贗襯底Ge組分對Si-SiGe量子阱子帶光躍遷的影響.pdf

1、近幾十年來，中遠(yuǎn)紅外光電探測器因越來越廣泛的應(yīng)用而受到極大的重視，Ⅲ-Ⅴ族化合物(以GaAs為代表)經(jīng)過多年的研究，基于此類材料的發(fā)光和探測器件已經(jīng)實現(xiàn)。但這些器件有兩個局限：一、它們不能直接耦合正入射光，需要增加復(fù)雜的光柵耦合結(jié)構(gòu)；二、這些光電器件與以Si為基礎(chǔ)發(fā)展起來的成熟微電子工藝并不兼容。而基于Ⅳ族元素的中遠(yuǎn)紅外量子阱紅外光電探測器(QwIP)卻既可以直接耦合正入射光，又可以直接做在Si讀出電路上，實現(xiàn)光電子器件的單片集成。隨著

2、人們對Si和SiGe合金研究的深入，P型Si/SiGe QWIP(尤其是張應(yīng)變Si/SiGe QWIP)將展示出更加誘人的前景。
　　 目前，基于空穴子帶躍遷的Si/SiGe QWIP紅外吸收效率較低，原因在于量子阱中基態(tài)上的空穴載流子有效質(zhì)量偏大，本文通過在量子阱中引入不同類型的應(yīng)變來改善量子阱的紅外吸收特性。改變贗襯底中的Ge組分，可以在不直接影響量子阱帶階的情況下，研究應(yīng)變對量子阱子帶躍遷的影響。本論文開展了應(yīng)變Si/Si

3、Ge量子阱價帶空穴子帶躍遷特性研究，主要工作和成果有：
　　 1、使用6×6k·p理論系統(tǒng)研究了應(yīng)變Si/SiGe量子阱的價帶能帶結(jié)構(gòu)和贗襯底Ge組分對單量子阱能級和色散曲線的影響。研究發(fā)現(xiàn)單量子阱輕空穴能級隨著贗襯底Ge組分的增加向低能方向移動。
　　 2、計算了張應(yīng)變Si/SiGe多量子阱的價帶能帶結(jié)構(gòu)，定量分析了贗襯底Ge組分對多量子阱能級和色散曲線的影響，定量分析了勢壘寬度對多量子阱子帶能級的影響。針對阱寬為7n