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基于密度泛函理论框架的第一性原理平面波赝势方法对双轴应变Si/(111) Si1-xGex(x=0.1—0.4)的能带结构进行了研究,结果表明:导带带边六度简并没有消除;应变部分消除了价带带边的简并度;导带带边能量极值k矢位置和极值附近可由电子有效质量描述的能带形状在应变条件下几乎不变;价带极大值附近可由空穴有效质量描述的能带形状随着x有规律地变化. 此外,给出的禁带宽度与x的拟
关键词:
应变硅
能带结构
第一性原理 相似文献
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应变Ge材料因其载流子迁移率高, 且与硅工艺兼容等优点, 已成为硅基CMOS研究发展的重点和热点. 本文基于压应变Ge/(001)Si1-xGex价带结构模型, 研究了压应变Ge/(001)Si1-xGex空穴各散射概率、空穴迁移率与Ge组分(x)的关系, 包括空穴离化杂质散射概率、声学声子散射、非极性光学声子散射、总散射概率以及空穴各向同性、各向异性迁移率, 获得了有实用价值的相关结论. 本文量化模型可为应力致Ge改性半导体物理的理解及相关器件的研究设计提供有重要的理论参考. 相似文献
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利用应变Si CMOS技术提高载流子迁移率是当前研究发展的重点,本征载流子浓度是应变Si材料的重要物理参数,也是决定应变Si器件电学特性的重要参量.本文基于K.P理论框架,从分析应变Si/(001)Si1-xGex材料能带结构出发,详细推导建立了300K时与Ge组分(x)相关的本征载流子浓度模型.该数据量化模型可为Si基应变器件物理的理解及器件的研究设计提供有价值的参考.
关键词:
应变Si
有效态密度
本征载流子浓度 相似文献
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详细论述Si/SiGe量子级联激光器的工作原理,通过对比找到一组合适的Si,Ge和SiGe合金的能带参数,进而应用6×6 k·p方法计算了不同阱宽、不同Ge组分Si/Si1-xGex/Si量子阱价带量子化的空穴能级本征值及其色散关系,分析Si/Si1-xGex/Si量子阱空穴态能级间距随阱宽和组分的变化规律,最后应用计算结果讨论了Si/SiGe量子级联激光器有源区的能带设计,有益于优化Si /SiGe量子级联激光器结构.
关键词:
硅锗材料
量子级联激光器
子带跃迁
k·p方法')" href="#">k·p方法 相似文献
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采用基于密度泛函理论和平面波赝势技术的CASTEP程序对Zn1-xBexO合金电子结构和光学性质进行了计算.当0≤x≤1,其带隙从0.963 eV变化到7.293 eV.分析了晶格畸变和能带间排斥效应对带隙的影响.当Be含量x=0.125,0.25,0.375,0.5,0.625,0.75时,a/b轴压应变控制着带隙变化;当x=0.875,1时,c轴压应变控制着带隙变化.能带间的p-d排斥影响价带顶变动,Γ1v与Γ1c之间排斥影响导带底变动.这些能带间的排斥效应被用来分析Zn1-xBexO带隙变动.另外,也分析了Zn1-xBexO介电函数虚部ε2.
关键词:
带结构
光学性质
应变
排斥 相似文献
10.
采用基于第一性原理的密度泛函理论平面波超软赝势法, 研究了Y掺杂SrTiO3体系的空间结构和电子结构性质, 得到了优化后体系的结构参数, 掺杂形成能, 能带结构和电子态密度. 对比掺杂浓度为0125, 025, 033时,Sr1-xYxTiO3和SrTi1-xYxO3的掺杂形成能,发现Y替代Sr能形成更稳定的结构. 对Sr1-xYxTiO3(x=0, 0125, 025, 033) 的结构进行了优化,结果表明Y替代Sr后, 随着掺杂浓度增大, 体系的晶格常数逐渐减小, 稳定性逐渐增强. 对不同掺杂浓度的Sr1-xYxTiO3能带结构的计算结果表明:纯净的SrTiO3是绝缘体, 价带顶在R点, 导带底在Γ点, 费米能级处于价带顶; 掺杂Y后, 费米能级进入到导带底中, 体系呈金属性;掺杂浓度越大,费米能级进入导带的位置越深,禁带宽度也近似变宽.
关键词:
3')" href="#">SrTiO3
电子结构
掺杂
VASP 相似文献
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首先计算了(001)晶面单轴应变张量,在此基础上采用结合形变势理论的K ·P微扰法建立了在(001)晶面内受任意方向的单轴压/张应力作用时,应变硅材料的能带结构与应力(类型、大小)及晶向的关系模型,进而分析了不同单轴应力(类型、大小)及晶向对应变硅材料导带带边、价带带边、导带分裂能、价带分裂能、禁带宽度的影响.研究结果可为单轴应变硅器件应力及晶向的选择设计提供理论依据.
关键词:
单轴应变硅
K ·P法
能带结构 相似文献
12.
基于对Poly-Si1-xGex栅功函数的分析,通过求解Poisson方程, 获得了Poly-Si1-xGex栅应变Si N型金属-氧化物-半导体场效应器件 (NMOSFET)垂直电势与电场分布模型.在此基础上,建立了考虑栅耗尽的Poly-Si1-xGex栅应变Si NMOSFET的阈值电压模型和栅耗尽宽度及其归一化模型,并利用该模型,对器件几何结构参数、 物理参数尤其是Ge组分对Poly-Si1-xGex栅耗尽层宽度的影响, 以及栅耗尽层宽度对器件阈值电压的影响进行了模拟分析.结果表明:多晶耗尽随Ge组分和栅掺杂浓度的增加而减弱, 随衬底掺杂浓度的增加而增强;此外,多晶耗尽程度的增强使得器件阈值电压增大. 所得结论能够为应变Si器件的设计提供理论依据. 相似文献
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利用Keating模型计算了Si(1-x)Gex合金中Si—Si,Ge—Ge和Si—Ge三种振动模态的拉曼频移,计算分别获得Ge浓度为01,05和09时,Si—Ge的振动拉曼频移分别为40275,41339和38815 cm-1,这些结果与文献的实验结果符合,证明了Keating模型建立的关于原子振动模型是有效的,并可以利用拉伸压缩和相邻原子键之间弹性系数变化获得处于应变状态的拉曼光谱频率.利用Kea
关键词:
Keating模型
拉曼光谱
(1-x)Gex')" href="#">Si(1-x)Gex
非晶硅 相似文献
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Valence band structure and density of states effective mass model of biaxial tensile strained silicon based on k·p theory 下载免费PDF全文
After constructing a stress and strain model, the valence bands of in-plane biaxial tensile strained Si is calculated by k·p method. In the paper we calculate the accurate anisotropy valance bands and the splitting energy between light and heavy hole bands. The results show that the valance bands are highly distorted, and the anisotropy is more obvious. To obtain the density of states (DOS) effective mass, which is a very important parameter for device modeling, a DOS effective mass model of biaxial tensile strained Si is constructed based on the valance band calculation. This model can be directly used in the device model of metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET). It also a provides valuable reference for biaxial tensile strained silicon MOSFET design. 相似文献
15.
通过溶胶-凝胶旋涂方法结合后退火工艺在Si(100)上制备了不同厚度的La0.9Sr0.1MnO3(LSMO)薄膜,利用X射线衍射(XRD)和共焦显微拉曼散射(Raman)研究了LSMO/Si(100)薄膜的微结构.研究结果表明90 nm厚的LSMO薄膜具有正交相结构,当厚度大于150 nm时,薄膜具有菱方相结构. 150 nm厚的薄膜的Raman图谱中,490 cm-1和602 cm-1正交结构
关键词:
薄膜
1-xSrxMnO3')" href="#">La1-xSrxMnO3
共焦显微拉曼
微结构 相似文献
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基于k·p微扰理论, 通过引入应变哈密顿量作为微扰, 建立了双轴应变Ge/Si1-xGex价带色散关系模型. 模型适于任意晶向弛豫Si1-xGex虚衬底上的应变Ge价带结构, 通过该模型可获得任意k方向应变Ge的价带结构和空穴有效质量. 模型的Matlab模拟结果显示, 应变Ge/Si1-xGex价带带边空穴有效质量随Ge组分的增加而减小, 其各向异性比弛豫Ge更加显著. 本文研究成果对Si基应变Ge MOS器件及集成电路的沟道应力与晶向的设计有参考价值. 相似文献
17.
利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构(XANES)方法研究了在Si(100)衬底上及600℃温度条件下用分子束外延(MBE)共蒸发方法生长的MnxSi1-x磁性薄膜的结构.由XRD结果表明,只有在高Mn含量(8%和17%)样品中存在着Mn4Si7化合物物相.而XANES结果则显示,对于Mn浓度在0.7%到17%之间的MnxSi1-x样品,其Mn原子的XANES谱表现出了一致的谱线特征.基于多重散射的XANES理论计算进一步表明,只有根据Mn4Si7模型计算出的理论XANES谱才能够很好的重构出MnxSi1-x样品的实验XANES谱.这些研究结果说明在MnxSi1-x样品中,Mn原子主要是以镶嵌式的Mn4Si7化合物纳米晶颗粒存在于Si薄膜介质中,几乎不存在间隙位和替代位的Mn原子.
关键词:
xSi1-x磁性薄膜')" href="#">MnxSi1-x磁性薄膜
分子束外延
XRD
XANES 相似文献
18.
本文基于第一性原理中的Heyd-Scuseria-Ernzerh方法研究了单层In1-xGaxN的电子结构和光学性质.计算得到单层In1-xGaxN的能带结构和态密度(DOS),发现随着掺杂比例的变化,体系带隙的变化范围是1.8~3.8 eV,表明通过Ga的掺杂可以实现体系带隙值的调节.并且还研究了单层In1-xGaxN的介电函数,折射率和吸收系数等光学性质,结果表明随着Ga掺杂浓度的增加,介电函数谱的主峰和吸收谱发生了显著的蓝移.此外,基于能带结构和态密度图谱,对单层In1-xGaxN的光学性质进行分析,预测这种材料独特的光学性质在纳米电子学和光学器件中会有广泛的应用. 相似文献