銅摻雜砷化鎵材料特性的第一性原理研究.pdf_第1頁(yè)
已閱讀1頁(yè),還剩65頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、隨著半導(dǎo)體光電技術(shù)的日益發(fā)展,寬帶隙半導(dǎo)體以其優(yōu)越的特性引起人們的關(guān)注而成為主要半導(dǎo)體材料,其中砷化鎵(GaAs)作為二代半導(dǎo)體材料已被廣泛應(yīng)用于微電子和光電子等領(lǐng)域。半導(dǎo)體的摻雜是改變其性能的重要手段,可通過半導(dǎo)體摻雜有效改變材料的特性,提高半導(dǎo)體材料器件的性能。研究摻雜砷化鎵材料的光電特性對(duì)于推進(jìn)其光電器件的研究和應(yīng)用有著重要的作用。
  本論文釆用基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理計(jì)算方法,對(duì)Cu原子替代Ga原子摻雜閃鋅

2、礦結(jié)構(gòu)GaAs材料的特性進(jìn)行研究。計(jì)算分析了Cu摻雜比例以及摻雜位置對(duì)GaAs光電特性的影響;討論了Cu-Cr共摻雜GaAs材料的電子結(jié)構(gòu)、光學(xué)特性等,得到以下結(jié)果:
  首先,當(dāng)Cu摻雜GaAs材料時(shí),在禁帶中引入了雜質(zhì)能級(jí),摻雜體系的導(dǎo)帶下降,價(jià)帶上升,體系仍為直接帶隙。摻雜比例為3.13%、6.25%及12.5%體系的禁帶寬度分別為0.42eV、0.31eV、0.36eV。摻雜Cu原子的比例為6.25%時(shí),在能量區(qū)間-3.9

3、eV?-1.8eV內(nèi)Cu-3d軌道的電子表現(xiàn)出很強(qiáng)的局域性。摻雜體系的靜介電常數(shù)及折射率等隨著摻雜Cu比例的增大而增大,吸收光譜發(fā)生紅移,對(duì)光的吸收增強(qiáng)。
  其次,當(dāng)Cu摻入GaAs內(nèi)部,摻雜Cu原子的位置與晶胞表面距離為5.653?、2.8272?時(shí),體系的禁帶寬度分別是0.34eV、0.31eV。摻雜位置與表面距離為2.8272?時(shí),Cu-3d電子態(tài)在價(jià)帶表現(xiàn)出很強(qiáng)的局域性,體系的各種光學(xué)特性隨著能量的增大在[100]、[0

4、10]和[001]三個(gè)晶向的變化規(guī)律基本相同;摻雜位置與表面距離為5.653?時(shí),體系在[100]晶向的光學(xué)特性隨著能量的變化規(guī)律與[010]和[001]兩個(gè)晶向不同。Cu原子在GaAs材料內(nèi)部不同位置摻雜時(shí),材料在各方向光學(xué)特性的差異主要是由Cu-3d軌道電子狀態(tài)變化所引起的。當(dāng)Cu原子摻雜在GaAs晶胞表面時(shí),雜質(zhì)能級(jí)填充禁帶,帶隙消失,表現(xiàn)出與內(nèi)部摻雜不同的特性。
  最后,Cu-Cr共摻雜GaAs材料時(shí),自旋向上的電子表現(xiàn)

5、出金屬特性而自旋向下的電子具有半導(dǎo)體特性,屬于半金屬材料。體系的帶隙中引入了雜質(zhì)能級(jí),禁帶寬度為0.70eV,Cu-3d軌道電子主要改變了價(jià)帶電子分布結(jié)構(gòu),Cr-3d軌道電子主要引起費(fèi)米能級(jí)附近電子分布發(fā)生變化。摻雜體系的吸收帶變寬,對(duì)光的吸收向低能區(qū)移動(dòng)。另外,材料的磁性主要由Cr原子引起,由于摻入磁性Cr原子而誘導(dǎo)非磁性As原子及Ga原子產(chǎn)生微量磁矩,Cr原子磁矩的方向與As原子的相反,與Ga原子、Cu原子的方向相同,即Cr原子與G

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論