Struktura elektronowa azotków grupy III domieszkowanych pierwiastkami ziem rzadkich

Typ projektu: NCN SONATA 13
Kierownik projektu: dr Maciej Winiarski
Numer projektu: 2017/26/D/ST3/00447
Opis projektu:
Półprzewodnikowe materiały azotkowe są kluczowym składnikiem wielu urządzeń, przydatnych zarówno w życiu codziennym jak i mających zastosowania specjalistyczne. Dzięki specyficznej strukturze elektronowej materiały azotkowe służą do budowy diód LED (z ang. Light Emitting Diode), które emitują światło widzialne od barwy zielonej, poprzez niebieską, aż do fioletowej. Mogą również być źródłem promieniowania ultrafioletowego (UV) i podczerwonego (IR). Szczególnie popularne zastosowania mają diody LED wykonane z roztworów stałych InGaN. Są powszechnie wykorzystywane w energooszczędnych żarówkach i elektronicznych urządzeniach do archiwizacji danych typu Blue-ray.
Kontynuowane są badania nad kolejnymi możliwościami zastosowania półprzewodnikowych materiałów azotkowych. Celem tego projektu jest zbadanie przy użyciu metod obliczeniowych ab initio własności strukturalnych i struktury elektronowej roztworów stałych półprzewodzących azotków atomów grupy III (AlN, GaN i InN) z azotkami pierwiastków ziemi rzadkich (ScN, YN, LaN, LuN), oraz mieszanych azotków pierwiastków ziem rzadkich.
Zastosowane zostaną nowoczesne metody obliczeniowe oparte o teorię funkcjonału gęstości (DFT), które pozwalają nie tylko na odtworzenie eksperymentalnych własności wybranych układów, takich jak przerwa wzbroniona, ale również z powodzeniem służą jako efektywne narzędzie do przewidywania struktury elektronowej układów, które nie zostały jeszcze zrealizowane eksperymentalnie.
Planowane badania dostarczą nowych informacji na temat struktury i własności elektronowych wybranych półprzewodnikowych materiałów. Tak zdobyta wiedza wskaże możliwe kierunki do dalszych badań eksperymentalnych, nie tylko projektowania całkowicie nowych układów, ale również poznania i zrozumienia zjawisk występujących w znanych już materiałach w stanie równowagi a także pod wpływem naprężeń/odkształceń, które występują naturalnie w cienkich warstwach i heterostrukturach.