Zur ab initio Beschreibung der optischen Eigenschaften von Halbleitern, insbesondere von SiC-Polytypen

Adolph, Birgit GND

In dieser Arbeit werden parameterfreie Berechnungen der linearen und nichtlinearen optischen Eigenschaften von kubischen und hexagonalen Halbleitern durchgeführt. Die zugrundeliegenden atomaren und elektronischen Strukturen der Halbleitermaterialien werden ab initio mittels der Dichtefunktionaltheorie in Lokaldichtenäherung (DFT-LDA) unter Verwendung einer Ebene-Wellen-Pseudopotential-Methode berechnet. Die Beschreibung der optischen Eigenschaften basiert auf der Näherung unabhängiger Quasiteilchen; Vielteicheneffekte werden im Rahmen der GW-Aproximation einbezogen. An den linearen optischen Eigenschaften der kubischen Gruppe-IV-Materialien Silizium, Diamant und Siliziumkarbid (SiC) werden allgemeine Aspekter der Beschreibung optischer Eigenschaften diskutiert, wie z.B. der Einfluß nichtlokaler Beiträge zum optischen Übergangsoperator, die Frage der Eichinvarianz und der Einfluß von Quasiteilchenkorrekturen. Anhand verschiedener Polytypen der SiC wird der Einfluß der atomaren und elektronischen Struktur auf die linearen und nichtlinearen optischen Eigenschaften untersucht. Die SHG-Suszebtibilität wird darüberhinaus für eine Reihe kubischer III-V-Halbleiter berechnet; Die Einflüsse der virtuellen-Loch-Therme sowie des Bindungscharakters (Miller'sche Regel) werden diskutiert. Alle Resultate werden mit verfügbaren experimentellen und anderen theoretischen Ergebnissen verglichen.

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Adolph, Birgit: Zur ab initio Beschreibung der optischen Eigenschaften von Halbleitern, insbesondere von SiC-Polytypen. 1998.

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