有效质量差异和电场对GaN/AlxGa1-xN球形量子点电子结构的影响

用平面波展开法对GaN/Al_xGa_1-xN球形量子点中类氢杂质态能级随量子点半径、Al组分以及结合能随Al组分的变化规律进行了详细讨论.计算了量子点内外有效质量差异对杂质态能级和结合能的修正,结果表明对于Al组分较高的GaN/Al_xGa_1-xN球形量子点,电子有效质量差异对杂质能级和结合能的修正不能忽略.考虑电子有效质量差异后,进一步具体计算了杂质结合能随量子点半 关键词： 球形量子点 平面波展开法 有效质量     

应变纤锌矿GaN/AlχGa1-χN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能的压力效应

考虑应变,在有效质量、有限高势垒近似下,变分研究了纤锌矿GaN/Al_xGa_1-xN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能随流体静压力、杂质位置及量子点结构参数（量子点高度、半径、Al含量）的变化关系.结果表明,类氢施主杂质态结合能随流体静压力增大而增大,且在量子点尺寸较小时,流体静压力对杂质态结合能的影响更为显著.受流体静压力的影响,杂质态结合能随量子点高度、半径的增加而单调减少,且变化趋势加剧;随A1含量增加而增大的趋势变缓.无论是否施加流体静压力,随着类氢施主杂质从量子点左界面沿材料生长方向移至右界面,杂质态结合能在量子点的右半部分存在一极大值.流体静压力使得极大值点向量子点中心偏移.     

应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能的压力效应

考虑应变,在有效质量、有限高势垒近似下,变分研究了纤锌矿GaN/AlxGa1 -xN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能随流体静压力、杂质位置及量子点结构参数(量子点高度、半径、Al含量)的变化关系.结果表明,类氢施主杂质态结合能随流体静压力增大而增大,且在量子点尺寸较小时,流体静压力对杂质态结合能的影响更为显著.受流体静压力的影响,杂质态结合能随量子点高度、半径的增加而单调减少,且变化趋势加剧;随Al含量增加而增大的趋势变缓.无论是否施加流体静压力,随着类氢施主杂质从量子点左界面沿材料生长方向移至右界面,杂质态结合能在量子点的右半部分存在一极大值.流体静压力使得极大值点向量子点中心偏移.     

纤锌矿GaN/AlxGa1-xN量子阱中极化子能量

采用LLP变分方法研究了纤锌矿GaN/Al_xGa_1-xN量子阱材料中极化子的能级,给出极化子基态能量、第一激发态能量和第一激发态到基态的跃迁能量与量子阱宽度和量子阱深度变化的函数关系。研究结果表明,极化子基态能量、第一激发态能量和跃迁能量随着阱宽L的增大而开始急剧减小,然后缓慢下降,最后接近于体材料GaN中的相应值。基态能量和第一激发态到基态的跃迁能量随着量子阱深度的增加而逐渐增加,窄阱时这一趋势更明显。纤锌矿氮化物量子阱中电子-声子相互作用对能量的贡献比较大,这一值(约40meV)远远大于闪锌矿(GaAs/Al_xGa_1-xAs)量子阱中相应的值(约3meV)。因此讨论GaN/Al_xGa_1-xN量子阱中电子态问题时应考虑电子-声子相互作用。     

应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能的压力效应

考虑应变,在有效质量、有限高势垒近似下,变分研究了纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中类氢施主杂质态结合能随流体静压力、杂质位置及量子点结构参数(量子点高度、半径、Al含量)的变化关系．结果表明,类氢施主杂质态结合能随流体静压力增大而增大,且在量子点尺寸较小时,流体静压力对杂质态结合能的影响更为显著．受流体静压力的影响,杂质态结合能随量子点高度、半径的增加而单调减少,且变化趋势加剧;随Al含量增加而增大的趋势变缓．无论是否施加流体静压力,随着类氢施主杂质从量子点左界面沿材料生长方向移至右界面,杂质态结合能在量子点的右半部分存在一极大值．流体静压力使得极大值点向量子点中心偏移．     

压力及屏蔽对无限深量子阱中施主结合能的影响

对GaAs/Al_xGa_1-xAs和GaN/Al_xGa_1-xN无限深量子阱系统,考虑压力及屏蔽效应,利用变分方法数值计算这两种系统中的杂质态结合能。给出了结合能随阱宽和压力的变化关系,同时讨论了有无屏蔽时的区别。结果表明,结合能随压力增大而增大,随阱宽增大而减小;屏蔽效应随着压力的增加而增加,并且显著降低了杂质态的结合能。     

极化诱导的内建电场对Mn δ掺杂的GaN/AlGaN量子阱居里温度的调制

采用传输矩阵方法分析极化诱导的内建电场对Mn δ掺杂的GaN/Al_xGa_1-xN量子阱居里温度(T_C)的调制作用.通过解薛定谔方程计算出在不同的内建电场条件下半导体量子阱局域态内的基态空穴能级和波函数分布情况，并在此基础上确定量子阱内Mn δ掺杂情况下T_C随内建电场的变化趋势，分析了不同量子阱结构引起的内建电场分布变化及其对T_C的影响.在耦合双量子阱中通过调节左右阱的不对称性可以得到T_C近3倍的增长. 关键词： GaN 量子阱 内建电场 居里温度     

内嵌InAs量子点的δ掺杂GaAs/AlxGa1-xAs二维电子气特性分析

采用分子束外延技术对δ掺杂GaAs/Al_xGa_1-xAs二维电子气(2DEG)样品进行了生长. 在样品生长过程中, 分别改变掺杂浓度(N_d)、空间隔离层厚度(W_d) 和Al_xGa_1-xAs中Al组分(x_Al)的大小, 并在双温(300 K, 78 K)条件下对生长的样品进行了霍尔测量; 结合测试结果, 分别对N_d, W_d及x_Al与GaAs/Al_xGa_1-xAs 2DEG的载流子浓度和迁移率之间的关系规律进行了细致的分析讨论. 生长了包含有低密度InAs量子点层的δ掺杂GaAs/Al_xGa_1-xAs 2DEG 样品, 采用梯度生长法得到了不同密度的InAs量子点. 霍尔测量结果表明, 随着InAs量子点密度的增加, GaAs/Al_xGa_1-xAs 2DEG的迁移率大幅度减小, 实验中获得了密度最低为16×10⁸/cm²的InAs量子点样品. 实验结果为内嵌InAs量子点的δ掺杂GaAs/Al_xGa_1-xAs 2DEG的研究和应用提供了依据和参考. 关键词： 二维电子气 InAs量子点 载流子浓度 迁移率     

AlxGa1-xN/GaN异质结构中Al组分对二维电子气性质的影响

通过用数值计算方法自洽求解薛定谔方程和泊松方程，研究了Al组分对Al_xGa1-xN/GaN异质结构二维电子气性质的影响，给出了Al_xGa_{1-x< /sub>N/GaN异质结构二维电子气分布和面密度，导带能带偏移以及子带中电子分布随AlxGa 1-xN势垒层中Al组分的变化关系，并用AlxGa1-xN/GaN 异质结构自发极化与压电极化机理和能 关键词： x}Ga_1-xN/GaN异质结构')" href="#">Al_xGa_1-xN/GaN异质结构 二维电子气 自发极化 压电极化     

氮化物抛物量子阱中类氢杂质态能量

采用变分方法研究氮化物抛物量子阱(GaN/Al_xGa_1-xN)材料中类氢杂质态的能级,给出基态能量、第一激发态能量、结合能和跃迁能量等物理量随抛物量子阱宽度变化的函数关系.研究结果表明,基态能量、第一激发态能量、基态结合能和1s→2p±跃迁能量随着阱宽L的增大而减小,最后接近于GaN中3D值.GaN/Al_0.3Ga_0.7N抛物量子阱对杂质态的束缚程度比GaAs/Al_0.3Ga_0.7As抛物量子阱强,因此,在GaN/Al_0.3-Ga_0.7N抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子比在GaAs/Al_0.3Ga_0.7As抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子稳定.     

Pressure influence on the Stark effect of impurity states in a strained wurtzite GaN/AlxGa1-xN heterojunction

A variational method is adopted to investigate the properties of shallow impurity states near the interface in a free strained wurtzite GaN/AlxGa1-xN heterojunction under hydrostatic pressure and external electric field by using a simplified coherent potential approximation. Considering the biaxial strain due to lattice mismatch or epitaxial growth and the uniaxial strains effects, we investigated the Stark energy shift led by an external electric field for impurity states as functions of pressure as well as the impurity position, Al component and areal electron density. The numerical result shows that the binding energy near linearly increases with pressure from 0 to 10 GPa. It is also found that the binding energy as a function of the electric field perpendicular to the interface shows an un-linear red shift or a blue shift for different impurity positions. The effect of increasing x on blue shift is more significant than that on the red shift for the impurity in the channel near the interface. The pressure influence on the Stark shift is more obvious with increase of electric field and the distance between an impurity and the interface. The increase of pressure decreases the blue shift but increases the red shift.     

60Coγ射线对高铝组分Al0.5Ga0.5N基p-i-n日盲型光探测器理想因子的影响

采用⁶⁰Co γ射线源对高铝组分Al_0.5Ga_0.5N盲紫外p-i-n结构光探测器和Si基可见光p-i-n结构探测器进行了累计剂量分别为0.1, 1, 10 Mrad(Si)总剂量辐照实验. 实验发现, 随着辐照剂量的增加, AlGaN盲紫外p-i-n结构光探测器的理想因子显著增大, 辐照后理想因子n > 2; 而Si基可见光p-i-n 结构探测器的理想因子随辐照剂量的变化并不明显. AlGaN盲紫外p-i-n结构光探测器理想因子的退化可能主要是因为欧姆接触性能的退化, Si基可见光p-i-n结构探测器的理想因子的变化则可能是由于敏感层的退化. 关键词： xGa_1?xN')" href="#">高铝组分Al_xGa_1?xN γ射线辐射效应 理想因子 欧姆接触     

Mn掺杂GaN电子结构和光学性质研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法计算不同Mn浓度掺杂GaN晶体的电子结构和光学性质.计算结果表明Mn掺杂GaN使得Mn 3d与N 2p轨道杂化,产生自旋极化杂质带,材料表现为半金属性,非常适于自旋注入,说明该种材料是实现自旋电子器件的理想材料,折射率在带隙处出现峰值,紫外区光吸收系数随Mn浓度的增加而增大. 关键词： Mn掺杂GaN 第一性原理 电子结构 光学性质     

Screening influence on the Stark effect of impurity states in strained wurtzite GaN/AlxGa1-xN heterojunctions under pressure

The screening effect of the random-phase-approximation on the states of shallow donor impurities in free strained wurtzite GaN/Al x Ga 1 x N heterojunctions under hydrostatic pressure and an external electric field is investigated by using a variational method and a simplified coherent potential approximation.The variations of Stark energy shift with electric field,impurity position,Al component and areal electron density are discussed.Our results show that the screening dramatically reduces both the blue and red shifts as well as the binding energies of impurity states.For a given impurity position,the change in binding energy is more sensitive to the increase in hydrostatic pressure in the presence of the screening effect than that in the absence of the screening effect.The weakening of the blue and red shifts,induced by the screening effect,strengthens gradually with the increase of electric field.Furthermore,the screening effect weakens the mixture crystal effect,thereby influencing the Stark effect.The screening effect strengthens the influence of energy band bending on binding energy due to the areal electron density.     

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     

Study on the electronic structure and optical properties of different Al constituent Ga1−xAlxAs

Using quantum mechanics GASTEP software package based on the first principle density function theory, the electronic structure and optical properties of Ga_1−xAl_xAs at different Al constituent are calculated. Result shows that with the increase of Al constituent, the band gap of Ga_1−xAl_xAs increases and varies from direct band gap to indirect band gap; the absorption band edge and the absorption peak move to high-energy side; the static reflectivity decreases. With the increasing of the incident photon energy, Ga_1−xAl_xAs shows metal reflective properties in certain energy range. With the increasing of Al constituent, static dielectric constant decreases and the intersection of dielectric function and the x-axis move towards high-energy side; the peak of energy loss function move to low-energy side and the peak value reduces.     

InGaN薄膜的紫外共振喇曼散射

利用325nm紫外光激发,对不同组分的In_xGa_1-xN薄膜的喇曼散射谱进行了研究.在光子能量大于带隙的情况下,观察到显著增强的二阶A₁(LO)声子散射峰.二阶LO声子峰都从一阶LO声子的二倍处向高能方向移动,移动量随样品In组分的增加而增大,认为是带内Frhlich相互作用决定的多共振效应引起的.分析了一阶LO声子散射频率和峰型与In组分的关系.在喇曼谱中观察到样品存在相分离现象,并与X射线衍射的实验结果进行 关键词： xGa_1-xN合金')" href="#">In_xGa_1-xN合金 紫外共振喇曼散射 二阶声子 相分离     

共轭低聚物中光生分子间电荷转移态的第一性原理研究

本文基于第一性原理中的Heyd-Scuseria-Ernzerh方法研究了单层In_1-xGa_xN的电子结构和光学性质.计算得到单层In_1-xGa_xN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In_1-xGa_xN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In_1-xGa_xN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.     

Al和N共掺p型Zn1-xMgxO电子结构的第一性原理计算

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法,对Zn_1-xMg_xO超晶胞和掺杂Al,N后的Zn_1-xMg_xO超晶胞分别进行了优化计算.结合广义梯度近似计算了Al和N共掺杂后Zn_1-xMg_xO的能带结构、电子态密度和Mulliken电荷布居分布.计算表明：掺入N原子的2p态电子为Zn_1-xMg_xO价带顶提供空穴载流子,使Zn_1-xMg_xO价带顶向高能方向移动;掺入Al原子的3p态电子则与N原子的2p态电子在费米能级附近发生轨道杂化,使费米能级处价带能级展宽,Al和N共掺杂可获得p型Zn_1-xMg_xO. 关键词： 密度泛函理论 1-xMg_xO')" href="#">Zn_1-xMg_xO 电子结构 共掺杂