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近年來半導體材料不斷翻新更替, 各種光電元件不單再由一種元素形成的材料制造而
成, 大多使用復合材料。本文主要是針對三元合金砷化銦鎵(Ga In As)的拋物參數
及電子躍遷能量作探討。通常這種復合材料, 組成成分X 改變時, 鎵原子和銦原子比
例就不同, 造成能帶結構改變, 材質能隙也隨之而不同。因此, 電子躍遷能量跟著不
一樣。所以, 我們希望將電子躍遷能量表為組成成分X 的函數, 以最適當數學分子式
來描述之。當然就衍生了一些經驗, 半經驗公式, 不管用甚么方法, 我們都期盼所得
到的數學式子, 能夠最適合於用來描述實驗獲得的數據值。
首先我們利用虛晶體近似法(Virtual Crystal Approximation, 簡稱VCA 來預測半導
體合金材質之物性。當材質在臨界點上發生躍遷時, 電子躍遷能量(transition ener
-gy)E(x), 與其組成成分X 成線性關系。換句話說, 電子躍遷能量與其組成成分X 成
正比, 和實驗得到成二次曲線結果有所差異。因此, 我們把電子躍遷能量寫成組成成
分X 的函數, 其關系式如下:
E(x)=A+Bx+Cx (1)
三元合金半導體材質電子躍遷能量, 可看成由二個二元合金半導體材質的電子躍遷能
量, 依其組成成分x 組合而成。在(1) 式中系數A,B 與二個二元合金的能隙(energy
gap)有關( 指最低電子躍遷能量),而參數C 的決定, 便是本文所探討的主題之一。
本文主要是以介( 電 )質模型方法(Dielectric Model Method, 簡稱DMM), 及Woolle
-y所提之經驗公式來計算砷化銦鎵(Ga In As), 最低直接電子躍遷能量E (x) 的二
次項系數( 拋物參數C), 本文即利用此兩種方法, 求得砷化銦鎵材質之拋物參數C 值
分別為0.545,0.318ev,同時與實驗值C=0.52ev做一比較。在這里我們附帶討論陰電性
標, 異質電偶極平均能量與晶離子性質的關系, 基本上陰電性標和異質電偶極平均能
量都與原子的價電子數目, 以及原子大小有關。
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