A systematic density functional theory study of strain effects on the electronic band structure of the group-III nitrides (AlN, GaN, and InN) is presented. To overcome the deficiencies of the local-density and generalized gradient approximations the Heyd–Scuseria–Ernzerhof (HSE) hybrid functional is used. Cross checks for GaN demonstrate good agreement between HSE and exact-exchange based G0W0 calculations. We observe a pronounced nonlinear dependence of band-energy differences on strain. For realistic strain conditions in the linear regime around the experimental equilibrium volume a consistent and complete set of deformation potentials is derived.

2.
S.
Nakamura
,
M.
Senoh
,
S.
Nagahama
,
N.
Iwasa
,
T.
Yamada
,
T.
Matsushita
,
Y.
Sugimoto
, and
H.
Kiyoku
,
Appl. Phys. Lett.
69
,
4056
(
1996
).
3.
Y.
Taniyasu
,
M.
Kasu
, and
T.
Makimoto
,
Nature (London)
441
,
325
(
2006
).
4.
B. S.
Kang
,
F.
Ren
,
B. P.
Gila
,
C. R.
Abernathy
, and
S. J.
Pearton
,
Appl. Phys. Lett.
84
,
1123
(
2004
).
5.
S.
Kako
,
C.
Santori
,
K.
Hoshino
,
S.
Götzinger
,
Y.
Yamamoto
, and
Y.
Arakawa
,
Nature Mater.
5
,
887
(
2006
).
6.
H. S.
Jung
,
Y. J.
Hong
,
Y.
Li
,
J.
Cho
,
Y.
Kim
, and
G.
Yi
,
ACS Nano
2
,
637
(
2008
).
7.
Y. C.
Shen
,
G. O.
Mueller
,
S.
Watanabe
,
N. F.
Gardner
,
A.
Munkholm
, and
M. R.
Kramers
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
141101
(
2007
).
8.
K. T.
Delaney
,
P.
Rinke
, and
C. G.
Van de Walle
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
191109
(
2009
).
9.
G. D.
Chen
,
M.
Smith
,
J. Y.
Lin
,
H. X.
Jiang
,
S. H.
Wei
,
M. A.
Kahn
, and
C. J.
Sun
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
2784
(
1996
).
10.
B.
Gil
,
O.
Briot
, and
R. L.
Aulombard
,
Phys. Rev. B
52
,
R17028
(
1995
).
11.
W.
Shan
,
A. J.
Fischer
,
J. J.
Song
,
G. E.
Bulman
,
H. S.
Kong
,
M. T.
Leonard
,
W. G.
Perry
,
M. D.
Bremser
, and
R. F.
Davis
,
Appl. Phys. Lett.
69
,
740
(
1996
).
12.
P.
Misra
,
U.
Behn
,
O.
Brandt
,
H. T.
Grahn
,
B.
Imer
,
S.
Nakamura
,
S. P.
DenBaars
, and
J. S.
Speck
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
161920
(
2006
).
13.
I.
Vurgaftman
and
J. R.
Meyer
,
J. Appl. Phys.
94
,
3675
(
2003
).
14.
P.
Perlin
,
L.
Mattos
,
N. A.
Shapiro
, and
J.
Kruger
,
J. Appl. Phys.
85
,
2385
(
1999
).
15.
S.
Chichibu
,
T.
Azuhata
,
T.
Sota
,
H.
Amano
, and
I.
Akasaki
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
2085
(
1997
).
16.
A. A.
Yamaguchi
,
Y.
Mochizuki
,
C.
Sasaoka
,
A.
Kimura
,
M.
Nido
, and
A.
Usui
,
Appl. Phys. Lett.
71
,
374
(
1997
).
17.
H. Y.
Peng
,
M. D.
McCluskey
,
Y. M.
Gupta
,
M.
Kneissl
, and
N. M.
Johnson
,
Phys. Rev. B
71
,
115207
(
2005
).
18.
S. X.
Li
,
J.
Wu
,
E. E.
Haller
,
W.
Walukiewicz
,
W.
Shan
,
H.
Lu
, and
W. J.
Schaff
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
4963
(
2003
).
19.
S. L.
Chuang
and
C. S.
Chang
,
Phys. Rev. B
54
,
2491
(
1996
).
20.
M.
Suzuki
and
T.
Uenoyama
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
35
,
L953
(
1996
).
21.
K.
Kim
,
W. R. L.
Lambrecht
, and
B.
Segall
,
Phys. Rev. B
53
,
16310
(
1996
).
22.
J.
Heyd
,
G. E.
Scuseria
, and
M.
Ernzerhof
,
J. Chem. Phys.
118
,
8207
(
2003
).
23.
J.
Heyd
,
G. E.
Scuseria
, and
M.
Ernzerhof
,
J. Chem. Phys.
124
,
219906
(
2006
).
24.
G.
Kresse
and
J.
Furthmüller
,
Phys. Rev. B
54
,
11169
(
1996
).
25.
J. P.
Perdew
,
K.
Burke
, and
M.
Ernzerhof
,
Phys. Rev. Lett.
77
,
3865
(
1996
).
26.
P.
Rinke
,
M.
Winkelnkemper
,
A.
Qteish
,
D.
Bimberg
,
J.
Neugebauer
, and
M.
Scheffler
,
Phys. Rev. B
77
,
075202
(
2008
).
27.
G. L.
Bir
and
G. E.
Pikus
,
Symmetry and Strain-Induced Effects in Semiconductors
(
Wiley
,
New York
,
1974
).
28.
P.
Rinke
,
A.
Qteish
,
J.
Neugebauer
,
C.
Freysoldt
, and
M.
Scheffler
,
New J. Phys.
7
,
126
(
2005
).
29.
K.
Shimada
,
T.
Sota
, and
K.
Suzuki
,
J. Appl. Phys.
84
,
4951
(
1998
).
30.
Q.
Yan
,
P.
Rinke
,
M.
Scheffler
, and
C. G.
Van de Walle
(unpublished).
You do not currently have access to this content.