Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 43: Si/Ge

HL 43.4: Vortrag

Freitag, 15. März 2002, 11:15–11:30, H14

ab initio Eigenschaften von Gruppe-IV-Nanokristalliten: Oszillatorstärken und Anregungsenergien — •Hans-Christian Weißker¹, Jürgen Furthmüller¹, Friedhelm Bechstedt¹ und Giancarlo Cappelini² — ¹IFTO, Friedrich–Schiller–Universität, Max–Wien–Platz 1, 07743 Jena — ²University of Cagliari, Cittadella Universitaria, Strada Prov.le Moserrato-Sestu, Km 0.700, Italy

Wir berechnen die optischen und elektronischen Eigenschaften von Ge- und Si- Nanokristalliten im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie (DFT) in Lokaldichtenäherung (LDA) mit Hilfe von ultrasoften Pseudopotentialen und der Projector Augmented Wave (PAW) Methode. Benutzt wird das Programmpaket VASP. Die wasserstoffpassivierten bzw. eingebetteten Kristallite enthalten bis zu 363 Atome.

Untersucht wird der Einfluß von Form und Verspannung auf die Eigenschaften. Die für Ge-Nanokristallite berechneten Oszillatorstärken lassen höhere Lumineszenzausbeuten als für Si erwarten. Das Ziel der Lichtemission aus Quantenzuständen sollte am ehesten duch die Einbettung von unverspannten Ge-Kristalliten in einem Material mit großer Energielücke erreichbar sein.

Zur Berechnung realistischer Spektren muß man Quasiteilcheneffekte und die Elektron-Loch-Wechselwirkung berücksichtigen. Wir präsentieren den Einfluß der Selbstenergiebeschreibung in GW-Näherung. Außerdem werden Paaranregungsenergien im Rahmen einer ΔSCF- (Δ self-consistent field) Methode berechnet und diskutiert. Gleichfalls mit Hilfe dieser Methode machen wir Aussagen über den Stokes-Shift zwischen Emission und Absorption.