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摘要:为了研究InAs/InAs1-x SbxⅡ类超晶格结构的物理特性,首次采用全原子的经验赝势方法对InAs/InAs1-x Sbx结构进行模拟,并对体系的近带边能级﹑单粒子波函数和带边跃迁矩阵元进行了计算.结果表明,量子限制效应造成超晶格带隙的宽化;超晶格中基态电子主要局域在InAs层,基态空穴主要局域在合金层,与相关体材料及I型超晶格所做的对比结果表明,电子﹑空穴的物理分离效应是造成体系载流子寿命较长的重要原因;将带边跃迁矩阵元作为衡量载流子寿命的重要元素,针对固定波段的超晶格系统进行优化,最终得到带边跃迁矩阵元更小的体系(163?)InAs/(82?)InAs0.72 Sb0.28结构,其跃迁矩阵元是0.0106843 a.u.....
[硕士论文] 马玲丽
材料物理与化学 广西大学 2018(学位年度)
摘要:Sb基Ⅱ类超晶格具有良好的生长质量、灵活精确可调的带隙、优异的光学性能,在红外探测领域有着广阔的发展前景。其中不含Ga的InAs/InAsSbⅡ类超晶格同InAs/Ga(In)Sb相比,有更长的少数载流子寿命,近年来在实验上备受瞩目,即将成为红外探测器首选材料的趋势。
  在对Ⅱ类超晶格进行理论描述时,传统的k·p微扰理论和包络函数近似因为低动量假设的非普适性和界面处包络函数的非确定性而容易引发争议。全原子经验赝势方法可以有效避免上述误差,已成为解决大系统电子结构的有力工具。
  本文采用全原子经验赝势方法,探究了不同生长模式对InAsSb合金体系带边能级的影响;以实验上提出的一个性能优异的Ⅱ类超晶格结构173(A)InAs/72(A)InAs0.72Sb0.28为基础,从载流子空间局域和带边跃迁矩阵元的角度分析了该结构与相关体材料以及Ⅰ类超晶格相比的优越性;探究了合金层的组分和厚度对超晶格带边能级的影响,并证实了量子限制效应的重要性;并把带边跃迁矩阵元作为衡量载流子寿命的品质因子,针对固定波段的超晶格系统进行优化,得到了性能更优的体系163(A)InAs/82(A)InAs0.72Sb0.28。
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