Calculation of semiconductor band structures and defects by the screened exchange density functional

Physica Status Solidi (B) Basic Research

Volumn 248, Issue 3, 2011, Pages 537-546

  Clark, S J ^a   Robertson, J ^b  

^a DURHAM UNIVERSITY   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

Author keywords

Defect calculations; Density functional theory; Hybrid functionals; ZnO

Indexed keywords

EID: 78651302856     PISSN: 03701972     EISSN: 15213951     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/pssb.201046110     Document Type: Article

References (89)

1. L. J. Sham and M. Schluter, Phys. Rev. Lett. 51, 1888 (1983); J. P. Perdew and M. Levy, Phys. Rev. Lett. 51, 1884 (1983); R. W. Godby, M. Schluter, and L. J. Sham, Phys. Rev. Lett. 56, 2415 (1986).
2. F. Gygi and A. Baldereschi, Phys. Rev. Lett. 62, 2160 (1989).
3. J. P. Perdew and A. Zunger, Phys. Rev. B 23, 5048 (1981).
4. A. Filippetti and N. A. Spaldin, Phys. Rev. B 67, 125109 (2003).
5. L. Hedin, Phys. Rev. 139A, 796 (1965).
6. M. S. Hybertsen and S. G. Louie, Phys. Rev. B 34, 5390 (1986).
7. F. Aryasetiawan and O. Gunnarsson, Rep. Prog. Phys. 51, 2327 (1998).
8. M. Rohlfing, P. Kruger, and J. Pollmann, Phys. Rev. B 48, 17791 (1993).
9. W. G. Aulbur, L. Jonsson, and J. Wilkins, Solid State Physics, edited by H. Ehrenreich and F. Spaepen, Vol. 54 (Academic Press, New York, 2000), p. 1.
10. M. van Schilfgaarde, T. Kotani, and S. Faleev, Phys. Rev. Lett. 96, 226402 (2006).
11. V. I. Anisimov, J. Zaanen, and O. K. Andersen, Phys. Rev. B 44, 943 (1991).
12. V. I. Anisimov, F. Aryasetiawan, and A. I. Lichtenstein, J. Phys.: Condens. Matter 9, 767 (1997).
13. A. Janotti and C. G. van de Walle, Phys. Rev. B 74, 045202 (2006).
14. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 98, 1372 (1993).
15. J. P. Perdew, M. Ernzerhof, and K. Burke, J. Chem. Phys. 105, 9982 (1996).
16. J. Muscat, A. Wander, and N. M. Harrison, Chem. Phys. Lett. 342, 397 (2001).
17. J. Paier, R. Hirschl, M. Marsman, and G. Kresse, J. Chem. Phys. 122, 234102 (2005).
18. J. Heyd, G. E. Scuseria, and X. X. Ernzerhof, J. Chem. Phys. 118, 8207 (2003).
19. J. Heyd and G. E. Scuseria, J. Chem. Phys. 120, 7274 (2004).
20. J. Heyd, J. E. Peralta, E. Scuseria, and R. L. Martin, J. Chem. Phys. 123, 174101 (2005).
21. A. V. Krukau, O. A. Vydrov, A. F. Izmaylov, and G. E. Scuseria, J. Chem. Phys. 125, 224106 (2006).
22. J. Paier, M. Marsman, K. Hummer, G. Kresse, I. C. Gerber, and J. G. Angyan, J. Chem. Phys. 124, 154709 (2006).
23. D. M. Bylander, and L. Kleinman, Phys. Rev. B 41, 7868 (1990).
24. A. Seidl, A. Gorling, P. Vogl, J. A. Majewski, and M. Levy, Phys. Rev. B 53, 3764 (1996).
25. C. B. Geller, W. Wolf, S. Picozzi, A. Continenza, A. J. Freeman, and E. Wimmer, Appl. Phys. Lett. 79, 368 (2001).
26. R. Asahi, A. Wang, J. R. Babcock, N. L. Edelman, A. W. Metz, M. A. Lane, V. P. Dravid, C. R. Kannewurf, A. J. Freeman, and T. J. Marks, Thin Solid Films 411, 101 (2002).
27. M. D. Segall, P. J. D. Lindan, M. J. Probert, C. J. Pickard, P. J. Hasnip, S. J. Clark, and M. C. Payne, J. Phys.: Condens. Matter 14, 2717 (2002).
28. A. M. Rappe, K. M. Rabe, and J. D. Joannopoulos, Phys. Rev. B 41, 1227 (1996).
29. M. C. Gibson, S. Brand, and S. J. Clark, Phys. Rev. B 73, 125120 (2006).
30. K. Xiong, J. Robertson, M. C. Gibson, and S. J. Clark, Appl. Phys. Lett. 87, 183505 (2005).
31. J. Robertson, K. Xiong, and S. J. Clark, Phys. Status Solidi B 243, 2054 (2006); Phys. Status Solidi B 243, 2071 (2006).
32. S. J. Clark and J. Robertson, Appl. Phys. Lett. 90, 132903 (2007); Appl. Phys. Lett. 94, 022902 (2009). D. Liu, S. J. Clark, and J. Robertson, Appl. Phys. Lett. 96, 032905 (2010).
33. K. Vanheusden, W. L. Warren, C. H. Seager, D. R. Taliant, J. A. Voigt, and B. E. Gnade, J. Appl. Phys. 79, 7983 (1996).
34. U. Ozgur et al., J. Appl. Phys. 98, 041301 (2005).
35. D. C. Look, B. Chaflin, Y. I. Allvov, and S. J. Park, Phys. Status Solidi A 201, 2203 (2004).
36. D. C. Look and B. Chaflin, Phys. Status Solidi B 241, 624 (2004).
37. A. Tsukazaki et al., Nature Mater. 4, 42 (2005).
38. A. Tsukazaki, A. Ohtomo, T. Kita, Y. Ohno, H. Ohno, and M. Kawasaki, Science 315, 1388 (2007).
39. S. J. Pearton, W. H. Heo, M. Ivill, D. P. Norton, and T. Steiner, J. Phys.: Condens. Matter 19, R59 (2004).
40. S. B. Zhang, S. H. Wei, and A. Zunger, Phys. Rev. B 63, 075205 (2001). S. B. Zhang, S. H. Wei, and A. Zunger, J. Appl. Phys. 83, 3192 (1998).
41. J. L. Lyons, A. Janotti, and C. G. van de Walle, Appl. Phys. Lett. 95, 252105 (2009).
42. J. R. Chelikowsky, Solid State Commun. 22, 351 (1977).
43. P. Schroer, P. Kruger, and J. Pollmann, Phys. Rev. B 47, 6971 (1993).
44. D. Vogel, P. Kruger, and J. Pollmann, Phys. Rev. B 52, R14316 (1995).
45. J. M. Usuda, N. Hamada, T. Kotani, and M. van Schilfgaarde, Phys. Rev. B 66, 125101 (2002).
46. F. Fuchs, J. Furthmüller, F. Bechstedt, M. Shishkin, and G. Kresse, Phys. Rev. B 76, 115109 (2007).
47. A. H. R. Preston, B. J. Ruck, L. F. J. Piper, A. DeMasi, K. E. Smith, A. Schleife, F. Fuchs, F. Bechstedt, J. Chai, and S. M. Durbin, Phys. Rev. B 78, 155114 (2008).
48. J. Uddin and G. E. Scuseria, Phys. Rev. B 74, 245115 (2006).
49. A. F. Kohan, G. Ceder, D. Morgan, and C. G. van de Walle, Phys. Rev. B 61, 15019 (2000).
50. A. Janotti and C. G. van de Walle, Appl. Phys. Lett. 87, 122102 (2005).
51. A. Janotti and C. G. Van de Walle, Phys. Rev. B 76, 165202 (2007).
52. F. Oba, A. Togo, I. Tanaka, J. Paier, and G. Kresse, Phys. Rev. B 77, 245202 (2008).
53. P. Erhart, K. Albe, and A. Klein, Phys. Rev. B 73, 205203 (2006).
54. C. H. Patterson, Phys. Rev. B 74, 144432 (2006).
55. T. R. Paudel and W. R. L. Lambretch, Phys. Rev. B 77, 205202 (2008).
56. P. Agoston, K. Albe, R. M. Nieminen, and M. J. Puska, Phys. Rev. Lett. 103, 245501 (2009).
57. S. Lany and Av. Zunger, Phys. Rev. B 72, 035215 (2005).
58. S. Lany and A. Zunger, Phys. Rev. Lett. 98, 045501 (2007).
59. S. Lany and A. Zunger, Phys. Rev. B 78, 235104 (2008).
60. S. Lany and A. Zunger, Phys. Rev. B 81, 113201 (2010).
61. S. J. Clark, J. Robertson, S. Lany, and A. Zunger, Phys. Rev. B 81, 115311 (2010).
62. C. G. Van de Walle, Phys. Rev. Lett. 85, 1012 (2000).
63. E. C. Lee, Y. S. Kim, Y. G. Jin, and K. J. Chang, Phys. Rev. B 64, 085120 (2001).
64. R. T. Girard, O. Tjernberg, G. Chiaia, S. Soderholm, U. O. Jarlsson, C. Wigren, H. Nylen, and I. Lindau, Surf. Sci. 373, 409 (1997).
65. K. Ozawa, K. Sawada, Y. Shirotori, and K. Edamoto, J. Phys.: Condens. Matter 17, 1271 (2005).
66. M. I. J. Probert and M. C. Payne, Phys. Rev. B 67, 075204 (2003).
67. D. C. Look, J. W. Hemsky, and J. R. Sizelove, Phys. Rev. Lett. 82, 2552 (1999).
68. K. I. Hagemark and P. E. Toren, J. Electrochem. Soc. 122, 992 (1975). F. Tuomisto, et al., Phys. Rev. Lett. 91, 205502 (2003).
69. F. A. Selin, M. H. Weber, D. Solodovnikov, and K. G. Lynn, Phys. Rev. Lett. 99, 085502 (2007).
70. L. S. Vlasenko and G. D. Watkins, Phys. Rev. B 71, 125210 (2005).
71. G. Pacchioni, F. Frigoli, D. Ricci, and J. A. Weil, Phys. Rev. B 63, 054102 (2000). M. d'Avezac, M. Calandra, and F. Mauri, Phys. Rev. B 71, 205210 (2005).
72. S. Lany and A. Zunger, Phys. Rev. B 80, 085202 (2009).
73. D. Galland and A. Herve, Phys. Lett. A 33, 1 (1970).
74. L. S. Vlasenko and G. D. Watkins, Phys. Rev. B 72, 035203 (2005).
75. A. S. Foster, V. B. Sulimov, F. L. Gejo, A. L. Shluger, and R. N. Nieminen, Phys. Rev. B 64, 224108 (2001).
76. C. Shen, M. F. Li, H. Y. Yu, X. P. Wang, Y. C. Yeo, D. S. H. Chan, and D. L. Kwong, Appl. Phys. Lett. 86, 093510 (2005).
77. A. Kerber, E. Cartier, L. Pantisano, R. Degraeve, T. Kauerauf, Y. Kim, G. Groeseneken, H. E. Maes, and U. Schwalke, IEEE Electron Device Lett. 24, 87 (2003).
78. E. Cartier et al., Tech Digest IEDM (2006).
79. H. Takeuchi, D. Ha, and T. J. King, J. Vac. Sci. Technol. A 22, 1337 (2004).
80. N. V. Nguyen, A. V. Davydov, D. Chandler-Horowitz, and M. M. M. Frank, Appl. Phys. Lett. 87, 192903 (2005).
81. S. Walsh, L. Fang, J. K. Schaeffer, E. Weisbrod, and L. J. Brillson, Appl. Phys. Lett. 90, 052901 (2007).
82. J. L. Gavartin, D. M. Ramos, A. L. Shluger, G. Bersuker, and B. H. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 082908 (2006).
83. P. Broqvist and A. Pasquarello, Appl. Phys. Lett. 89, 262904 (2006).
84. J. Wang, J. B. Neaton, H. Zheng, V. Nagarajan, S. B. Ogale, B. Liu, D. Viehland, V. Vaithyanathan, D. G. Schlom, U. V. Waghare, N. A. Spaldin, K. M. Rabe, M. Wuttig, and R. Ramesh, Science 299, 1719 (2003).
85. J. B. Neaton, C. Ederer, U. V. Waghmare, N. A. Spaldin, and K. M. Rabe, Phys. Rev. B 71, 014113 (2005).
86. S. J. Clark and J. Robertson, Appl. Phys. Lett. 90, 132903 (2007).
87. R. Palai, R. S. Katiyar, H. Schmid, P. Tissot, S. J. Clark, Jv. Robertson, S. A. T. Redfern, G. Catalan, and J. F. Scott, Phys. Rev. B 77, 014110 (2008).
88. J. F. Ihlefeld, N. J. Podraza, Z. K. Liu, R. C. Rai, R. Ramesh, and D. G. Schlom, Appl. Phys. Lett. 92, 142908 (2008).
89. A. J. Hauser, J. Zhang, L. Meier, R. A. Ricciardo, P. M. Woodward, T. L. Gustafson, L. J. Brillson, and F. Y. Yang, Appl. Phys. Lett. 92, 222901 (2008).