用三带和全带模型蒙特卡罗方法模拟纤锌矿相GaN体材料输运特性结果的比较

报道了分别用三带和全带模型蒙特卡罗方法模拟纤锌矿相GaN体材料输运特性的结果,并对基于两种模型的模拟结果进行了比较.在低场区,基于两种模型获得的输运特性基本相同,但在高场区却表现出明显的差别.这是因为在高场区,电子平均能量较高,多数电子处于能带图中的高能态位置,电子能量与波矢量的关系表现出明显的非椭圆特性.由于三带模型假定了能量与波矢量简单关系,故算得的平均能量,高于由全带蒙特卡罗模拟算得的能量.从而导致其它特性的差别.全带模型包含了基于能带理论算得的能带结构的所有特性,故模拟结果更加精确.     

垂直电场作用下的钎锌矿相GaN电子输运特性的Monte Carlo研究

在GaN NMOSFET中,沟道电子由于受垂直于其运动方向电场的作用而产生界面散射,从而影响MOSFET特性.研究采用Monte Carlo体模拟方法计算钎锌矿相GaN材料在界面散射下的电子输运特性.模拟中在电子漂移方向加一个水平电场,同时在与其垂直的方向加另外一个电场,在垂直电场作用下,电子发生界面散射.采用基于指数...     

Monte Carlo模拟纤锌矿GaN材料中粒子最终态的确定

介绍了M on te C arlo方法模拟半导体材料和器件特性使用的三种模型,重点介绍用全带M on te C arlo方法模拟纤锌矿相G aN材料所用的两项关键技术即散射几率计算和能带结构数据库应用问题。提出了确定散射后最终态能量和波矢量的计算方法。根据散射机理和粒子能量的不同,确定最终态的方法有4种。对各向异性的极性光学声子散射,采用分析带模型与全带模型相结合,对不同的能量,非抛物面系数取不同的值的方法,提高了确定最终态的准确性,提高了计算速度。     

用二维全带组合Monte Carlo方法模拟纤锌矿相GaN静电感应晶体管(SIT)特性

报告了用二维全带组合Monte Carlo方法模拟纤锌矿相GaN静电感应晶体管(SITs)交直流特性的结果.SIT的栅极长度为0.13μm,源极和漏极之间距离为0.5μm.模拟得到了SIT的输出特性,跨导和特征频率特性.模拟得到的跨导最大值为140ms/mm(Vgs=-1.5V),器件特征频率最大值为123GHz(I_ds=3.15A/cm).模拟结果表明纤锌矿相GaN SIT具有大功率和高频工作的潜力.     

Cr掺杂纤锌矿GaN的磁性和光学性质

采用自旋极化密度泛函理论方法,对Cr掺杂纤锌矿GaN的能带结构和态密度进行计算,通过计算的能带结构和光学线性响应函数,系统讨论了Cr掺杂对纤锌矿GaN电子结构、磁学和光学属性的影响。计算结果显示:Cr掺杂纤锌矿GaN的反铁磁态具有半金属特征,铁磁态具有金属特性和磁性,磁矩主要源于费米能级附近的Cr 3d和N 2p能带发生劈裂导致自旋向上和自旋向下的电子的态密度不同所致。光学性质计算结果显示,Cr掺杂纤锌矿GaN的费米能级附近出现极大的介电峰,具有优异的发光性能,峰值对应于紫外波段,在高能区吸收峰发生了红移现象,在低能区红外波吸收增强。理论计算表明,Cr掺杂纤锌矿GaN可能是一种性能优异的磁光材料。     

MBE法生长的调制掺杂GaAs／Al＿xGa＿（1－x）As异质结构材料的输运特性研究

采用变磁场霍尔效应方法，在低磁场（Ｂ＜０．６Ｔ）和低温（Ｔ＝７７Ｋ）条件下，研究了ＨＥＭＴ器件用调制掺杂ＧａＡｓ／Ａｌ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）Ａｓ异质结构材料的输运特性。给出了材料电学参数（ρ、ｎ和μ）与Ｂ的依赖关系，揭示了平行电导对材料质量的影响，并对上述依赖关系作了初步的定量分析。     

考虑各项异性散射的锗中电子输运的全能带蒙特卡洛模拟

在考虑各向异性散射的基础上,对锗中电子输运特性进行了全能带蒙特卡洛模拟.计算过程如下:锗的全能带由nonlocal empirical pseudopotential 方法求得;态密度的相对值通过不同能量的状态数得到;声子色散谱由adiabatic bond-charge模型求出;电子-声子散射率在低能量时采用费米黄金律得出的非抛物线散射率,高能量则通过态密度对其修正而得到;散射后的状态满足能量守恒和动量守恒.通过比较计算结果与实验报道,证实了该模型算法的正确性,由于该模型能正确反映锗中电子的速度与能量特性,同时又能大大降低散射率的计算成本,故可运用在器件模拟中.     

GaN肖特基SIT的Monte Carlo模拟

用全带多粒子Monte Carlo模拟方法研究了GaN基肖特基势垒静电感应晶体管(SIT)的特性,给出了器件的电势、电场强度和电子浓度分布的Monte Carlo模拟结果。模拟得到的SIT输出特性曲线呈现非饱和特性,即类三极管特性。当VGS=0,VDS=35 V时,漏源电流为47 A/cm,跨导为300 mS/mm,电流截至频率为150 GHz。结果表明该器件具有大电流、高跨导和高频工作的潜力。     

Simulation of carrier transport in heterostructures using the 2D self-consistent full-band ensemble Monte Carlo method

We demonstrate a two-dimensional(2D) full-band ensemble Monte-Carlo simulator for heterostructures, which deals with carrier transport in two different semiconductor materials simultaneously as well as at the boundary by solving self-consistently the 2D Poisson and Boltzmann transport equations(BTE).The infrastructure of this simulator,including the energy bands obtained from the empirical pseudo potential method,various scattering mechanics employed,and the appropriate treatment of the carrier transport...     

摩擦基板间液晶薄层的Monte Carlo模拟

利用Monte Cario方法模拟平行基板间液晶薄层的指向矢分布。在基板表面处，液晶薄层受到表面作用势的作用使液晶分子沿面平行排列，采用Lebwohl—Lasher模型，将分子质心固定在简单立方晶格的格点上，并对此格点模型赋以周期性边界条件，然后将简立方格点模型分为平行于基板的20个分子薄层，得到各薄层的指向矢分布的数值结果。计算中同时考虑了基板作用引起的双轴对称性。     

异质结构中载流子输运的二维自洽全能带系综蒙特卡罗模拟

本文展示了一个用于异质结构模拟的二维全能带系综蒙特卡罗 模拟器,它通过自洽求解二维泊松和波尔兹曼方程,同时处理 了载流子在两种不同半导体材料以及其其界面处的输运。本文 给出了该蒙特卡罗模拟器的内部结构,包括通过赝势方法计算 得到全能带结构、包含的不同散射机制和对载流子在两种不同 半导体材料边界输运的适当处理。作为验证,我们对两种不同 掺杂的Si-Ge异质结—p-p同型异质结和n-p异型异质结进行了 模拟,给出了其I-V特性以及电势和载流子浓度分布,这些结果 验证了我们的异质器件蒙特卡罗模拟器的有效性。