 필수적인 항목들에 근접하게 맞추어졌다.

○ 비 국부 유사퍼텐셜방법계산과 순이론적 계산에 의한 우르츠광 ZnO의 전자구조연구는 강한 최적화 알고리즘과 짝지은 NL-EPM의 최첨단기술의 성취였다. 반도체물질의 띠구조에 접근하도록 ABINIT 프로젝트로 제공된 DFT-LDA와 DFT-GGT 코드들로 계산은 3원소 합금들의 전자구조, 특수고용체들의 띠구조, (Cd)(Mg) ZnO(S) 물질계의 나노구조 등의 반도체분야의 획기적인 신기술로서 각광을 받으며 활용될 것이다.

저자: Goano, M; Bertazzi, F; Penna, M; Bellotti, E; AF Goano, Michele; Bertazzi, Francesco; Penna, Michele; Bellotti, Enrico
자료유형: 학술정보