J. Phys. France 40, 749-761 (1979)
DOI: 10.1051/jphys:01979004008074900

Trends in the band structure of defect tetrahedral compound semiconductors : oxides and other systems with 4-2 local coordination

M. Bensoussan¹ et M. Lannoo<sup>2

1</sup>  Centre National d'Etudes des Telecommunications, 196, rue de Paris, 92220 Bagneux, France
²  Equipe de Physique des Solides , ISEN, 3, rue François-Baës, 59046 Lille, France

Abstract
A tight binding Hamiltonian is used to investigate the electronic structure and the average local character of eigenstates in a large class of compounds with 4-2 local coordination. General theorems are established for AX 2 and AB X4 compounds relating the existence of gaps to the local environment. General expressions are derived concerning the « s » or « p » character of the eigenstates on any atom. The highest valence band is shown to be in all cases a pure p non bonding or lone pair band on the X atom. One finds quite generally that the valence band of AX2 systems splits into three subbands for which only two distinct possibilities can exist. Additional gaps are obtained for AB X4 systems. A detailed numerical investigation is made especially in the important case of oxides.

Résumé
Un Hamiltonien de liaisons fortes est appliqué à l'étude de la structure électronique et du caractère local des fonctions d'onde dans une famille de composés à coordinance locale 4-2. Des théorèmes généraux sont établis pour les composés AX2 et AB X4 reliant l'existence de bandes interdites à l'environnement local. Des expressions générales du caractère « s » ou « p » sur chaque atome sont obtenues. Dans tous les cas, la bande de valence la plus haute est « p » pure à caractère non liant sur l'atome X et correspond à un « doublet libre ». De façon générale la bande de valence des systèmes AX2 se scinde en trois sous-bandes pour lesquelles il n'existe que deux possibilités distinctes. Des bandes interdites additionnelles existent pour les composés AB X4. Une application numérique détaillée est faite dans le cas important des oxydes.

PACS
7120N - Semiconductor compounds.

Key words
band structure of crystalline semiconductors and insulators -- semiconductors -- tight binding calculations