Випуски МФіНТ »  Том 47, випуск 2

Фазовий склад та електронна структура нітриду Алюмінію AlN

В. M. Уваров,  Ю. В. Кудрявцев , Е. М. Руденко, М. В. Уваров, С. А. Беспалов

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 27.09.2024; остаточний варіант - 14.11.2024. Завантажити: PDF

В рамках теорії функціоналу електронної густини одержано інформацію про енергетичні зонні структури, зарядові характеристики атомів і міжвузлового простору, когезійні енергії нітриду Алюмінію AlN у структурах вюрциту (ВЦ), цинкової обманки (ЦО) та фази типу NaCl (КС). Встановлено, що зміна просторової структури нітриду Алюмінію AlN у послідовності фаз ВЦ → ЦО → КС приводить до збільшення заряду на атомах Алюмінію й Азоту та його зменшення у міжатомових областях. Найбільше значення міжатомового заряду в цьому ряду має фаза ВЦ, що свідчить про частково ковалентний характер хемічних зв’язків атомів у ній. Ця ковалентність приводить до найвищого значення енергії когезії Еког формульної одиниці фази ВЦ (Еког = −14,656 еВ). Для найближчого енергетичного стану AlN у фазі ЦО поріг нестабільности є достатньо незначним і становить лише Еког = 0,044 еВ, тоді як поріг переходу у фазу КС виявився значно вищим і складав Еког = 0,363 еВ.

Ключові слова: зонні розрахунки, електронна будова, нітрид Алюмінію, тверді розчини, стопи.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i02/0125.html

PACS: 61.50.Lt, 71.15.Ap, 71.15.Mb, 71.15.Nc, 71.20.Nr, 71.27.+a

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. A. W. Weimer, G. A. Cochran, G. A. Eisman, J. P. Henley, B. D. Hook, L. K. Mills, T. A. Guiton, A. K. Knudsen, N. R. Nicholas, J. E. Volmering, and W. G. Moore, J. Am. Ceram. Soc., 77: 3 (1994).
  2. A. V. Virkar, T. B. Jackson, and R. A. Cutler, J. Am. Ceram. Soc., 72: 2031 (1989).
  3. T. J. Mroz, Jr., Am. Ceram. Bull., 71: 782 (1992).
  4. P. T. B. Shaffer and T. J. Mroz, Jr., Aluminium Nitride (Advanced Refractory Technology, Inc., 1991).
  5. A. Glen, R. A. Slack, R. Tanzilli, O. Pohl, and J. W. Vandersande, J. Phys. Chem. Solids, 48: 141 (1987).
  6. O. Ye. Pogorelov, O. V. Filatov, E. M. Rudenko, I. V. Korotash, and M. V. Dyakin, Prog. Phys. Met., 24: 239 (2023).
  7. E. M. Rudenko, A. O. Krakovnyy, M. V. Dyakin, I. V. Korotash, D. Yu. Polots’kyy, and M. A. Skoryk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 8: 989 (2022) (in Ukrainian).
  8. A. Siegel, K. Parlinski, and U. D. Wdowik, Phys. Rev. B, 74: 104116 (2006).
  9. G. R. Kline and K. M. Lakin, Appl. Phys. Lett., 43: 750 (1983).
  10. H. Vollstadt, E. Ito, M. Akaishi, S. Akimoto, and O. Fukunaga, Proc. Japan Acad., 66, Ser. B: 7 (1990).
  11. I. Petrov, E. Mojab, R. C. Powell, J. E. Greene, L. Hultman, and J.-E. Sundgren, Appl. Phys. Lett., 60: 2491 (1992).
  12. S. Strite and H. Morkoc, J. Vac. Sci. Technol. B, 10: 1237 (1992).
  13. E. Ruiz, S. Alvarez, and Pere Alemany, Phys. Rev. B, 49: 7115 (1994).
  14. F. Sizov, Z. Tsybrii, I. Korotash, and E. Rudenko, IR Blocking and Transparent in Visible and THz Filters (LAP LAMBERT Academic Publishing; Published on: 2018-08-10. 88 p. ISBN-13: 978-613-9-89803-9).
  15. E. Rudenko, Z. Tsybrii, F. Sizov, I. Korotash, D. Polotskiy, M. Skoryk, M. Vuichyk, and K. Svezhentsova, J. Appl. Phys., 121: 135304 (2017).
  16. Z. Tsybrii, F. Sizov, M. Vuichyk, I. Korotash, and E. Rudenko, Infrared Phys. Technol., 107: 103323 (2020).
  17. Q. Xia, H. Xia, and A. L. Ruoff, J. Appl. Phys., 73: 8193 (1993).
  18. M. Durandurdu, J. Alloys and Compd., 480: 917 (2009).
  19. L. Hultman, S. Benhenda, G. Radnoczi, J.-E. Sundgren, J. E. Greene, and I. Petrov, Thin Solid Films, 215: 152 (1992).
  20. M. Ueno, A. Onodera, O. Shimomura, and K. Takemura, Phys. Rev. B, 45: 10123 (1992).
  21. S. Uehara, T. Masamoto, A. Onodera, M. Ueno, O. Shimomura, and K. Takemura, J. Phys. Chem. Solids, 58: 2093 (1997).
  22. E. Gabe, Y. LePage, and S. L. Mair, Phys. Rev. B, 24: 5634 (1981).
  23. C. Carlone, K. M. Lakin, and H. R. Shanks, J. Appl. Phys., 55: 4010 (1984).
  24. A. T. Collins, E. C. Lightowlers, and P. J. Dean, Phys. Rev., 158: 833 (1967).
  25. V. A. Fomichev, Sov. Phys. Solid State, 10: 597 (1968).
  26. R. V. Kasowski and F. S. Ohuchi, Phys. Rev. B, 35: 9311 (1987).
  27. M. Gautier, J. P. Duraud, and C. Le Gressus, Surf. Sci., 178: 201 (1986).
  28. K. Tsubouchi, K. Sugai, and N. Mikoshiba, 1981 Ultrasonics Symposia Proceedings (Ed. B. R. McAvoy) (New York: IEEE: 1981), p. 375.
  29. W. M. Yim, E. J. Stofko, P. J. Zanzucchi, J. I. Pankove, M. Ettenberg, and S. L. Gilbert, J. Appl. Phys., 44: 292 (1973).
  30. B. Hejda, Phys. Status Solidi, 32: 407 (1969).
  31. S. Bloom, J. Phys. Chern. Solids, 32: 2027 (1971).
  32. D. Jones and A. H. Lettington, Solid State Commun., 11: 701 (1972).
  33. W. Y. Ching and B. N. Harmon, Phys. Rev. B, 34: 5305 (1986).
  34. A. Kobayashi, O. Sankey, S. M. Yolz, and J. D. Dow, Phys. Rev. B, 28: 935 (1983).
  35. N. E. Christensen and I. Gorczyca, Phys. Rev. B, 47: 4307 (1993).
  36. J. Serrano, A. Rubio, E. Hernandez, A. Munoz, and A. Mujica, Phys. Rev. B, 62: 16612 (2000).
  37. W. M. Vim and R. J. Paff, J. Appl. Phys., 45: 1456 (1974).
  38. D. Singh, Plane Waves, Psedopotentials and LAPW Method (Boston: Kluwer Academic: 1994).
  39. J. P. Perdew, S. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett., 77: 3865 (1996).
  40. P. Blaha, K. Schwarz, G. K. H. Madsen, D. Kvasnicka, and J. Luitz, An Augmented Plane Wave + Local orbitals Program for Calculating Crystal Properties (Wien: Karlheinz Schwarz Techn. Universiteit: 2001).
  41. http://www.wien2k.at/reguser/faq/
  42. J. N. Murrell, J. M. Tedder, and S. F. A. Kettle, Teoriya Valentnosti [Valence Theory] (Moskva: Mir: 1968) (Russian translation).

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2024 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»