ZnMgO-ZnO異質(zhì)結(jié)高場輸運(yùn)特性的Monte Carlo研究.pdf

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(dú)特的材料特性受到了研宄人員的廣泛關(guān)注，被認(rèn)為是研制新型異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)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(yùn)的散射機(jī)制和高場輸運(yùn)特性等，因此有必要對MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)2DEG的量子輸運(yùn)特性作進(jìn)一步研宄。論文在對ZnO和Zn1.xMgxO半

2、導(dǎo)體材料能帶結(jié)構(gòu)第一*性原理計(jì)算的基礎(chǔ)上，引入了量子化能級效應(yīng)并且考慮到不同散射機(jī)制的影響，建立了適于模擬ZnMgO/ZnO異質(zhì)結(jié)高場輸運(yùn)的蒙特卡羅(MonteCarlo)模型，對其穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)輸運(yùn)特性進(jìn)行了深入研宄。具體內(nèi)容如下：
　　1.在第一,性原理計(jì)算ZnO和Zn1.xMgxO能帶結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)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(yùn)的蒙特卡羅模型，進(jìn)而

3、分別研宄了限制MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)輸運(yùn)的界面粗糙散射、合金散射以及位錯(cuò)散射三種散射機(jī)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(diǎn)分析了位錯(cuò)濃度、Mg組分等對材料穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)輸運(yùn)性質(zhì)的影響。
　　2.在考慮量子化能級效應(yīng)以及不同散射機(jī)制的影響下，基于所建立的ZnMgO/ZnO異質(zhì)結(jié)輸運(yùn)蒙特卡羅模型，對于低場條件下的迀移率溫度特性進(jìn)行了研宄。在此基礎(chǔ)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