氮化镓热力学性质及其相变问题的第一性原理研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dddddddddddddzzzz
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
III-V族化合物氮化镓(GaN)是一种具有直接能隙的半导体材料。它具有宽的带隙,高的热导率,强的抗辐照能力,而且化学稳定性好。氮化镓材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点,在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。氮化镓是极其稳定的化合物,又是坚硬的高熔点材料,熔点约为2500K。在大气压下,氮化镓材料一般为纤锌矿结构,这种结构原子排列较为松散。但是随着温度和压强的增大,氮化镓材料趋于从较为松散的纤锌矿结构变为原子排列更加紧密的岩盐结构。虽然组成两种结构的原子是一样的,但是纤锌矿结构和岩盐结构的原子排列情况显然不同,这就造成两种结构在各方面性质肯定存在较大的差异。实验上通过X射线衍射等方法已经观察到两种不同的结构,测得它们各自的结构参数并且测出两种结构之间的相变压强。同时理论上也对上述观测结果进行了模拟验证。但是目前实验上和理论上一个明显的问题是:两者都只给出了两种结构之间的相变压强,却没有考虑到相变压强随温度究竟是怎样变化的这一关键问题。因此,要想弄清楚这一关键问题以及测得两种结构的热力学性质,就必须将零温情况拓展到有限温度的情况,而这就需要将温度效应考虑进去。考虑温度对相变压强的影响,其实就是将声子热振动的贡献考虑进来,这就需要在晶格动力学的基础上计算声子谱。本文首先运用第一性原理计算了氮化镓材料纤锌矿结构和岩盐结构各自的结构参数,并且给出了两种结构之间的相变压强。然后通过声子谱的计算,将温度效应引入,我们可以得到纤锌矿结构和岩盐结构各自的热膨胀系数、体变模量、等压及等容比热容等一系列热力学性质。最重要的是,我们给出了氮化镓纤锌矿结构和岩盐结构之间的相变压强随温度变化的趋势。并且发现当温度高于1600K时,相变压强随温度变化明显;当温度低于1600K时,相变压强随温度变化较缓慢。我们称1600K为标志相变压强随温度变化快慢的一个临界温度。并且通过我们的工作,证实了氮化镓材料纤锌矿结构在常温常压下稳定存在,而岩盐结构只在较高温度和压强的情况下才更加稳定。
其他文献
和平解放以来,西藏农牧区女童教育虽有较大发展,但仍存在一些不容忽视的问题,主要体现在"三低一高"(即:入学率低、巩固率低、在校学生中所占比例低,辍学率高)现象还比较突出,
颈椎病是目前骨科发病率偏高的疾病之一,属中医痹症范畴。笔者采用温针灸配合体针治疗风寒湿型颈椎病50例,取得了较好疗效,现总结报道如下。
矿井火灾、爆炸、突出等事故灾害的发生具有突然性和较大的波及范围,由于井下空间狭小、环境相对封闭,因而给事故发生时人员的逃生自救带来很大的困难,这也是煤矿事故灾害容
<正> 综框是织机开口运动的主要部件之一,它的作用是使经纱上下叉开,以形成一定高度的梭口,使梭子穿行,纳入纬纱。综框的主要技术要求归纳为: 1.要有较好的抗弯性,使得它在织
晚唐作家裴幸刑的文言小说集《传奇》是一部在中国小说史上有着重要影响的著作,长期以来一直被治小说史者所重视,因为它成了唐代小说的文体共名。其实,这部小说的作者裴硎是一个
在国家林业和草原局、中国林业产业联合会的领导和组织下,青牛软件凭借在金融行业的多年积累,愿尽自身绵薄之力,为推动和建立专项森标投资基金做出自己的努力。2014年,国家森
藏族作家阿来、达真等以文学想象的方式追忆藏区土司时代,不同作家文本相互印证补充,以民族志方式表现那段历史的政治经济和文化伦理。笔者从文化人类学角度梳理土司制度与区
目的研究长期存在的动静脉内瘘(AVF)对非糖尿病肾病血液透析患者血液动力学以及心脏结构和功能的影响。方法选择18~60岁长期使用AVF作为血管通路的非糖尿病肾病慢性肾衰竭规律血
以往患者服药时,进入体内的药物是不会自动寻找“目标”的,它们只能随着血液无目的地流向全身各个部位。这样,常会引起一些不良的副作用。因为有些部位并不需要药物。这种投
目的探讨颈百劳穴注射配合针刺治疗风寒湿型颈椎病的临床疗效。方法选取2015年6月~2017年10月我院风寒湿型颈椎病患者74例,依照治疗方案不同分为观察组和对照组,各37例。对照