为了掌握Ⅲ族氮化物微观结构对热力学性能的影响规律,进而为超高功率器件的设计提供数据支持,本文借助第一性原理计算软件CASTEP,对半导体Alx Ga1-x N不同合金结构及其热性能进行了系统研究.结构优化和数据分析后发现,Alx Ga1-x N的晶格常数、平均键长和晶格热容值随Al组分值x(原子数分数)增大而线性减小.热力学性质计算结果表明,在GaN中引入Al组分会在频率带隙中引入杂质模,随着Al组分浓度的增加杂质模变宽并进入低频段,在低频段顶部频率随Al组分增大而线性升高,在12.5％以上低频段顶部频率均大于(1/2)A1(LO).温度从300 K到700 K变化时,合金热容随温度变化关系结果证明,在确定温度时,Alx Ga1-x N合金热容随Al组分增大而线性减小.本文的研究为以Alx Ga1-x N为代表的Ⅲ族氮化物半导体高功率器件设计提供了一定的设计参考.
Ⅲ族氮化物 高功率器件 色散关系 热力学性质 第一性原理 密度泛函理论 AlxGa1-xN