文章编号:１００１Ｇ９７３１(２０１８)０８Ｇ０８１７８Ｇ０５１６原子G a A s超胞中I n替位式掺杂模型研究∗刘雪飞１,２,罗子江３,周㊀勋２,王继红１,魏杰敏１,４,王㊀一１,郭㊀祥１,郎啟智１,刘万松２,丁㊀召１(１．贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳５５００２５;２．贵州师范大学物理与电子科学学院,贵阳５５００２５;３．贵州财经大学信息学院,贵阳５５００２５;４．贵州理工学院,贵阳５５０００２)摘㊀要:㊀对１６原子G a A s超胞中I n替位式掺杂的模型进行深入研究,发现当I n掺杂比例从０~１变化时,具有２５６种掺杂方式,共计１３种对称属性.研究还发现在相同掺杂比例下模型具有不同对称属性,同一对称属性对应不同掺杂比例.论文还对其中４种情况的态密度进行计算,计算结果显示I n掺杂的比例是影响G a A s超胞物理性质的重要因素,而对称性对物理性质的影响可以忽略不计.关键词:㊀I n x G a１－x A s;替位式掺杂;能带结构;对称性中图分类号:㊀T O３;O４７文献标识码:A D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１００１Ｇ９７３１．２０１８．０８．０３００㊀引㊀言I n x G a１－x A s/G a A s量子点材料由于其良好的光学特性已经在红外探测器㊁激光器领域得到广泛应用[１Ｇ５].研究表明I n x G a１－x A s材料的物理特性或参数会随着I n组分的变化而变化,因此有很多文献已经对不同I n组分的材料体系进行广泛研究.M i r i n等利用分子束外延在G a A s衬底上生长I n０．３G a０．７A s小岛,实验表明在室温下的１．３μm的光致发光半高宽仅为２８m e V[６].W a n g等研究在I n A s/I n x G a１－x A s量子点(Q D s)系统中应变积累对量子点生长的影响时发现,应力会在I n x G a１－x A s层中积累,这将导致Q D层的生长模式转变厚度急剧下降,对于I n A s/I n０．２５G a０．７５A s,临界厚度为１．０８单层[７].Y a n等通过金属有机化学气相沉积在G a A s(１１２)面上生长I n x G a１－x A s的量子点,当x从０．６~１变化时,其发射波长范围从８５７~９３０n m变化,与传统的G a A s(１００)平面基板相比,明显蓝移了,量子点的发射线宽度也由２９．５m e V增加到４０．５m e V[８].以上研究成果表明,利用模拟计算的方式对各种I n掺杂浓度对能带,态密度,晶格常数等物理性质影响的规律进行研究非常有必要[９Ｇ１３],而计算准确的前提是要建立合理的模型,目前关于I n x G a１－x A s替位式掺杂模型的详细讨论还未见报道.在建模时发现,对I n组分进行替位式掺杂时,可选掺杂方式会随着I n组分的增加而增加,以一个１６原子的超胞为例,当I n组分为５０％时,可达７０种掺杂方式,通过计算表明当I n组分从０~１(间隔０．１２５)变化时,总的掺杂方式有２５６种.这些掺杂方式之间究竟有没有共同点?不同的掺杂方式对同一物理性质的影响是怎么样的?对于I n x G a１－x A s材料体系还没有相关文献进行报道.因此本文将基于I n x G a１－x A s材料体系,对I n组分分别为０,０．１２５,０．２５,０．３７５,０．５,０．６２５,０．７５,０．８７５,１时进行详细讨论,从而总结出在不同组分下的掺杂方式,以及这些掺杂方式所对应的对称属性,最后通过模拟计算同掺杂,同对称性;同掺杂㊁不同对称性;不同掺杂㊁同对称性及不同掺杂㊁不同对称性对材料物理性质的影响.１㊀建模情况分析对I n x G a１－x A s材料体系各种性质进行研究时,需要对I n的各种掺杂比例进行建模,比如I n组分分别为０,０．１２５,０．２５,０．３７５,０．５,０．６２５,０．７５,０．８７５,１时,可对G a A s超胞模型(１６个原子)中G a用I n元素进行替换实现掺杂.其中x＝０表示材料为G a A s,x＝１表示G a全被I n替换,材料为I n A s,１６原子G a A s超胞如图１所示.图１结构包含８个G a原子和８个A s原子,是一个１６原子超胞.当I n掺杂浓度为０．１２５时,将超胞中一个G a原子替换为I n,考虑到超胞中顶点G a原子占比１/８,棱上占比１/４,面心占比１/２,体内占比为１,因此要实现０．１２５的掺杂有以下８种选择:(１)将８个顶点的G a替换;(２)将{０１２１}面(图１左右侧面)上的G a替换;(３){１００}(图１上下㊁前后面)上的G a替换,有４种情况;(４)将[１００]及其等效方向上的G a替换,有１种情况;(５)将体心的一个G a替换,所以共计８种８７１８０２０１８年第８期(４９)卷∗基金项目:国家自然科学基金资助项目(１１６６４００５,６１５６４００２);贵州师范大学创新创业教育研究中心基金资助项目(０４１８０１０);教改资助项目(２０１６J G３);贵州师范大学联合基金资助项目(黔科合L H字[２０１７]７３４１号)收到初稿日期:２０１８Ｇ０２Ｇ２７收到修改稿日期:２０１８Ｇ０５Ｇ１０通讯作者:丁㊀召,EＧm a i l:z d i n g＠g z u．e d u．c n作者简介:㊀刘雪飞(１９８８－),男,讲师,在读博士,从事低维半导体材料研究.情况.考虑到晶格的周期性,当I n组分为１/８时,以上所有情况的对称性都属于PＧ４２M,因此可以约化为１种情况,当I n组分为７/８时,其替换情况数量与I n 组分为１/８是等同的.图１㊀１６原子G a A s超胞模型F i g１S u p e r c e l lm o d e l o f１６a t o m i cG a A s㊀㊀随着I n掺杂浓度的增加,其可替换位置的组合将会越来越多,比如I n组分为２/８时,可以把I n为１/８的８种情况中任选两种进行组合掺杂,也就是C２８种,依此类推,当I n组分分别为３/８,４/８,５/８,６/８,７/８,８/８时,其替换情况数量相应为C３８,C４８,C５８,C６８,C７８,C８８种,通过依次替换相应的G a原子,可以借助软件找出所有替换情况所对应的对称属性,以及同一掺杂比例在不同对称性下所占比例.从对称性及周期性角度考虑,I n０．１２５G a０．８７５A s㊁I n０．２５G a０．７５A s㊁I n０．３７５G a０．６２５A s对应的掺杂情况数分别与I n０．８７５G a０．１２５A s㊁I n０．７５G a０．２５A s㊁I n０．６２５G a０．３７５A s等同,加上I n０．５G a０．５A s,非掺杂G a A s 及全掺杂I n A s,共需统计６种状态.统计方法如下,以I n０．５G a０．５A s为例,如图２所示,是１６原子G a A s超胞平面图,为方便统计,把G a和A s互相替换位置,即小原子(紫色)表示G a,大原子(棕色)表示A s,把２ˑ１超胞分为左右两组,当有４个G a要被替换时,有以下情况的组合:(１)从左边选４个,或者右边选４个,２种情况;(２)从左边选３个右边选一个,有C３４ˑC１４＝１６种;(３)从左边选２个右边选２个,有C２４ˑC２４＝３６种; (４)从左边选１个右边选３个,有C１４ˑC３４＝１６个,共计７０种,与直接从８个G a里面选４个进行替换,即C４８＝７０种刚好一致.因此,通过软件分别对以上７０种情况进行替换,找出相应的对称情况,然后对所有掺杂比例作类似的统计,其结果如表１所示.表１中权重的物理意义是相应对称性的替换情况数占该掺杂比例总情况数的比例.由表１数据不难发现当I n掺杂浓度不同时,可能出现同一类型对称性,比如I n０．１２５G a０．８７５A s和I n０．８７５G a０．１２５A s属于PＧ４２M对称,而I n０．３７５G a０．６２５A s和I n０．６２５G a０．３７５A s也有８种情况属于PＧ４２M,同样的I n０．５G a０．５A s也有８种属于PＧ４２M;同为PＧ４M２的掺杂有I n０．２５G a０．７５A s和I n０．７５G a０．２５A s占４种,I n０．５G a０．５A s占１０种;从表１还可以看出,P２２２１㊁IＧ４２M为I n０．２５G a０．７５A s和I n０．７５G a０．２５A s所独有;P２２２㊁PＧ４㊁C MM２为I n０．３７５G a０．６２５A s和I n０．６２５G a０．３７５A s所独有;P２㊁PＧ４２１M㊁PＧ４２C㊁IＧ４２D为I n０．５G a０．５A s所独有;而非掺杂的G a A s和全掺杂的I n A s为FＧ４３M对称属性.图２㊀１６原子G a A s超胞平面图F i g２T o p v i e wo f１６a t o m i cG a A s s u p e r c e l l 表１㊀１６原子G a A s超胞I n掺杂情况统计表T a b l e１S t a t i s t i c s t a b l e f o r i n d i u md o p i n g o f１６a t o mＧi cG a A s s u p e r c e l lI n原子所占比例对称群属权重G a A s FＧ４３M１I n０．１２５G a０．８７５A s&I n０．８７５G a０．１２５A s PＧ４２M１I n０．２５G a０．７５A s&I n０．７５G a０．２５A sP２２２１IＧ４２MPＧ４M２PＧ４３M１６/２８４/２８４/２８４/２８I n０．３７５G a０．６２５A s/I n０．６２５G a０．３７５A sP２２２PＧ４PＧ４２MC MM２１６/５６１６/５６８/５６１６/５６I n０．５G a０．５A sP２PＧ４M２PＧ４２MPＧ４２１MPＧ４２CIＧ４２D３２/７０１０/７０８/７０８/７０８/７０４/７０I n A s FＧ４３M１㊀㊀可掺杂种数随I n组分变化情况及对称类型数量随I n组分变化的柱状图如图３和４所示.从图３和４中不难看出,I n掺杂浓度增高时,可掺杂种数及对称性类型数均先增多后减少.在模拟计算时,所建的模型数量会受I n组分的影响,如果I n组分变化的跨度更精细,可掺杂的情况将会更多.因此,如果每一种情况都要去进行建模计算的话,工作量将会非常巨大.为了验证I n掺杂方式和浓度对G a A s物理性质的影响,本文将对以下４种情况进行模拟计算I n x G a１－x A s的能带结构及态密度这两个重要的物理量,并根据物理量的变化情况分析总结出相应的规律.第１种情况:研究同掺杂,同对称性(以I n０．５G a０．５A s中的P２型对称性为例);第２种情况:研究同掺杂,９７１８０刘雪飞等:１６原子G a A s超胞中I n替位式掺杂模型研究不同对称性(以I n０．５G a０．５A s中的PＧ４２C和P２为例);第３种情况:研究不同掺杂,同一对称性(以I n０．８７５ＧG a０．１２５A s和I n０．５G a０．５A s的PＧ４２M为例);第４种情况:研究不同掺杂,不同对称性(以I n０．６２５G a０．３７５A s P２２２和I n０．８７５G a０．１２５A sPＧ４２M为例).图３㊀掺杂总数随I n组分变化图F i g３T h en u m b e ro fd o p i n g v e r s u s i n d i u m c o m p oＧn e n t图４㊀对称类型数量随I n组分变化图F i g４T h en u m b e ro f s y mm e t r i c a l t y p e sv e r s u s i n d iＧu mc o m p o n e n t２㊀收敛性测试及结果讨论２．１㊀收敛性测试计算前对K点网格密度和截断能E c u t进行收敛性测试,控制网格密度为２ˑ５ˑ５,截断能分别为３００,３３０,３６０,３９０,４００e V,进行测试时,其结果如表２所示.从表２可以看到,截断能从３００~４００e V变化时,其总能量㊁晶格常数已经变化不大,带隙变化明显,考虑到密度泛函理论对带隙的计算是不太准确的,因此,在进行收敛性测试时参考总能量和晶格常数的变化情况.结合计算效率和精度综合考虑,取截断能为３３０e V,这与文献[７]所取３００e V差异不大.然后再控制截断能为３３０e V,设置网格密度分别为１ˑ２ˑ２,２ˑ４ˑ４,２ˑ５ˑ５,３ˑ６ˑ６,测试结果如表３所示.结果表明,取２ˑ４ˑ４网格密度时已经收敛.为比较L D A和G G A的计算结果,还在截断能为３３０e V,网格密度为２ˑ４ˑ４时分别对这两种情况进行计算,与文献[７]得出的结论一致,对于I n x G a１－x A s材料体系, L D A方法所算结果更加接近实验值,因此本文所有计算都采用L D A交换关联函数.收敛精度设置为:原子最大位移＜０．０００２n m,原子最大应力设置为０．１G P a,每原子上的能量变化不超过２．０e－５e V,最大受力为０．０５e V/０．１n m,４种情况态密度的计算结果如图６所示.表２㊀收敛性测试结果随截断能变化情况T a b l e２C o n v e r g e n c e r e s u l t sw i t hc h a n g e d c u t e n e r g y 截断能/e V总能量/e V晶格常数/n m带隙/e V３００－１５８６８．２９０a＝１．１７５３b＝０．５９０１c＝０．５８８７０．０８３３３０－１５８６８．６５０a＝１．１７３６b＝０．５８５０c＝０．５８３００．０４３３６０－１５８６８．８３２a＝１．１６１２b＝０．５８１０c＝０．５８１４０．０４５３９０－１５８６８．５２１a＝１．１５９４b＝０．５７９０c＝０．５７９６０．００１４００－１５８６８．５２６a＝１．１５８８b＝０．５７９２c＝０．５７９７０．００１表３㊀收敛性测试结果随K点网格密度变化情况T a b l e３C o n v e r g e n c er e s u l t s w i t hc h a n g e d KＧp o i n td e n s i t yK点网格总能量/e V晶格常数/n m带隙/e V１ˑ２ˑ２－１５８６９．２６６１．１２５００．５９６７０．５９４１０．１２２ˑ４ˑ４－１５８６８．６１９１．１７３９０．５８４９０．５８２８０．０４４２ˑ５ˑ５－１５８６８．６５０１．１７３６０．５８５００．５８３００．０４４３ˑ６ˑ６－１５８６８．６５４１．１７４３０．５８５２０．５８２４０．０４８２．２㊀结果讨论２．２．１㊀第１种情况研究同掺杂,同对称性(以I n０．５G a０．５A s中的P２型对称性为例),对于I n０．５G a０．５A s,随机选两种P２型对称性结构对能带和态密度进行计算,为方便描述,记第一种P２型为P２ＧA,第二种记为P２ＧB.结果表明,P２ＧA带隙为０．０４３e V,P２ＧB带隙为０．０４４e V,文献[８]实验值为０．８７２e V,与本文计算值相差很多,这是由于密度泛函理论本身的缺陷所致.但是第一性原理对能带结构的计算还是比较精确,因此可以对计算结果作剪刀运算就可以得到准确的能带结构,如图５所示,图中纵坐标０刻度为费米能级,可以看到经过剪刀算符处理以后,其能带结构相对比较准确.０８１８０２０１８年第８期(４９)卷图５㊀P ２对称性能带图F i g ５B a n dd i a g r a mo f P ２s y mm e t r y I n ０．５G a ０．５As ㊀㊀对比图６(a )和(b )可知,对于I n ０．５G a ０．５A s 掺杂的同一对称性P ２来说,其本质是同种材料,因此具有相同态密度.从分波态密度也可以看出,在费米能级附近电子态主要由体系S 和P 轨道上电子贡献,因此I n ０．５G a ０．５As 的物理性质主要由S 和P 轨道电子决定,而d 轨道在－１５e V 附近具有很强的局域性.２．２．２㊀第２种情况研究同掺杂,不同对称性(以I n ０．５G a ０．５A s 中的P Ｇ４２C 和P ２为例),对比图６(b )与(c )发现,对于掺杂相同的两种不同对称性结构,其态密度也基本到一致,其物理性质仍然由S ㊁P 轨道电子决定,P Ｇ４２C 相对于P ２来说,在离费米能级－１４e V 处,d 轨道多了一个小尖峰,同时态密度略有降低,但这个能量附近的态密度对体系物理性质的影响较小,因此,可以认为对于同一掺杂而对称性不同时,体系性质基本相同.图６㊀４类情况下I n x G a １－x As 分波态密度F i g ６T h e d e n s i t y o f s t a t e o f I n x G a １－x As i n f o u r t y p e s ２．２．３㊀第３种情况研究不同掺杂,同一对称性(以I n ０．８７５G a ０．１２５As 和I n ０．５G a ０．５A s 的P Ｇ４２M 为例);对比(d )与(e )发现,I n ０．８７５G a ０．１２５A sP Ｇ４２M 与I n ０．５G a ０．５AsP Ｇ４２M 态密度差异非常大.后者d 轨道在能量为－１５e V 左右分裂成了两个小尖峰,且整体态密度接近前者一半左右,而且后者在－３６e V 附近出现了一个新的较强局域态,前者的s 轨道的小尖峰出现在能量为１７e V 附近,而后者则向右移动了４e V 左右,且态密度为前者２０％左右.从图中还可以发现,二者的p 轨道态密度差异相对较小.虽然二者对称性同为P Ｇ４２M 型,但因其掺杂浓度相差很大,导致其能隙和态密度都明显区别.２．２．４㊀第４种情况研究不同掺杂,不同对称性(以I n ０．６２５G a ０．３７５As P ２２２和I n ０．８７５G a ０．１２５A sP Ｇ４２M 为例);对比图６(d )和(f)图发现,由于其掺杂浓度与对称性都不一样,因此它们的分波态密度和能隙差异较大,I n ０．８７５G a ０．１２５AsS 轨道在能量为－６,９e V ,１７e v 附近与I n ０．６２５G a ０．３７５As ＧP ２２２相比,都有不同程度的增大,且前者d 轨道态密度尖峰在能量为－１４e V 附近比后者高了３０e V 左右,而P 轨道电子态二者相差不多.结合对图６(d)和(e)的分析,不难发现掺杂浓度相差越大时,其态密度也会相差越大,而对称性的差异对态密度的影响较小.３㊀结㊀论在对１６原子G a A s 模型进行I n 替位式掺杂的相关特性进行计算时,发现随着I n 组分从０~１变化时(间隔为０．１２５),针对所有组分,有２５６种替位方式总计１３种对称性结构类型.分别研究了４种情况:同掺杂,同对称性(以I n ０．５G a ０．５A s 中的P ２型对称性为例);同掺杂,不同对称性(以I n ０．５G a ０．５As 中的P Ｇ４２M 和P ２为例);不同掺杂,同一对称性(以I n ０．８７５G a ０．１２５As 和I n ０．５G a ０．５A s 的P Ｇ４２M 为例);不同掺杂,不同对称性(以I n ０．６２５G a ０．３７５A sP ２２２和I n ０．８７５G a ０．１２５AsP Ｇ４２M 为１８１８０刘雪飞等:１６原子G a A s 超胞中I n 替位式掺杂模型研究例).结果表明晶体的物理性质受掺杂浓度的影响较大,而受对称性的影响比较小.可以得出结论:同掺杂,同对称性的物理性质完全相同,可认为是同一结构;同掺杂,不同对称性物理性质基本相同;不同掺杂,同一对称性及不同掺杂,不同对称物理性质差异较大.因此,在研究掺杂浓度对材料物理性质影响时,可以忽略对称类型对物理性质的影响,为提高研究效率具有一定意义.参考文献:[１]㊀P h i l l i p s J,B h a t t a c h a r y aP,K e n n e r l y S W,e t a l．S e l fＧa sＧs e m b l e dI n A sＧG a A s q u a n t u mＧd o t i n t e r s u b b a n dd e t e c t o r s [J]．I E E EJ o u r n a l o fQ u a n t u mE l e c t r o n i c s,１９９９,３５(６):９３６Ｇ９４３．[２]㊀B i m b e r g D,K i r s t a e d t e r N,L e d e n t s o v N N,e ta l．I nＧG a A sＧG a A s q u a n t u mＧd o t l a s e r s[J]．I E E EJ o u r n a lo fs eＧl e c t e dt o p i c si n q u a n t u m e l e c t r o n i c s,１９９７,３(２):１９６Ｇ２０５．[３]㊀L i uA Y,P e t e r s J,H u a n g X,e t a l．E l e c t r i c a l l yp u m p e dc o n t i n u o u sＧw a v e１．３μm q u a n t u mＧd o tl a se r se p i t a x i a l l yg r o w no n o nＧa x i s(００１)G a P/S i[J]．O p t i c s L e t t e r s,２０１７,４２(２):３３８Ｇ３４１．[４]㊀M a t h o n n ièr eS,S e m t s i v M P,M a s s e l i n k W T．T h e r m a la n n e a l i n g o fl a t t i c eＧm a t c h e d I n G a A s/I n A l A s q u a n t u mＧc a s c ade l a s e r s[J]．J o u r n a l of C r y s t a lG r o w t h,２０１７,４７７:２５８Ｇ２６１．[５]㊀U e n o M,K o s a s a y a m aY,S u g i n oT,e t a l．６４０ˑ４８０p i x e l u n c o o l e d i n f r a r e dF P A w i t hS O I d i o d ed e t e c t o r s[C]//I nＧf r a r e d T e c h n o l og y a n d A p p l i c a t i o n s X X X I．B e l l i n gh a m:I n t e r n a t i o n a lS o c i e t y f o r O p t i c s a n d P h o t o n i c s,２００５,５７８３:５６６Ｇ５７８．[６]㊀M i r i nRP,I b b e t s o n JP,N i s h i K,e t a l．１．３μm p h o t o l uＧm i n e s c e n c e f r o mI n G a A s q u a n t u md o t s o nG a A s[J]．A pＧp l i e dP h y s i c sL e t t e r s,１９９５,６７(２５):３７９５Ｇ３７９７．[７]㊀W a n g L,L iM,W a n g W,e t a l．S t r a i n a c c u m u l a t i o n i n IＧn A s/I n x G a１－x A s q u a n t u m d o t s[J]．A p p l i e dP h y s i c s A,２０１１,１０４(２):５６７Ｇ５７２．[８]㊀Y a nX,Z h a n g X,R e nX,e t a l．G r o w t ha n d p h o t o l u m iＧn e s c e n c eo f I n x G a１－x A s q u a n t u m d o t so nt h es u r f a c eo fG a A sn a n o w i r e sb y m e t a l o r g a n i cc h e m i c a l v a p o rd e p o s iＧt i o n[J]．A p p l i e dP h y s i c sL e t t e r s,２０１２,１０１(２):３９５．[９]㊀Y a n g X i a o j i e,W a n g Q i n g,M a W e n q u a n,e ta l．E n e r g y l e v e lc a l c u l a t i o n so fI n G a A s/G a A s q u a n t u m d o ta r r a y s[J]．J o u r n a l o fP h y s i c s,２００７,５６(９):５４２９Ｇ５４３５(i nC h iＧn e s e)．杨晓杰,王㊀青,马文全,等．I n G a A s/G a A s量子点阵列中的能级计算[J]．物理学报,２００７,５６(９):５４２９Ｇ５４３５．[１０]㊀S o n g Y a n r o n g,H u aL i n g l i n g,Z h a n g P e n g,e ta l．T h ec a l c u l a t i o no ft h eb a n ds t r u c t u r eo ft h eI n G a A s/G a A ss t r a i n q u a n t u mt r a p[J]．J o u r n a l o f B e i j i n g U n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y,２０１１,３７(４):５５５Ｇ５６９(i nC h i n e s e)．宋晏蓉,华玲玲,张㊀鹏,等．I n G a A s/G a A s应变量子阱能带结构的计算[J]．北京工业大学学报,２０１１,３７(４):５６５Ｇ５６９．[１１]㊀J i n M,C h a n g B,C h e n g H,e t a l．R e s e a r c ho n q u a n t u me f f i c i e n c y o ft r a n s m i s s i o nＧm o d e I n G a A s p h o t o c a t h o d e[J]．O p t i kＧI n t e r n a t i o n a l J o u r n a l f o rL i g h ta n dE l e c t r o nO p t i c s,２０１４,１２５(１０):２３９５Ｇ２３９９．[１２]㊀R a v i n d i r a n M,S h a n k a rP．S p i n t r o n i cb a s e ds u p e r l a t t i c e s t r u c t u r em o d e l l i n g f o r p h o t o v o l t a i ca p p l i c a t i o n[J]．S uＧp e r l a t t i c e s a n d M i c r o s t r u c t u r e s,２０１４,７５:７９Ｇ８８．[１３]㊀M aCG,K r a s n e n k oV,B r i k M G．A n a b i n i t i o s t u d y o f t h e d i r e c tＧi n d i r e c t b a n d g a p t r a n s i t i o n i nA l x I n１－x Pa lＧl o y s[J]．S o l i dS t a t eC o mm u n i c a t i o n s,２０１５,２０５:５５Ｇ６０．[１４]㊀S h u W e i．R e s e a r c ho fⅢＧⅤc o n t a i n i n g B,Ns e m i c o nＧd u c t o r m a te r i a l a n d t h e c h a r a c t e r i s t i c s of G a A sn a n o w i r e s[D]．B e i j i n g:B e i j i n g U n i v e r s i t y o fP o s t s a n dT e l e c o mm u n i c a t i o n s,２０１２(i nC h i n e s e)．舒㊀伟．ⅢＧⅤ族含B,N半导体材料与G a A s纳米线的特性研究[D]．北京:北京邮电大学,２０１２．[１５]㊀Y i nL,C h e nL,Z h a n g S,e t a l．T h e o r e t i c a l s t u d y o n t h ee l e c t r o n s t r u c t u r e a n do p t i c a l p r o p e r t i e s of C s a d s o r p t i o no n I n０．５３G a０．４７A s(１００)β２(２ˑ４)r e c o n s t r u c t i o ns u r f a c e[J]．O p t i kＧI n t e r n a t i o n a l J o u r n a l f o rL i g h ta n dE l e c t r o nO p t i c s,２０１７,１３０:５３１Ｇ５３８．S t u d y o f i n d i u md o p e dm o d e l o f１６Ｇa t o m G a A s s u p e r c e l lL I U X u e f e i１,２,L U OZ i j i a n g３,Z H O U X u n２,WA N GJ i h o n g１,W E I J i e m i n１,４,WA N G Y i１,G U O X i a n g１,L A N G Q i z h i１,L I U W a n s o n g２,D I N GZ h a o１(１．C o l l e g e o f B i g D a t a a n d I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g,G u i z h o uU n i v e r s i t y,G u i y a n g５５００２５,C h i n a;２．C o l l e g e o f P h y s i c s a n dE l e c t r o n i cS c i e n c e,G u i z h o uN o r m a lU n i v e r s i t y,G u i y a n g５５００２５,C h i n a;３．C o l l e g e o f I n f o r m a t i o n,G u i z h o uU n i v e r s i t y o f F i n a n c e a n dE c o n o m i c s,G u i y a n g５５００２５,C h i n a;４．G u i z h o u I n s t i t u t e o fT e c h n o l o g y,G u i y a n g５５０００２,C h i n a)A b s t r a c t:Ad e t a i l e d s t u d y o f１６a t o m i cG a A s s u p e r c e l lm o d e l d o p e dw i t h i n d i u mb y r e p l a c i n g g a l l i u m p o s i t i o n i s c a r r i e do u t i n t h i s p a p e r．W h e n i n d i u mc o m p o s i t i o n i s c h a n g e d f r o m０t o１,２５６k i n d s o f d o p i n g a n d１３s y mm e tＧr i c t y p e sw e r e f o u n d．D i f f e r e n t s y mm e t r yp r o p e r t i e s r e s u l t e d f r o mt h e s a m e i n d i u mc o m p o s i t i o na n d t h es a m e s y mm e t r yp r o p e r t i e sw e r e c o r r e s p o n d i n g t o t h e d i f f e r e n t i n d i u mc o m p o s i t i o n．F o u r k i n d s o f s i t u a t i o n o f t h e p a rＧt i a l d e n s i t y o f s t a t ew e r e c a l c u l a t e d．T h e r e s u l t s s h o wt h a t c o m p o s i t i o no f i n d i u mi s t h em a i n f a c t o r t h a t i n f l uＧe n c e s t h e p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f I n x G a１－x A s,w h i l e t h e i n f l u e n c e o f s y mm e t r y t y p e c a nb e i g n o r e d．K e y w o r d s:I n x G a１－x A s;r e p l a c i n g d o p i n g;b a n d s t r u c t u r e;s y m m e t r y２８１８０２０１８年第８期(４９)卷。
