超晶格半导体材料的光磁电效应(I).pdfVIP

第 26 卷 　第 9 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol . 26 　No . 9 2005 年 9 月 C H IN ESE J OU RNAL O F SEM ICONDU C TOR S Sep . ,2005 ( ) 超晶格半导体材料的光磁电效应 Ⅰ 罗诗裕 　邵明珠 ( 东莞理工学院 , 东莞 　523 106) 摘要 : 从 Shockleyread 统计出发 ,引入载流子寿命与浓度的相关性 ,描述了超晶格半导体载流子的输运特征 ,将载 流子的输运方程化为二阶非线性方程 ,并用双参数摄动法找到了方程的一般解. 在二阶近似下 ,计算了半导体材料 的短路电流和光导电流 ,进一步揭示了大信号情况下光磁电效应的非线性特征. 关键词 : 超晶格 ; 半导体 ; 光磁电效应 ; 非线性 PACC : 7240 ; 7280 中图分类号 : O472 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2005) 多科学家追求的 目标. 改进硅特性的方法有两种 : ( ) ( ) 1 　引言 1 杂质工程 ,通过掺杂引入新的复合中心 ; 2 能带 ( ) 工程 ,通过调整硅的能带结构 比如超晶格 ,使它的 超晶格微结构是半导体物理与器件研究的前沿 间接带隙变为准直接带隙 ,并使它的能带展宽到可 ( 领域之一. 超晶格量子阱的主要特征是载流子 电子 见光的范围 ,而带边缘的弯曲则可以改变电子 、空穴 ) 有效质量 ,从而使载流子迁移率上升. 或空穴 的运动在生长方向上受到限制 , 因此 ,量子 阱的光电性质不同于体材料而呈现出许多新特点. 超晶格的最大几何特点是它的晶格形变 ,而超 超晶格量子阱的能带结构与体材料不同 ,而且有效 晶格的光磁电特性又直接与它的形变有关 ,因此 ,通 质量的各向异性可以差几个量级 ,子能带的带隙还 过控制或调节形变超晶格的形变参数就可以得到不 可以任意调节. 超晶格量子阱低维结构是设计 、制造 同光磁电效应的半导体材料. 我们 曾对超晶格的沟 下一代超大规模集成电路的物理基础. 超晶格物理 道效应及其形变参数作过具体分析[ 1～6 ] . 注意到 ,要 代表着半导体物理的一个全新层次. 一方面由于组 研究超晶格的光磁电效应就必须研究载流子输运. ( 分 、掺杂和结构可以在原子尺度上人为控制 ,这就为 基于该点 ,本工作将分成两部分讨论 ,第一部