有限厚勢壘應(yīng)變GaN-AlxGa1-xN異質(zhì)結(jié)中雜質(zhì)態(tài)及壓力效應(yīng).pdf

1、近年來,對GaN、AlN和InN等閃鋅礦和纖鋅礦Ⅲ—Ⅴ族氮化物半導(dǎo)體低維材料的研究及其應(yīng)用是半導(dǎo)體物理的前沿和熱點之一,由于其具有寬帶隙及良好的光電特性,因而在微電子器件及光電子器件中有廣泛應(yīng)用。對應(yīng)變氮化物異質(zhì)結(jié)材料的研究對其物性及理論的發(fā)展有著重要的意義,并可為以后半導(dǎo)體器件的設(shè)計提供新思路。
　　 本文對應(yīng)變 AlxGa1-xN／GaN單異質(zhì)結(jié)系統(tǒng),考慮理想界面異質(zhì)結(jié)有限厚勢壘,引入簡化相干勢近似并計入三元混晶效應(yīng),并考慮

2、內(nèi)建電場影響,分別采用變分法和數(shù)值計算方法討論應(yīng)變氮化物半導(dǎo)體實際異質(zhì)結(jié)中施主雜質(zhì)態(tài)的結(jié)合能,并進一步討論流體靜壓力效應(yīng)。本文的工作分為兩個主要部分：第一部分的工作是以GaN為襯底的應(yīng)變纖鋅礦AlxGa1-xN／GaN異質(zhì)結(jié)系統(tǒng),考慮理想界面有限厚勢壘,采用變分法計算雜質(zhì)態(tài)的結(jié)合能,討論了不同壘厚、雜質(zhì)位置及組分對結(jié)合能的影響,并與無限厚勢壘情況作了比較.結(jié)果發(fā)現(xiàn),當壘厚、組分較小且溝道層中雜質(zhì)位置靠近界面時,有限厚勢壘時雜質(zhì)態(tài)的結(jié)合能

3、明顯大于無限厚勢壘情形.流體靜壓力下結(jié)合能隨流體靜壓力呈近線性變化,趨勢與無限厚勢壘情形類同；第二部分則改進第一部分采用的變分法,將z方向所用的變分函數(shù)變?yōu)閿?shù)值求解波函數(shù)計算該異質(zhì)結(jié)系統(tǒng)雜質(zhì)態(tài)的結(jié)合能,從而提高了計算精度。結(jié)果顯示,當溝道層中雜質(zhì)位置靠近界面時,數(shù)值波函數(shù)計算所得結(jié)合能明顯大于采用變分波函數(shù)所得結(jié)果,而當雜質(zhì)位置遠離界面時,數(shù)值波函數(shù)計算所得結(jié)果明顯小于變分波函數(shù)所得結(jié)果.結(jié)合能隨流體靜壓力仍然呈近線性變化,與采用變分波