Band structure nonlocal pseudopotential calculation of the III-nitride wurtzite phase materials system. Part I. Binary compounds GaN, AlN, and InN

Journal of Applied Physics

Volumn 88, Issue 11, 2000, Pages 6467-6475

  Goano, Michele ^a   Bellotti, Enrico ^b   Ghillino, Enrico ^a   Ghione, Giovanni ^a   Brennan, Kevin F ^b  

^a POLITECNICO DI TORINO   (Italy)

^b GEORGIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0001324229     PISSN: 00218979     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.1309046     Document Type: Article

References (108)

1. S. N. Mohammad, A. A. Salvador, and H. Morkoç, Proc. IEEE 83, 1306 (1995).
2. O. Ambacher, J. Phys. D 31, 2653 (1998).
3. J.-Y. Duboz, Phys. Status Solidi A 176, 5 (1999).
4. S. C. Jain, M. Willander, J. Narayan, and R. Van Overstraeten, J. Appl. Phys. 87, 965 (2000).
5. S. Nakamura, Semicond. Sci. Technol. 14, 27 (1999).
6. H. Morkoç, H. Unlu, and G. Ji, Principles and Technology of MODFETs (Wiley, Chichester, 1991).
7. H. Morkoç, Proceedings of the International Conference on Silicon Carbide and Related Materials ICSCRM (1999) (unpublished).
8. O. Ambacher et al., J. Appl. Phys. 85, 3222 (1999).
9. L. F. Eastman, Phys. Status Solidi A 176, 175 (1999).
10. O. Ambacher et al. J. Appl. Phys. 87, 334 (2000).
11. M. Goano, E. Bellotti, E. Ghillino, C. Garetto, G. Ghione, and K. F. Brennan, J. Appl. Phys. 88, 6476 (2000).
12. K. F. Brennan, J. Kolník, İ. H. Oǧuzman, E. Bellotti, M. Farahm and, P. P. Ruden, R. Wang, and J. D. Albrecht, in GaN and Related Materials II, edited by S. J. Pearton (Gordon and Breach, New York, 2000), pp. 305-359.
13. E. Bellotti, B. K. Doshi, K. F. Brennan, J. D. Albrecht, and P. P. Ruden, J. Appl. Phys. 85, 916 (1999).
14. E. Bellotti, İ. H. Oǧuzman, J. Kolník, K. F. Brennan, R. Wang, and P. P. Ruden, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 468, 457 (1997).
15. M. Farahmand and K. F. Brennan, IEEE Trans. Electron Devices ED-46, 1319 (1999).
16. B. J. Min, C. T. Chan, and K. M. Ho, Phys. Rev. B 45, 1159 (1992).
17. Properties of Group III Nitrides, EMIS Datareview Series, edited by J. E. Edgar (INSPEC, London, 1994), Vol. 11.
18. A. F. Wright and J. S. Nelson, Phys. Rev. B 51, 7866 (1995).
19. K. Kim, W. R. L. Lambrecht, and B. Segall, Phys. Rev. B 53, 16310 (1996).
20. A. F. Wright, J. Appl. Phys. 82, 2833 (1997).
21. A. Trampert, O. Brandt, and K. H. Ploog, in Semiconductors and Semimetals, edited by J. I. Pankove and T. D. Moustakas (Academic, San Diego, CA, 1998), Vol. 50, Chap. 7, pp. 167-192.
22. K. Karch, J.-M. Wagner, and F. Bechstedt, Phys. Rev. B 57, 7043 (1998).
23. K. Shimada, T. Sota, and K. Suzuki, J. Appl. Phys. 84, 4951 (1998).
24. S. Bloom, J. Phys. Chem. Solids 32, 2027 (1971).
25. M.-Z. Huang and W. Y. Ching, J. Phys. Chem. Solids 46, 977 (1985).
26. Y.-N. Xu and W. Y. Ching, Phys. Rev. B 48, 4335 (1993).
27. K. Miwa and A. Fukumoto, Phys. Rev. B 48, 7897 (1993).
28. A. Rubio, J. L. Corkill, M. L. Cohen, E. L. Shirley, and S. G. Louie, Phys. Rev. B 48, 11810 (1993).
29. M. Palummo, C. M. Bertoni, L. Reining, and F. Finocchi, Physica B 185. 404 (1993).
30. N. E. Christensen and I. Gorczyca, Phys. Rev. B 50, 4397 (1994).
31. M. Suzuki and T. Uenoyama, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 34, 3442 (1995).
32. M. Suzuki, T. Uenoyama, and A. Yanase, Phys. Rev. B 52, 8132 (1995).
33. W. J. Fan, M. F. Li, T. C. Chong, and J. B. Xia, J. Appl. Phys. 79, 188 (1996).
34. J. A. Majewski, M. Städele. and P. Vogl, MRS Internet J. Nitride Semicond. Res. 1, 30 (1996).
35. J. A. Majewski, M. Städele, and P. Vogl, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 449, 887 (1996).
36. G. D. Chen, M. Smith, J. Y. Lin, H. X. Jiang, S.-H. Wei, M. Asif Khan, and C. J. Sun, Appl. Phys. Lett. 68, 2784 (1996).
37. S.-H. Wei and A. Zunger, Appl. Phys. Lett. 69, 2719 (1996).
38. D. Vogel, P. Krüger, and J. Pollmann, Phys. Rev. B 55, 12836 (1997).
39. K. Kim, W. R. L. Lambrecht, B. Segall, and M. van Schilfgaarde, Phys. Rev. B 56, 7363 (1997).
40. M. van Schilfgaarde, A. Sher, and A.-B. Chen, J. Cryst. Growth 178, 8 (1997).
41. M. Suzuki and T. Uenoyama, Solid-State Electron. 41, 271 (1997).
42. Y. C. Yeo, T. C. Chong, and M. F. Li, J. Appl. Phys. 83, 1429 (1998).
43. B. Jogai, Solid State Commun. 107, 345 (1998).
44. M. Suzuki and T. Uenoyama, J. Cryst. Growth 189/190, 625 (1998).
45. S. K. Pugh, D. J. Dugdale, S. Brand, and R. A. Abram, Semicond. Sci. Technol. 14, 23 (1999).
46. A. Kobayashi, O. F. Sankey, S. M. Volz, and J. D. Dow, Phys. Rev. B 28, 935 (1983).
47. A. P. Dmitriev, N. V. Evlakhov, and A. S. Furman, Semiconductors 30, 60 (1996).
48. C. P. Foley and T. L. Tansley, Phys. Rev. B 33, 1430 (1986).
49. D. W. Jenkins, R.-D. Hong, and J. D. Dow, Superlattices Microstruct. 3, 365 (1987).
50. M.-H. Tsai, D. W. Jenkins, J. D. Dow, and R. V. Kasowski, Phys. Rev. B 38, 1541 (1988).
51. D. W. Jenkins and J. D. Dow, Phys. Rev. B 39, 3317 (1989).
52. W. R. L. Lambrecht and B. Segall, in Properties of Group III Nitrides, EMIS Datareview Series, edited by J. E. Edgar (INSPEC, London, 1994), Vol. 11, Chap. 4.5, pp. 151-156.
53. D. J. Singh, Planewaves, Pseudopotentials and the LAPW Method (Kluwer Academic, Boston, MA, 1994).
54. P. E. Van Camp, V. E. Van Doren, and J. T. Devreese, Phys. Rev. B 44, 9056 (1991).
55. V. Fiorentini, M. Methfessel, and M. Scheffler, Phys. Rev. B 47, 13353 (1993).
56. A. F. Wright and J. S. Nelson, Phys. Rev. B 50, 2159 (1994).
57. A. Muñoz and K. Kunc, Phys. Rev. B 44, 10372 (1991).
58. A. Muñoz and K. Kunc, J. Phys.: Condens. Matter 5, 6015 (1993).
59. W. R. L. Lambrecht, in Semiconductors and Semimetals, edited by J. I. Pankove and T. D. Moustakas (Academic, San Diego, CA, 1998), Vol. 50, Chap. 12, pp. 369-408.
60. M. L. Cohen and V. Heine, vol. 24 of Solid State Physics. Advances in Research and Applications (Academic, New York, 1970), Vol. 24, pp. 37-248.
61. M. L. Cohen and J. R. Chelikowsky, Electronic Structure and Optical Properties of Semiconductors (Springer, Berlin, 1988).
62. E. Bellotti, Ph.D. thesis, Georgia Institute of Technology (1999).
63. H. Fu and A. Zunger, Phys. Rev. B 55, 1642 (1997).
64. L.-W. Wang and A. Zunger, Phys. Rev. B 51, 17398 (1995).
65. A. J. Williamson, J. Kim, L. W. Wang, S. H. Wei, and A. Zunger, Strain-Dependent Local Empirical Pseudopotentials for Lattice-Mismatched III-V Semiconductors, Their Alloys, Heterostructures and Nanostructures (1998), URL http://www.sst.nrel.gov/cond-mat/980501.ps (unpublished).
66. K. A. Mäder and A. Zunger, Phys. Rev. B 50, 17393 (1994).
67. A. O. E. Animalu and V. Heine, Philos. Mag. 12, 1249 (1965).
68. P. Friedel, M. S. Hybertsen, and M. Schlüter, Phys. Rev. B 39, 7974 (1989).
69. A.-B. Chen and P. Srichaikul, Phys. Status Solidi B 202, 81 (1997).
70. M. V. Fischetti and S. E. Laux, J. Appl. Phys. 80, 2234 (1996).
71. K. F. Brennan, E. Bellotti, M. Farahmand, H.-E. Nilsson, P. P. Ruden, and Y. Zhang, IEEE Trans. Electron Devices (to be published).
72. P. E. Gill, W. Murray, and M. Wright, Practical Optimization (Academic, New York, 1981).
73. T. Detchprohm, K. Hiramatsu, K. Itoh, and I. Akasaki, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 31, L1454 (1992).
74. M. Leszczynski, T. Suski, H. Teisseyre, P. Perlin, I. Grzegory, J. Jun, S. Porowski, and T. D. Moustakas, J. Appl. Phys. 76, 4909 (1994).
75. H. Schulz and K. H. Thiemann, Semicond. Sci. Technol. 23, 815 (1977).
76. K. Osamura, S. Naka, and Y. Murakami, J. Appl. Phys. 46, 3432 (1975).
77. İ. H. Oǧuzman, E. Bellotti, K. F. Brennan, J. Kolník, R. Wang, and P. P. Ruden, J. Appl. Phys. 81, 7827 (1997).
78. B. B. Kosicki, R. J. Powell, and J. C. Burgiel, Phys. Rev. Lett. 24, 1421 (1970).
79. A. S. Barker, Jr. and M. Ilegems, Phys. Rev. B 7, 743 (1973).
80. M. Drechsler, D. M. Hofmann, B. K. Meyer, T. Detchprohm, H. Amano, and I. Akasaki, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 34, L1178 (1995).
81. B. K. Meyer, D. Volm, A. Graber, H. C. Alt, T. Detchprohm, H. Amano, and I. Akasaki, Solid State Commun. 95, 597 (1995).
82. W. Knap, H. Alause, J. M. Bluet, J. Camassel, J. Young, M. Asif Khan, Q. Chen, S. Huant, and M. S. Shur, Solid State Commun. 99, 195 (1996).
83. Y. J. Wang, R. Kaplan, H. K. Ng, K. Doverspike, D. K. Gaskill, T. Ikedo, I. Akasaki, and H. Amono, J. Appl. Phys. 79, 8007 (1996).
84. P. Perlin, E. Litwin-Staszewska, B. Suchanek, W. Knap, J. Camassel, T. Suski, R. Piotrzkowski, I. Grzegory, S. Porowski, E. Kaminska, and J. D. Chervin, Appl. Phys. Lett. 68, 1114 (1996).
85. W. Knap et al., Appl. Phys. Lett. 70, 2123 (1997).
86. X. Wu and F. M. Peeters, Phys. Rev. B 55, 15438 (1997).
87. S. Elhamri, R. S. Newrock, D. B. Mast, M. Ahoujja, W. C. Mitchel, J. M. Redwing, M. A. Tischler, and J. S. Flynn, Phys. Rev. B 57, 1374 (1998).
88. M. Ahoujja, W. C. Mitchel, S. Elhamri, R. S. Newrock, D. B. Mast, J. M. Redwing, M. A. Tischler, and J. S. Flynn, J. Electron. Mater. 27, 210 (1998).
89. L. W. Wong, S. J. Cai, R. Li, K. Wang, H. W. Jiang, and M. Chen, Appl. Phys. Lett. 73, 1391 (1998).
90. T. Y. Lin, H. M. Chen, M. S. Tsai, Y. F. Chen, F. F. Fang, C. F. Lin, and G. C. Chi, Phys. Rev. B 58, 13793 (1998).
91. W. Knap, E. Frayssinet, M. L. Sadowski, C. Skierbiszewski, D. Maude, V. Falko, M. Asif Khan, and M. S. Shur, Appl. Phys. Lett. 75, 3156 (1999).
92. W. Knap, E. Frayssinet, C. Skierbiszewski, C. Chaubet, M. L. Sadowski, D. Maude, M. Asif Khan, and M. S. Shur, Phys. Status Solidi B 216, 719 (1999).
93. A. M. Witowski, K. Pakula, J. M. Baranowski, M. L. Sadowski, and P. Wyder, Appl. Phys. Lett. 75, 4154 (1999).
94. A. Saxler et al., J. Appl. Phys. 87, 369 (2000).
95. J. I. Pankove and S. Bloom, RCA Rev. 36, 163 (1975).
96. J. W. Orton, Semicond. Sci. Technol. 10, 101 (1995).
97. C. Merz, M. Kunzer, U. Kaufmann, I. Akasaki, and H. Amano, Semicond. Sci. Technol. 11, 712 (1996).
98. J. S. Im, A. Moritz, F. Steuber, V. Härle, F. Scholz, and A. Hangleiter, Appl. Phys. Lett. 70, 631 (1997).
99. M. Steube, K. Reimann, D. Fröhlich, and S. J. Clarke, Appl. Phys. Lett. 71, 948 (1997).
100. K. Reimann, M. Steube, D. Frölich, and S. J. Clarke, J. Cryst. Growth 189/190, 652 (1998).
101. T. Yang, S. Nakajima, and S. Sakai, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 34, 5912 (1995).
102. B. Gelmont, K. Kim, and M. Shur, J. Appl. Phys. 74, 1818 (1993).
103. U. V. Bhapkar and M. S. Shur, J. Appl. Phys. 82, 1649 (1997).
104. S. K. O'Leary. B. E. Foutz, M. S. Shur, U. V. Bhapkar, and L. F. Eastman, J. Appl. Phys. 83, 826 (1998).
105. J. D. Albrecht, R. P. Wang, P. P. Ruden, M. Farahmand, and K. F. Brennan, J. Appl. Phys. 83, 1446 (1998).
106. J. D. Albrecht, R. P. Wang, P. P. Ruden, M. Farahmand, and K. F. Brennan, J. Appl. Phys. 83, 4777 (1998).
107. S. K. O'Leary, B. E. Foutz, M. S. Shur, U. V. Bhapkar, and L. F. Eastman, Solid State Commun. 105, 621 (1998).
108. B. E. Foutz, S. K. O'Leary, M. S. Shur, and L. F. Eastman, J. Appl. Phys. 85, 7727 (1999).