ZnMgO-ZnO異質(zhì)結(jié)高場輸運特性的Monte Carlo研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,基于量子講二維電子氣(Two-dimensionalElectronGas,2DEG)的ZnMgO/ZnO異質(zhì)結(jié)材料憑借其獨特的材料特性受到了研宄人員的廣泛關注,被認為是研制新型異質(zhì)結(jié)半導體光電器件的理想材料之一。但受限于材料研宄的不成熟性,該異質(zhì)結(jié)材料的很多特性還不是很清楚,比如限制載流子輸運的散射機制和高場輸運特性等,因此有必要對MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)2DEG的量子輸運特性作進一步研宄。論文在對ZnO和Zn1.xMgxO半

2、導體材料能帶結(jié)構(gòu)第一*性原理計算的基礎上,引入了量子化能級效應并且考慮到不同散射機制的影響,建立了適于模擬ZnMgO/ZnO異質(zhì)結(jié)高場輸運的蒙特卡羅(MonteCarlo)模型,對其穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)輸運特性進行了深入研宄。具體內(nèi)容如下:
  1.在第一,性原理計算ZnO和Zn1.xMgxO能帶結(jié)構(gòu)及相關參數(shù)的基礎上,親合求解泊松方程和薛定諤方程得到了電子波函數(shù)和量子化的能級,建立了適于研宄ZnMgO/ZnO異質(zhì)結(jié)輸運的蒙特卡羅模型,進而

3、分別研宄了限制MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)輸運的界面粗糙散射、合金散射以及位錯散射三種散射機制的影響,給出了子帶內(nèi)和子帶間散射率隨能量的變化。其中重點分析了位錯濃度、Mg組分等對材料穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)輸運性質(zhì)的影響。
  2.在考慮量子化能級效應以及不同散射機制的影響下,基于所建立的ZnMgO/ZnO異質(zhì)結(jié)輸運蒙特卡羅模型,對于低場條件下的迀移率溫度特性進行了研宄。在此基礎上,研宄了高場條件下電子漂移速度的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性,給出了電子在不同子帶

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