Діелектричні константи та поперечні ефективні заряди у п'ятикомпонентному сплаві GaxIn1-xNySbzAs1-y-z з ґраткою, узгодженою з InAs, GaSb ТА GaAs

  • Х. Зеррухі Лабораторія прикладних матеріалів, Дослідницький центр, Університет Сіді Бель Аббес, Алжир
  • Х. Абід Лабораторія прикладних матеріалів, Дослідницький центр, Університет Сіді Бель Аббес, Алжир https://orcid.org/0000-0001-9647-7425
  • Х. Баазіз Кафедра фізики, Факультет природничих наук, Університет Мсила, Мсила, Алжир; Лабораторія фізики та хімії матеріалів, Університет Мсила, Алжир https://orcid.org/0000-0003-4860-2740
  • Т. Геллаб Кафедра фізики, Факультет природничих наук, Університет Мсила, Мсила, Алжир; Лабораторія фізики та хімії матеріалів, Університет Мсила, Алжир https://orcid.org/0009-0001-6823-4335
  • З. Шаріфі Кафедра фізики, Факультет природничих наук, Університет Мсила, Мсила, Алжир; Лабораторія фізики та хімії матеріалів, Університет Мсила, Алжир https://orcid.org/0000-0003-3875-4716
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-53
Ключові слова: EPM, полярність, діелектричні константи, поперечний ефективний заряд, сплави з узгодженою ґраткою, пентанарій

Анотація

Це дослідження пропонує комплексний теоретичний аналіз діелектричних властивостей та поперечних ефективних зарядів п'ятикомпонентному сплаві GaxIn1-xNySbzAs1-y-z, зосереджуючись на композиціях, ґратки яких узгоджені з підкладками InAs, GaSb та GaAs. У дослідженні використовується метод локального емпіричного псевдопотенціалу (EPM) у поєднанні з наближенням віртуального кристала (VCA) та моделлю зв'язків-орбіталей Гаррісона для оцінки ключових параметрів, включаючи статичну та високочастотну діелектричну константу, іонність, полярність та поперечний ефективний заряд. Ці обчислювальні підходи були обрані завдяки їхній здатності точно описувати електронні взаємодії в складних системах сплавів, зберігаючи при цьому обчислювальну ефективність. Отримані результати демонструють значну узгодженість з експериментальними даними, доступними для складових бінарних сполук, що підтверджує надійність теоретичної бази. Крім того, дослідження виявляє систематичні тенденції в діелектричній поведінці як функції складу, надаючи розуміння ролі атомного заміщення в налаштуванні цих властивостей. Наскільки нам відомо, ця робота являє собою першу детальну теоретичну оцінку сплавів GaxIn1-xNySbzAs1-y-z у цьому контексті. Хоча експериментальна перевірка залишається необхідною, наші результати встановлюють цінний теоретичний орієнтир для майбутніх досліджень та потенційних застосувань в оптоелектронній та напівпровідниковій приладобудуванні, зокрема в розробці передових інфрачервоних детекторів та високочастотних електронних компонентів.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

G. Li, et al. J. Mater. Chem. C, 12, 12150 (2024). https://doi.org/10.1039/D4TC02615B

S. Nakamura, J. Vac. Sci. Technol. A, 13, 705 (1995). https://doi.org/10.1116/1.579811

I. Vurgaftman, J.R.M. Meyer, and J.R. Ram-Mohan, J. Appl. Phys. 89, 5815 (2001). http://dx.doi.org/10.1063/1.1368156

K. Iga, and S. Kinoshita, Process Technology for Semiconductor Lasers, (Springer, Berlin, 1996).

A.R. Kovsh, et al. Proc. of SPIE, 5349, (2004). https://doi.org/10.1117/12.531245

B. Merabet, A. Lachebi, and H. Abid, Turk. J. Phys, 35(1), 13 (2011). https://doi.org/10.3906/fiz-0907-21

H. Aourag, B. Bouhafs, and M. Certier, Phys. Stat. Sol (b), 201, 117(1997). https://doi.org/10.1002/1521-3951(199705)201:1%3C117::AID-PSSB117%3E3.0.CO;2-8

K. Kassali, and N. Bouarissa, Microelectron. Eng, 54, 277 (2000). https://doi.org/10.1016/S0167-9317(00)00409-3

H. Abid, N. Badi, M. Driz, N. Bouarissa, K. H. Benkabou, B. Khelifa, and H. Aourag, Microelectron. Eng B, 33 133 (1995).

C. Skierbiszewski, P. Perlin, P. Wisniewski, W. Knap, T. Suski, W. Walukiewicz, W. Shan, et al. J. Appl. Phys, 76, 2409 (2000). https://doi.org/10.1063/1.126360

H.P. Xin, K.L. Kavanagh, M. Kondow, and C.W. Tu, J. Cryst. Growth, 201/202, 419 (1999). https://doi.org/10.1016/S0022-0248(98)01366-9

N. Bouarissa, H. Baaziz, Z. Charifi, Phys. Status Solidi, B: Basic Res, 231 403 (2002). https://doi.org/10.1002/1521-3951(200206)231:2%3C403::AID-PSSB403%3E3.0.CO;2-6

L. Vegard, Z. Phys. 5, 17 (1921).

T. Kobayasi, H. Nara, Bull. Coll. Med. Sci. Tohoku Univ, 2, 7 (1993).

H. Baaziz, Z. Charifi, and N. Bouarissa, Mater. Lett. 60, 39 (2006). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2005.07.067

H. Mathieu, Physique des semiconducteurs et des composants électroniques, 5e éd., (Dunod, 2004).

D.E. Aspnes, C.G. Olson, and D.W. Lynch, Phys. Rev. Lett, 37, 766 (1976). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.37.766

S. Adachi, J. Appl. Phys. 61, 4869 (1987). https://doi.org/10.1063/1.338352

S. Zollner, M. Garriga, J. Humlicek, S. Gopalan, and M. Cardona, Phys. Rev B, 43 4349 (1991). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.43.4349

C. Alibert, A. Joullie, A.M. Joullie, and C. Ance, Phys. Rev. B, 27 4946 (1983). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.27.4946

W.W. Walukiewicz, Physica E, 20 300 (2004). https://doi.org/10.1016/j.physe.2003.08.023

P.J.L. Herve, and L.K.J. Vandamme, Infrared Phys. Technol. 35, 609 (1994). https://doi.org/10.1016/1350-4495(94)90026-4

G.A. Samara, Phys. Rev. B, 27, 3494 (1983). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.27.3494

S.Yu. Davydov, and S.K. Tikhonov, Semiconductors, 32, 947 (1998). https://doi.org/10.1134/1.1187520

P. Vogl, J. Phys. C: Solid State Phys, 11, 251 (1978). https://doi.org/10.1088/0022-3719/11/2/011

H. Baaziz, Z. Charifi, and N. Bouarissa, Mater. Chem. Phys. 68, 197 (2001). https://doi.org/10.1016/S0254-0584(00)00352-7

M. Levinshtein, S. Rumyantsev, and M. Shur, editors, Handbook Series on Semiconductor Parameters, vol. 2, (World Scientific, Singapore, 1999).

P. Giannozzi, S. de Gironcoli, P. Pavone, and S. Baroni, Phys. Rev. B, 43, 7231 (1991). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.43.7231

V. Bougrov, M.E. Levinshtein, S.L. Rumyantsev, and A. Zubrilov, Properties of Advanced Semiconductor Materials GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe, edited by M.E. Levinshtein, S.L. Rumyantsev, and M.S. Shur, (Wiley, New York, 2001), pp. 1–30.

A. Zoroddu, F. Bernardini, P. Ruggerone, and V. Fiorentini, Phys. Rev. B, 64, 045208 (2001). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.045208

T.L. Tansley, in: Properties of Group III Nitrides, edited by J.H. Edgar, (INSPEC, London, 1994).

Опубліковано
2025-12-08
Цитовано
Як цитувати
Зеррухі, Х., Абід, Х., Баазіз, Х., Геллаб, Т., & Шаріфі, З. (2025). Діелектричні константи та поперечні ефективні заряди у п’ятикомпонентному сплаві GaxIn1-xNySbzAs1-y-z з ґраткою, узгодженою з InAs, GaSb ТА GaAs. Східно-європейський фізичний журнал, (4), 517-526. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-53
Номер
№ 4 (2025): East European Journal of Physics
Розділ
Статті

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).