ZnO基半導體及MESFET器件特性的MonteCarlo研究.pdf

1、近年來，寬禁帶半導體材料ZnO及其三元化合物ZnMgO憑借其獨特的光學、電學特性受到了研宄人員的廣泛關注，是當前光電子和光通信器件領域研宄的熱點課題之一。論文在對兩種新型半導體材料能帶結構第一性原理計算的基礎上，考慮到不同散射機制的影響，分別建立了適于模擬ZnO和ZnMgO輸運特性的三能谷Monte Carlo模型，對材料的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)輸運特性進行了深入研宄。在此基礎上，考慮到表面態(tài)的影響，首次建立了適于模擬ZnO MESFET器件特性的

2、Monte Carlo模型，深入探討了表面態(tài)對器件直流特性的影響。具體內容如下：
　　1.基于第一性原理計算分別得到了ZnO和ZnMgO的能帶結構及相關參數(shù)，在此基礎上，考慮到電離雜質散射、聲學聲子散射、極性光學波散射、谷間散射以及合金散射等各種散射機制的影響，建立了適于研宄ZnO和ZnMgO輸運特性的三能谷Monte Carlo數(shù)值模型，進而得到了穩(wěn)態(tài)條件下電子速度隨電場、迀移率隨Mg含量以及瞬態(tài)條件下速度隨時間的變化等輸運特性

3、。
　　2.設計了ZnO MESFET的器件結構，在此基礎上，考慮到ZnO的能帶結構和材料特性，建立了用于模擬器件特性的二維Monte Carlo模型，通過跟蹤電子在器件中的輸運過程，求解泊松方程，獲得了器件內部的電勢、電場分布，電子速度分布以及電流電壓特性。進而，在均勻分布界面態(tài)模型的基礎上，研宄了柵源和柵漏之間存在的表面陷阱對MESFET器件輸出特性的影響。
　　論文研宄為研制高質量、高性能的ZnO、ZnMgO基光電子、