English

GaN has a direct band gap of ~ 3.4 eV and is therefore a suitable material for the production of blue and green light emitting diodes and lasers. GaN crystallises usually in the hexagonal (wurtzite) form. However, the production of high-quality material is difficult since the lack of suitable substrates causes a high density of extended defects and rough surfaces. So far, little is known about these defects and surfaces and their influence concerning the optical properties of the material. In this work we use local-density-functional methods to investigate the structures and electrical properties as well as the formation energies of surfaces and extended defects in hexagonal GaN. In particular, we explore pure dislocations and surfaces and the behaviour of oxygen at these structures.

Deutsch

Mit einer direkten Bandlücke von ca. 3.4 eV ist GaN ein vielversprechendes Material für die Herstellung von blauen und grünen Leuchtdioden und Lasern. Die energetisch tiefstliegende und damit am einfachsten produzierbare Phase von GaN ist hexagonal. Noch gibt es jedoch beim Wachstum von hochwertigem hexagonalem Material Probleme, da das Fehlen geeigneter Substrate eine Vielzahl von ausgedehnten Defekten und oft rauhe Oberflächen hervorruft. Die Strukturen dieser Defekte und Oberflächen sowie ihr Einfluss auf die optischen Eigenschaften des Materials sind noch weithin ungeklärt. In der vorliegenden Arbeit werden strukturelle und elektronische Eigenschaften und die Bildungsenergien von Oberflächen und ausgedehnten Defekten in GaN in der hexagonalen Phase theoretisch untersucht. Insbesondere werden Versetzungen und Oberflächen in reiner Form sowie mit angelagertem Sauerstoff charakterisiert. Die verwendeten Verfahren basieren auf der Dichtefunktionaltheorie und ermöglichen eine Beschreibung mit bestmöglicher Genauigkeit.