直接带间隧道对长波Hg_(1-x)Cd_xTePN结的影响

基于Kane隧道电流模型并考虑费密-狄拉克分布函数的影响,导出了直接带间隧道电流及相应的零偏压电阻-面积乘积R_0A的表达式。对Hg_0.8CD_0.2TePN结的计算结果表明,直接带间隧道是限制结特性的一种重要的电流机构。分析了这种电流机构对Hg_0.8CD_0.2TePN结伏-安特性及R_0A的影响,以及它们与PN结两侧掺杂浓度和工作温度的依赖关系。对N~+P和P~+N这两种结构的器件进行了比较。为了计算隧道电流,对结两侧的准费密能级也作了计算。     

器件设计中费密积分的精确近似计算

用MATLAB软件中的自适应洛巴托求积公式精确计算了费密积分,精确值比被广泛采用的G.J.Mc-DO和E.C.Stoner计算值多一位有效数字,根据精确值求出了费密积分的近似、易用的多项式回归方程,相关系数R2=1,相对误差εr*<0.4%;最后以GaAs掺Si(300K)为例,应用费密积分值计算出掺杂浓度与费密能级关系,与玻耳兹曼分布作了比较。结果表明,两种分布情况下,当Nd<1.0×1017cm-3时,费密能级基本重合;当Nd>1.0×1017cm-3时,两者费密能级差别逐渐增大,采用费密分布更符合实际情况。结果还表明,GaAs开始发生简并时掺杂浓度差别较大。费密分布时Nd≥1.21171×1018cm-3;玻耳兹曼分布时Nd≥1.54321×1018cm-3。     

应变层InGaAsP量子阱激光器结构的调制光谱研究

利用光调制反射谱(PR)对1.55μm应变层InCaAsP三量子阱激光器结构进行了研究,在样品的波导层观察到了Franz-Keldysh振荡。利用Bastard包络函数方法和Kane模型从理论上计算了该应变层InGaAsP四元合金三量子阱内电子和空穴的能级和跃迁能量,计算结果与实验数据符合得很好,得到了In_(0.758)Ga_(0.242)As_(0.83)P_(0.17)与In_(0.758)Ga_(0.242)As_(0.525)P_(0.475)四元合金应变界面的导带不连续性。     

I_2和IBr分子光解产物的态分布及其多光子电离光谱的研究

本文报道了经多种激光波段解离I_2和IBr分子所生成的I(~2P_(3/2)~0)、I~*(~2P_(1/2)~0)和Br(~2P_(3/2)~0)、Br~*(~2P_(1/2)~0)原子的共振电离光谱。实验采用YAG激光泵浦的可调谐染料激光器,分别在470.0～490.0nm、364.7～369.0nm、277.5～282.5nm及222.0～223.2nm波长范围内,研究了I、Br原子的3+1、2+1及3+2、4+1电离过程中电离信号与光强的关系,标定了各个电离信号所对应的原子能级。本文通过对不同解离波长得到的I、Br原子电离谱的比较,定     

简并Hg_(1-x)Cd_xTe半导体的费密能级和Burstein-Moss效应(详细摘要)

本文讨论了Hg_(1-x)Cd_xTe窄禁带半导体在费密能级筒并情况下,本征载流子浓度计算公式的应用,并计及导带电子浓度的非抛物带修正因子,计算了简并Hg_(1-x)Cd_xTe半导体的费密能级。本文还在77～300K温度范围内测量了组份为x=0.165、0.170、0.194的Hg_(1-x)Cd_xTe薄样品的本征吸收光谱,观察到明显的Burstein-Moss移动。实验所得光学禁带宽度与费密能级计算结果一致。     

GaAs PHEMT器件的退化特性及可靠性表征方法

测量了应力前后GaAs PHEMT器件电特性的退化,指出了GaAs PHEMT阈值电压的退化由两个原因引起.栅极下AlGaAs层深能级的空穴积累可以解释阈值电压漂移中暂时性的、可恢复的那部分,积累在栅金属与半导体之间界面层的空穴可以解释阈值电压漂移中永久性的漂移.空穴积累来源于场助作用下电子的退陷和沟道中碰撞电离产生的空穴向栅极流动时被俘获.对高场下碰撞电离率的实验曲线进行拟合,得到碰撞电离率与器件沟道电场峰值的量化关系,可以对GaAs PHEMT器件的电性能和可靠性进行评估.     

GaAs PHEMT器件的退化特性及可靠性表征方法

测量了应力前后Ga As PHEMT器件电特性的退化,指出了Ga As PHEMT阈值电压的退化由两个原因引起.栅极下Al Ga As层深能级的空穴积累可以解释阈值电压漂移中暂时性的、可恢复的那部分,积累在栅金属与半导体之间界面层的空穴可以解释阈值电压漂移中永久性的漂移.空穴积累来源于场助作用下电子的退陷和沟道中碰撞电离产生的空穴向栅极流动时被俘获.对高场下碰撞电离率的实验曲线进行拟合,得到碰撞电离率与器件沟道电场峰值的量化关系,可以对Ga As PHEMT器件的电性能和可靠性进行评估     

低温载流子冻析效应及其对半导体器件电性能的影响

结合载流子热激发和场致激发的电离理论，对计算电离杂质浓度的物理模型和计算方法进行了修正，由于考虑了载流子的费米统计分布、载流子对杂质电离能的屏蔽作用、ＰｏｏｌｅＦｒｅｎｋｅｌ强场理论和自加热等物理效应的影响，因而可精确描述低温下载流子冻析效应、浅能级杂质的陷阱行为及其对低温器件交直流性能的影响。     

低温下半导体浅能级杂质的陷阱行为

本文研究了低温下半导体浅能级杂质的陷阱行为,计算结果表明:当补偿杂质浓度较高时,浅能级杂质将有明显的陷阱作用,并在10~(17)cm~(-3)时达到最大.在此基础上,本文讨论了浅能级杂质的陷阱行为对双极晶体管截上频率性能的影响.     

氧化锌p型共掺杂精细结构的第一性原理研究

计算了ZnO材料p型掺杂精细结构,分析了p型掺杂ZnO晶体的电子结构、电荷布局、电子态密度、差分电荷。所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理平面波超软赝势方法。计算结果表明:掺杂Ⅴ族元素(N、P、As、In)的氧化锌材料在能隙中引入了深受主能级,载流子(空穴)局域于价带顶附近。而利用加入激活施主的共掺杂技术的计算结果却表明,受主能级向低能方向移动,形成了浅受主能级。同时,受主能级带变宽,非局域化特征明显。     

碲镉汞中电子辐照产生的缺陷的模型

n 型碲镉汞在80°K 受电子辐照后电子密度增加,其速率取决于瞬时电子密度——费密能级。为说明这些结果,提出了缺陷能级模型,它由远离导带边缘的施主能级(0/ )以及接近价带边缘的受主能级(-/0)组成。电子相对引进速率和电子密度关系的计算值,和实验结果很一致。     

根据Hg_(1-x)Cd_xTe的高温载流子浓度确定其带隙参数

用Hg_(1-x)Cd_xTe在高温时的载流子浓度与温度的关系测定在能带边缘附近的能带参数。电子浓度用Kane模型(K·P方法)进行计算,所得结果与近本征范围用霍耳系数测量所得出的值相符合。这个方法得到的结果由下列参数表达:带隙E_(?)及其与温度和组分的关系,Kane的带间——耦合矩降元和重空穴有效质量比。用这些参数计算本征载流子浓度的修正值。     

掺氮6H—SiC材料电学性质温度依赖关系测量与分析

测量了７－１０００Ｋ的掺氮６Ｈ－ＳｉＣ材料基本电学性质，用电子性方程对载流子浓度温度倒数关系曲线进行拟合，利用化全物半导体散射机构计算了行 率。数据拟合分析得到样品的掺杂浓度、补偿浓度、杂质激光活能和载波子有效质量。分析结果表明，控制杂质能级和表观杂质激活能由补偿度和杂质浓度决定。掺氮６Ｈ－ＳｉＣ材料预期有０．０８ｅＶ、０．１２ｅＶ两个能级，当补偿杂质浓度大于较小能级浓度时，材料将由较高的能级控制     

量子点电致发光器件发光层能级变化与驱动电压的关系研究

以量子点电致发光器件(QLED)中能级分布和载流子浓度的关系为理论基础,研究了QLED发光层能级变化与驱动电压的关系,建立了数学模型.以CdSe/ZnS核壳结构量子点为发光层,计算了器件正常发光时的阈值电压,分析了电流密度与量子点中电子准费米能级与空穴准费米能级之差的关系.结果表明,当驱动电压大于9.8V时,CdSe/ZnS中电子的准费米能级与空穴的准费米能级之差大于1.03 eV,量子点电致发光器件正常发光;理论模型证实由于电子在发光层与电子传输层界面的大量积聚,导致淬灭发生,降低发光效率.     

低温小注入双极晶体管基区杂质电离浓度的计算

建立了计算低温晶体管基区电离杂质浓度分布的精确物理模型和数值模型。     

P型闪锌矿半导体带内光吸收的计算

采用Kane模型的重空穴带波函数,导出重空穴带带内跃迁的光吸收理论公式,其结果近似为采用球对称波函数计算结果的一半。     

电场下超晶格GaAs/Ga_(1-x)Al_xAs[111]的电子结构

用有效质量理论研究了GaAs/Ga_(1-x) Al_xAs[111]超晶格在外加电场下的电子结构.具体计算了超晶格的子能带色散关系曲线,子能级随外加电场的变化,并且计算了k_u=0的光跃迁矩阵元平方随电场的变化.与零电场情况相比,发现在k_u≠0处子能带的二重简并解除.随电场的增大,△n=0的跃迁减小,而△n≠0的跃迁增大.考虑单轴压力效应后,轻空穴和重空穴的能级位置发生下降和上升.     

共振受主态在零禁带Hg1—xMnxTe磁量子输运中的影响

在温度为0.3～4.2K,磁场强度为0～7T的范围内对两个不同组份的Hg_(1-x)Mn_xTe(N_A>N_D)样品进行了输运特性的研究.组份x=0.03的样品在弱磁场(B<0.6T)下出现磁阻振荡,用修正的Pidgeon-Brown模型拟合各振荡峰值位置,得到共振受主能级随温度降低而升高,表明受主共振态已形成束缚磁极化子(RABMP).组份x=0.065的样品出现阶段性下降负磁阻行为,理论分析表明这是受主能级钉扎费密能级并在强场(B～1.5T)通过a_v(-1)价带顶引起价带空穴散射增强.两个样品都呈现负磁阻行为,但从磁阻的各向异性及能带分析表明其机理有所不同.     

硅中锰施主能级Mn_i~(0/+)的光学性质研究

本文利用光电容瞬态技术,在不同温度下,首次测得了N型掺锰(Mn)硅中与Mn相关的Mn施主能级Mn_i~(o/+)(Ec-0.416eV)的绝对电子光电离截面谱图.对实验点的理论拟合表明:电子光电离截面(σ_n~o)可用简单的、作了修正的Lucovsky公式来描述.该能级的空穴光电离截面(σ_p~o),在实验系统灵敏度范围内,未检测到讯号.这意味着σ_p~o的极大值也不大于10~(-21)cm~2.该中心的热激活能E_t和电子的光电离截面闽值能量E_(10)的很好一致,以及σ_n~o不依赖于温度的实验事实说明了电子通过该能级跃迁时,不存在着同晶格的强耦合作用.     

磁场下硅中硼受主的光热电离光谱

用光热电离光谱方法研究了硅中硼受主杂质能级在０－１１Ｔ磁场下的塞曼效应。观察到硅中硼受主激发态的塞曼分裂与移动。实验结果与讨论表明：由于价带的复杂性、浅受主的基态和激发态在磁场下筒并的解除以及大的空穴有效质量，硅中浅受主的塞曼效应较浅施主更为复杂。