第一性原理研究应变Si/(111)Si1-xGex能带结构

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) Si_1-xGe_x(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     

应变Si1-xGex能带结构研究

采用结合形变势理论的K.P微扰法建立了（001）,（101）和（111）面弛豫Si衬底上生长的应变Si_1-xGe_x（x≤0.5）的能带结构模型,获得了其导带带边能级、价带带边能级、导带劈裂能、价带劈裂能及禁带宽度随Ge组分（x）的函数变化关系,该量化数据对器件研究设计可提供有价值的参考． 关键词： 1-xGe_x')" href="#">应变Si_1-xGe_x K.P 法 能带结构     

(001)面任意方向单轴应变硅材料能带结构

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     

Ga掺杂ZnO的电子结构与电性能的研究

采用密度泛函理论广义梯度近似第一性原理计算的方法研究了n型Ga掺杂的纤锌矿结构氧化物ZnO的晶格结构、能带结构和态密度,在此基础上分析了其电性能.计算结果表明,掺杂ZnO氧化物晶格a,b轴增大,c轴略有减小;Ga掺杂ZnO氧化物两能带之间具有0.6eV的直接带隙,需要载流子(电子)跃迁的能隙宽度较未掺杂的ZnO氧化物减小;掺杂体系费米能级附近的态密度大大提高,其能带主要由Gas态、Zns态和Os态电子构成,且他们之间存在着强相互作用,其中Gas态电子对导带贡献最大.电输运性能分析结果表明,Ga掺杂ZnO氧化物导电机构由Znp-Op电子在价带与导带的跃迁转变为Gas-Znd-Os电子在价带与导带的跃迁,这也表明Gas态电子在导电过程中的重要作用;掺杂体系费米能级附近的载流子有效质量较未掺杂体系增大,且价带中的载流子有效质量较大,导带中的载流子有效质量较小.     

应变Si/(001)Si1-xGex空穴有效质量各向异性

基于应变Si/(001)Si1-xGex材料价带E(k)-k关系模型,研究获得了其沿不同晶向的空穴有效质量.结果表明,与弛豫材料相比,应变Si/(001)Si1-xGex材料价带带边(重空穴带)、亚带边(轻空穴带)空穴有效质量在某些k矢方向变化显著,各向异性更加明显.价带空穴有效质量与迁移率密切相关,该研究成果为Si基应变PMOS器件性能增强的研究及导电沟道的应力与晶向设计提供了重要理论依据.     

单轴应变Si导带色散关系解析模型

本文基于k·p 理论框架, 分析了单轴应力对导带能带结构的影响, 详细讨论了剪切应力作用下布里渊区边界X点处Δ₁和Δ_2′ 能带之间的耦合作用及其对导带能谷极小值的改变, 由此进一步给出了能谷极值点附近的色散关系. 最后通过不同能谷之间的坐标变换, 得到了任意单轴应力作用下每个能谷的色散关系. 本文的研究可以为单轴应变Si材料物理性质的理解以及对反型层能带结构、电学特性的相关研究提供一定的理论参考.     

生长在Si(OO1)衬底上的超晶格(Si_2)_4/(GaAs)_4的电子能带结构及光学性质

按照Peressi等的第一性原理赝势计算得到的原子几何构形及能带边不连续值,采用紧束缚方法计算了生长在Si(001)衬底上的超晶格(Si_2)_4/(GaAs)_4的电子能带结构及光跃迁振子强度.相应于两种不同的原子几何构形:X端界面及Y端界面情况,超晶格具有不同的基本带隙.但是不管哪种情况,它们都存在能量近乎简并的两类导带底能谷——Γ能谷及△能谷,它们的价带顶都处在Γ点.X端界面超晶格的价带顶附近的状态主要由GaAs层的价态波函数组成.对于Y端界面超晶格的价带顶附近的状态,Si层和GaAs层的价态波函数     

直接带隙Ge_(1-x)Sn_x本征载流子浓度研究

通过合金化改性技术,Ge可由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体.改性后的Ge半导体可同时应用于光子器件和电子器件,极具发展潜力.基于直接带隙Ge1-x Sn x半导体合金8带Kronig-Penny模型,重点研究了其导带有效状态密度、价带有效状态密度及本征载流子浓度,旨在为直接带隙改性Ge半导体物理的理解及相关器件的研究设计提供有价值的参考.研究结果表明:直接带隙Ge1-x Sn x合金导带有效状态密度随着Sn组分x的增加而明显减小,价带有效状态密度几乎不随Sn组分变化.与体Ge半导体相比,直接带隙Ge1-x Sn x合金导带有效状态密度、价带有效状态密度分别低两个和一个数量级;直接带隙Ge1-x Sn x合金本征载流子浓度随着Sn组分的增加而增加,比体Ge半导体高一个数量级以上.     

应变Si/(001)Si1-xGex空穴有效质量各向异性

基于应变Si/（001）Si_1-xGe_x材料价带E（k）-k关系模型,研究获得了其沿不同晶向的空穴有效质量.结果表明,与弛豫材料相比,应变Si/（001）Si_1-xGe_x材料价带带边（重空穴带）、亚带边（轻空穴带）空穴有效质量在某些k矢方向变化显著,各向异性更加明显.价带空穴有效质量与迁移率密切相关,该研究成 关键词： 应变Si 价带 空穴有效质量     

应变Si1－xGex/(111)Si空穴有效质量模型

利用应变Si_1-xGe_x/(111)Si材料价带E(k)-k关系,研究获得了沿不同晶向的空穴有效质量,并在此基础上,建立了空穴各向同性有效质量模型.结果表明,与弛豫材料相比,应变Si_1-xGe_x/(111)Si材料价带带边空穴有效质量各向异性更加显著,带边空穴各向同性有效质量随Ge组分明显减小.该研究成果可为Si基应变PM 关键词： 1-xGe_x')" href="#">应变Si_1-xGe_x 空穴有效质量 价带     

Stark broadening parameters of Si I,Si II and Si III lines

Spectral lines emited by first three ionisation species of silicon were studyed in a wide range of plasma parameters. The silicon was present as an impurity in the argon plasma created in an electromagneticT tube. Four various condenser bank energies give the plasma in a range of temperatures 8700 to 16400°K and electron concentrations 2.95·10¹⁷ cm^?3to 5.6·10¹⁷ cm^?3. Measured line widths and shifts were compared with theories of Griem [1, 2] and Sahal Brechet [3, 10]. The agreement is reasonably good, the measured values are in general smaller than calculated ones.     

Thin-film formation of Si clathrates on Si wafers

In this study, we prepared Si clathrate films (Na₈Si₄₆ and Na_xSi₁₃₆) using a single-crystalline Si substrate. Highly oriented film growth of Zintl-phase sodium silicide, which is a precursor of Si clathrate, was achieved by exposing Na vapour to Si substrates under an Ar atmosphere. Subsequent heat treatment of the NaSi film at 400 °C (3 h) under vacuum (<10⁻² Pa) resulted in a film of Si clathrates having a thickness of several micrometres. Furthermore, this technique enabled the selective growth of Na₈Si₄₆ and Na_xSi₁₃₆ using the appropriate crystalline orientation of Si substrates.     

Photoluminescence of Si from Si nanocrystal-doped SiO2/Si multilayered sample

A multilayered Si nanocrystal-doped SiO₂/Si (or Si-nc:SiO₂/Si) sample structure is studied to acquire strong photoluminescence (PL) emission of Si via modulating excess Si concentration. The Si-nc:SiO₂ results from SiO thin film after thermal annealing. The total thickness of SiO layer remains 150 nm, and is partitioned equally into a number of sublayers (N = 3, 5, 10, or 30) by Si interlayers. For each N-layered sample, a maximal PL intensity of Si can be obtained via optimizing the thickness of Si interlayer (or d_Si). This maximal PL intensity varies with N, but the ratio of Si to O is nearly a constant. The brightest sample is found to be that of N = 10 and d_Si = 1 nm, whose PL intensity is ∼5 times that of N = 1 without additional Si doping, and ∼2.5 times that of Si-nc:SiO₂ prepared by co-evaporating of SiO and Si at the same optimized ratio of Si to O. Discussions are made based on PL, TEM, EDX and reflectance measurements.     

Angular correlations in 28Si + 28Si resonances

Recent particle—particle—γ coincident measurements on a ²⁸Si+²⁸Si resonance have suggested “vanishing spin alignments”. New analyses of the spin alignments with a molecular model are presented. It is clarified that due to a triaxial deformation of the total system a wobbling mode (K-mixing) appears to give rise to spin disalignment.     

硅纳米结构中硅空位缺陷引发的双峰蓝光发射

报道了在硅纳米结构中417nm和436nm双峰结构的蓝光发射的实验和理论研究结果．制备了四种包含和没有包含β-SiC纳米晶粒的硅纳米结构，观察到了417nm和436nm的双峰蓝光发射．光致发光谱的分析和微结构的观察揭示了蓝光发射与硅纳米结构中过剩硅缺陷中心的存在有关．计算了由过剩硅原子形成的含有硅空位缺陷的纳米晶粒的电子能级，发现计算所得的态密度的特征与观察到的双峰发射吻合．这项工作提出了在许多硅纳米结构中存在417nm和436nm蓝光发射的一种可能的机制．     

Deformation effects in the 28Si+12C and 28Si+28Si reactions

The possible occurrence of highly deformed configurations is investigated in the ⁴⁰Ca and ⁵⁶Ni di-nuclear systems as formed in the ²⁸Si + ¹²C, ²⁸Si reactions by using the properties of emitted light charged particles. Inclusive as well as exclusive data of the heavy fragments and their associated light charged particles have been collected by using the ICARE charged particle multidetector array. The data are analysed by Monte Carlo CASCADE statistical-model calculations using a consistent set of parameters with spin-dependent level densities. Significant deformation effects at high spin are observed as well as an unexpected large ⁸Be cluster emission of a binary nature.     

硅基超晶格Si1-xSnx/Si的能带结构

由于Si基发光材料能与现有的Si微电子工艺兼容,其应用前景被广泛看好. 设计具有直接带隙的Si基材料,备受实验和理论研究者的关注. 本文根据芯态效应、电负性差效应和对称性效应设计了Si基超晶格Si_1－xSn_x/Si. 其中Si_0.875Sn_0.125/Si为直接带隙材料. 在密度泛函框架内,采用平面波赝势法计算表明,Si_0.875Sn_{0.125相似文献}   

Auger-rekombination in Si

The Auger-recombination coefficient is determined to be C_n = 1,7·10^?31 cm⁶ sec^?1 and C_p = 1,2·10^?31 cm⁶ sec^?1 in Si. The Auger-recombination is not momentum conserving.