Elektronische und optische Eigenschaften von Gruppe-III-Nitriden: Kombinierte theoretische und experimentelle Untersuchungen

Theoretische und experimentelle Untersuchungen werden kombiniert um zu einem tieferen Verständnis der strukturellen, optischen und Bandstruktureigenschaften der Gruppe-III-Nitride in hexagonaler und kubischer Struktur zu gelangen. Der Fokus liegt auf den ternären und quaternären Legierungen. Ellipsometrie der Magdeburger Gruppe liefert die dielektrischen Funktionen vom nahen infraroten bis in den vakuumultravioletten Spektralbereich für unterschiedlichste Zusammensetzungen und die Übergangsenergien im Bereich kritischer Punkte der Bandstruktur; aus der Photoelektronen-spektroskopie werden die Valenzbandzustandsdichten extrahiert. Die für die Interpretation notwendigen Theorieergebnisse werden durch den indischen Partner bereitgestellt. Sie beruhen auf Dichtefunktionaltheorie in der von Engel-Vosko korrigierten generalisierten Gradientenapproximation für Austausch und Korrelation und umfassen Gitterparameter, Quasiteilchen-Bandstruktur, Zustandsdichte und die dielektrische Funktion in der Einteilchen-Näherung. Die zusätzliche Einbeziehung von Elektron-Loch-Korrelation liefert die exzitonische DF zum Vergleich mit den experimentellen Daten und gestattet die Zuordnung der kritischen Punkte zur Bandstruktur. Die Erweiterung der Superzellgröße auf 64-Atome wird die Genauigkeit der Berechnungen weiter erhöhen.