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摘要
为了掌握Ⅲ族氮化物微观结构对热力学性能的影响规律，进而为超高功率器件的设计提供数据支持。本文借助第一性原理计算软件CASTEP，对半导体AlxGa1-xN不同合金结构及其热性能进行了系统研究。结构优化和数据分析后发现，AlxGa1-xN的晶格常数、平均键长和晶格热容值随Al组分值x增大而线性减小。热力学性质计算结果表明，在GaN中引入Al组分会在频率带隙中引入杂质模，随着Al组分浓度的增加杂质模变宽并进入低频段，在低频段顶部频率随Al组分增大而线性升高，在12.5%以上低频段顶部频率均大于 （1/2）A1（LO）；温度从300K到700K时， 合金热容随温度变化关系结果证明，在确定温度时，AlxGa1-xN合金热容随Al组分增大而线性减小。本文的研究为以AlxGa1-xN为代表的Ⅲ族氮化物半导体高功率器件设计提供了一定的设计参考。
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单位化学与化工学院; 凝固技术国家重点实验室; 西北工业大学
