0　引言

　　GaN作為ⅢⅤ半導體材料中一種重要的半導體材料，具有禁帶寬度大、介電常量小、發光效率高、耐高溫、抗輻射、硬度高等特性，在短波長光電器件、高溫器件、大功率器件和高密度集成的電子器件等方面得到了廣泛的應用.近幾十年來，物質高壓行為已引起人們的廣泛關注，晶體結構高壓相變的研究已經成為一個重要的研究領域.尤其是激光技術、同步輻射和金剛石壓砧高壓技術的出現及其廣泛應用，使得人們對物質結構的高壓相變機制有了更進一步的認識.高壓下GaN 的穩定性及其相變問題已引起了人們的廣泛關注.在實驗方面，Perlin等人利用X 射線吸收光譜方法得到纖鋅礦到氯化鈉結構(也稱為巖鹽結構)的相變壓強為47.0GPa;Ueno等人利用X 射線衍射方法得到纖鋅礦到氯化鈉結構的相變壓強為52.2GPa.

　　在進行實驗研究的同時，大量的理論研究也隨之展開，AbuJafar等人利用全勢線性綴加平面波(FullPotential Linearized Augmented Plane Wave，FPLAPW ) 局域密度近似(Local DensityApproximation， LDA ) 和廣義梯度近似(GeneralizedGradientAproximation，GGA)方法分別得到纖鋅礦結構到氯化鈉結構的相變壓強為38.1GPa和42.3GPa;Halsall等人利用平面波贗勢(PlaneWavePseudopotentials，PWP)局域密度近似方法得到纖鋅礦到氯化鈉結構的高壓相變發生在50.0GPa;直到最近，Saoud 等人利用平面波贗勢廣義梯度近似方法得到纖鋅礦到氯化鈉結構的相變壓強為45.0GPa.盡管GaN 高壓相變的性質在理論和實驗上得到了大量地研究，但迄今為止，GaN 纖鋅礦到氯化鈉結構的相變點壓強仍存在爭議，尤其是對相變點壓強附近的電子結構和光學性質的變化機制報道較少.本文采用平面波贗勢從頭計算方法研究GaN 纖鋅礦到氯化鈉結構相變的基本問題，包括相變點壓強、晶體結構、電子結構、光學性質等.同時將在此基礎上進一步探討相變點附近的電子結構和光學性質的變化機制.

　　1　計算方法與模型

　　理想GaN 為六方纖鋅礦結構，屬于P63mc空間群，晶格參量犪=犫=0.3189nm，犮=0.5185nm，其中犮/犪為1.626.其晶胞由Ga的六角密堆積和N的六角密堆積反向套構而成.本文計算由CASTEP[10]量子力學模塊完成，在給定初始的原子排列后，求解出系統穩定時的基態電子分布、總能量、能帶結構等.