探討氨氣在氮化鎵(0001)及氮化鎵(000-1)表面之全始算研究

Abstract

本論文係以第一原理(First-principles)密度泛函理論(Density functional theory, DFT)研究氨氣(Ammonia, NH3)對於烏采(Wurtzite)結構氮化鎵薄膜表面之影響，並使用表面能(Surface energy)計算方法來了解其表面穩定性。透過分析雙氨分子在兩種極性(Polar)方向與兩種終止端(Terminated)氮化鎵表面結果，我們可知雙氨分子在GaN(0001)極性方向中，Ga-terminated GaN(0001)為穩定表面，且雙氨分子容易吸附於Ga-terminated GaN(0001)表面之Top正常極性位置，而非錯位成長導致成長終止，並透過表面能計算可知在Ga-rich(∆μGa = 0 eV)氣氛條件時擁有最低表面能為0.070 eV/A2。而雙氨分子在GaN(000-1)極性方向中，N-terminated GaN(000-1)為較穩定表面，氨分子容易吸附於N-terminated GaN(000-1)表面之T4位置，並透過表面能計算可知在N-rich(∆μGa = −1.09 eV)氣氛條件時擁有最低表面能為0.075 eV/A2。