Systematic approach to developing empirical interatomic potentials for III–N semiconductors

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作者
Tomonori Ito,Toru Akiyama,Kohji Nakamura
出处
期刊:Japanese Journal of Applied Physics [Institute of Physics]
卷期号:55 (5S): 05FM02-05FM02 被引量:7
标识
DOI:10.7567/jjap.55.05fm02
摘要

Abstract A systematic approach to the derivation of empirical interatomic potentials is developed for III–N semiconductors with the aid of ab initio calculations. The parameter values of empirical potential based on bond order potential are determined by reproducing the cohesive energy differences among 3-fold coordinated hexagonal, 4-fold coordinated zinc blende, wurtzite, and 6-fold coordinated rocksalt structures in BN, AlN, GaN, and InN. The bond order p is successfully introduced as a function of the coordination number Z in the form of p = a exp(− bZ n ) if Z ≤ 4 and p = (4/ Z ) α if Z ≥ 4 in empirical interatomic potential. Moreover, the energy difference between wurtzite and zinc blende structures can be successfully evaluated by considering interaction beyond the second-nearest neighbors as a function of ionicity. This approach is feasible for developing empirical interatomic potentials applicable to a system consisting of poorly coordinated atoms at surfaces and interfaces including nanostructures.
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