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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張至君
研究生(外文):Chun-Chin Chang
論文名稱:第二型超晶格中價帶及導帶混合效應
論文名稱(外文):Valence-Conduction Band Mixing Effect In Type-Ⅱ Superlattice
指導教授:蔣志純
指導教授(外文):Jih-Chen Chiang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:物理學系研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:47
中文關鍵詞:混合效應第二型超晶格
外文關鍵詞:mixing effect
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我們首先運用六能帶鍵結軌域模型來探討塊材的能帶結構,且證實了可以利用 模型中的七個參數直接求得六能帶鍵結軌域模型的交互作用參數。再利用六能帶鍵結軌域模型研究第二型超晶格材料InAs-GaSb中的導帶-價帶混合效應。我們發現對於InAs-AlSb-GaSb-AlSb超晶格結構,當AlSb材料的厚度改變時,其材料的能隙值會產生急遽變化,也因此在遠紅外線迴旋共振光譜中的二平行線之間距離會變窄,是因為導帶-價帶混合效應減弱所造成。而這個結果在實驗上也已經獲得證實。
We study the electronic band structure of bulk within a six-band bond-orbital model. All interaction parameters of this model involved are directly related to parameters for describing bulk bands near the zone center in the k‧p finite difference method. To study the conduction-valence band mixing effect, we calculate the electronic band structure for the InAs-GaSb superlattice, within a six-band bond-orbital model. In the InAs-AlSb-GaSb-AlSb superlattice, we find that energy-gap of this material will change rapidly with different AlSb layer thickness. This indicates that the e-X line observed in far-infrared cyclotron-resonance spectrum is originated from conduction-valence band mixing effect. This result is in good agreement with the experimental results.
目 錄
第一章 前言 ………………………………………………………… 1
第二章 鍵結軌域模型
第一節 基本理論 ………………………………………… 7
第二節 參數求法 …………………………………………13
第三節 超晶格 ……………………………………………20
第三章 結果與討論
第一節 塊材 ………………………………………………23
第二節 超晶格能帶 ………………………………………25
第四章 結論 …………………………………………………………41
附錄 ……………………………………………………………………43
參考文獻 ………………………………………………………………46
圖表目錄
第一章 前言
圖1-1 第二型超晶格材料InAs-GaSb的能帶剖面圖
(band profile) ………………………………………………6
圖1-2 超晶格材料InAs-AlSb-GaSb-AlSb的能帶剖面圖
(band profile) ………………………………………………6
第二章 鍵結軌域模型
表2-1 偶合係數 ………………………………………12
表2-2 InAs、GaSb、AlSb的Luttinger parameterm 與有效質量列表
……………………………………………………………… 19
表2-3 六能帶NBO模型利用 求參數法得到的交互作用參數
……………………………………………………………… 19
第三章 結果與討論
圖3-1 GaSb與InAs的塊材能帶結構。 ……………………………30
圖3-2 AlSb的塊材能帶結構。 ……………………………………31
圖3-3 由六能帶NBO模型計算出的GaSb(20)-InAs(20)超晶格能帶結構。 ………………………………………………………32
圖3-4 GaSb(20)-InAs(20)超晶格結構,在導帶E1上k=-0.02與k=0
二點電子出現機率的比較圖。……………………………33
圖3-5 由六能帶NBO模型計算出的 GaSb(40)-InAs(40)超晶格能帶結構。………………………………………………………34
圖3-6 計算GaSb(40)-InAs(40)超晶格結構,在導帶E1上k=-0.0088
與k=0二點電子出現機率的比較圖。 ……………………35
圖3-7 由六能帶NBO模型計算出的 GaSb(45)-InAs(45)超晶格能帶結構。 ………………………………………………………36
圖3-8 GaSb(45)-InAs(45) 超晶格能帶結構─實線部分,與GaSb(45)-AlSb(2)-InAs(45)-AlSb(2)超晶格能帶結構─虛線部分之比較圖。 …………………………………………… 37
圖3-9 GaSb(45)-AlSb(16)-InAs(45)-AlSb(16)超晶格能帶結構。
………………………………………………………………38
圖3-10 AlSb厚度與能隙值關係的趨勢圖。
………………………………………………………………39
圖3-11(a) 實驗比較圖--未加入AlSb材料。
………………………………………………………………40
圖3-11(b) 實驗比較圖--加入AlSb材料(厚度約五層)。
………………………………………………………………40
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