纤锌矿结构ZnO、AlN、GaN自发极化及压电系数的第一性原理计算

摘要

以现代极化理论为基础,通过构建一种结构简单、直观的计算模型,分别采用Berry phase和最大局域化Wannier函数方法并结合第一性原理,计算了纤锌矿结构的ZnO、AlN及GaN半导体的自发极化及压电系数,研究了自发极化与晶体结构之间的关系.计算结果与已有报道结果吻合较好.结果表明:AlN的自发极化及压电系数在三种半导体中最大,其自发极化超过另外两种半导体的两倍.发现最大局域化Wannier函数方法与Berry phase方法相比,由于产生了Wannier中心,因此在分析自发极化、电子结构及原子成键上具有独特的优势,能给出更清晰的物理图像.