سید علی هاشمی زاده عقدا - استادیار، فیزیک، دانشگاه پیام نور
طاهر شعبانی - کارشناسی ارشد، فیزیک، دانشگاه پیام نور
احمد یزدانی - دانشیار، فیزیک، دانشگاه تربیت مدرس

در این مقاله ساختار الکترونی -کریستالی ترکیب های نیمه هادی گالیم نیترید، آلومینیوم نیترید و آلومینیوم گالیم نیترید که قطبش پذیری خودبه خودی در راستای محور ۰۰۰۱ دارند و از خصلت پیزوالکتریکی خوبی برخوردار هستند، مورد مطالعه قرار گرفتند. بررسی پارامترهای ساختاری، گاف نواری، عامل قطبش پذیری و شدت آن برای نیمه هادی های دوگانه آلومینیوم نیترید، گالیم نیترید و تاثیر متقابل آنها در جایگزینی گالیم با آلومینیوم در نیمه هادی سه گانه آلومینیوم گالیم نیترید از طریق نظریه تابعی چگالی در به کارگیری نرم افزار Win۲k و با رویکرد فاز بری انجام پذیرفت. نتایج حاصل از محاسبات نشان دهنده میزان بالای قطبش پذیری خودبه خودی و پیزوالکتریکی و در مجموع قطبش ماکروسکوپیک در این نیمه هادی های نیتریدی بود. محاسبه قطبش برای ترکیب سه تایی آلومینیوم گالیم نیترید با غلظت آلومینیوم در ترکیب به اندازه ۵/۳۷ و ۵/۱۲ درصد به منظور بررسی اثر غلظت آلومینیوم بر پارامترهای ذکر شده انجام گرفت. نتیجه این محاسبات نیز نشان داد که میزان قطبش در این آلیاژ سه تایی نیتریدی (AlxGa۱-xN) با افزایش میزان آلومینیوم در ترکیب افزایش می یابد. سهم زیادی از قطبش ماکروسکوپیک مربوط به قطبش خودبه خودی است، ضمن اینکه مقدار قطبش خودبه خودی با میزان غلظت کاتیون آلومینیوم در ترکیب، یک وابستگی غیرخطی دارد. همچنین محاسبات ساختار نواری ترکیبات نشان داد که در همگی آنها گاف نواری در راستای Γ و مستقیم است و با کاهش میزان غلظت آلومینیوم در ترکیب نیم رسانای AlxGa۱-xN، میزان آن کاهش می یابد.

قطبش ماکروسکوپیک, قطبش خودبه خودی, قطبش پیزوالکتریک, آلومینیم نیترید, گالیم نیترید, آلومینیم گالیم نیترید