单轴应变锗带隙特性和电子有效质量计算

• 作者: 吴淑静 底琳佳 戴显英 苗东铭 郝跃
• 来源期刊: 西安电子科技大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 30k·p方法 单轴应变锗 能带结构 电子有效质量
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 页码范围: 24-29
• 页数: 6页
• 分类号: TN304.1|TN302
• 字数: 4082字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-2400.2018.03.005

摘要

应变工程在提升Ge器件性能方面起着重要作用,而能带结构是研究应变Ge电学、光学性质的理论基础.文中通过对角化一个包含自旋轨道相互作用和应变效应的30 k·p哈密顿矩阵,得到了单轴应变锗在整个布里渊区内的能带结构.根据能带色散关系,研究了单轴应变锗导带能谷分裂与偏移、纵向和横向电子有效质量、电子态密度有效质量等随应力的变化情况.计算结果表明:在[001]、[111]方向单轴张应力作用下,锗由间接带隙转变成直接带隙;导带L和Δ能谷纵向、横向电子有效质量并不明显依赖于单轴应力,但沿[111]和[001]方向的单轴压应力可分别使L和Δ能谷态密度有效质量最小,这有利于减小电子散射几率,提升迁移率.