论文摘要
本文采用记忆函数法,分别以Ⅲ-Ⅴ族异质结半导体和Ⅱ-Ⅵ族应变型异质结半导体为研究对象,从理论上讨论半导体单异质结中平行界面方向的电子迁移率及其压力效应.首先以Ⅲ-Ⅴ族AlxGa1-xAs/GaAs异质结为研究对象,考虑有限深势垒与导带弯曲的实际异质结势的影响,同时计入电子向异质结势垒层的隧穿效应,利用变分法和记忆函数法,讨论在体纵光学声子（LO）和界面光学声子（IO）的散射下,界面附近电子迁移率随温度、Al组分和电子面密度的变化关系及其压力效应.结果显示:电子迁移率随温度、压力的增加而减小;随Al组分和电子面密度的增加而非线性增加.且两种光学声子的散射作用均随压力增强,IO声子的变化幅度更为显著.同时发现,在光学声子散射下,电子迁移率随Al组分的缓慢增加,主要是由IO声子决定的;而电子迁移率随电子面密度增加的变化则由LO声子决定.为进一步深入讨论异质结中电子的带间散射提供依据,采用三角势近似异质结的导带弯曲效应,通过数值计算方法求解薛定谔方程,研究流体静压力影响下有限深势垒ZnSe/Zn1-xCdxSe应变异质结的本征态问题,同时与无应变的情形进行了比较分析.发现平面双轴应变使电子的能级降低,能级间距减小,且静压效应加剧了该下降趋势.同时,应变导致波函数的隧穿几率增加.在上述工作的基础上,进一步改进理论模型:同时考虑沟道区及垒区存在自由应变时对半导体物理参数的调制作用,以及运用简化相干势近似（SCPA）计算Ⅱ-Ⅵ族三元混晶效应,讨论Cd组分、电子面密度的改变对电子本征态的影响.结果显示,随着Cd组分的增大,能级和能级间距增大,波函数隧穿进入垒区的几率逐渐减小。而且发现,随着电子面密度的增大,波函数隧穿几率增加,同时本征能量也随之增大,而能级间距逐渐减小.基于已有应变异质结中电子本征态的研究结果,以Ⅱ-Ⅵ族ZnSe/Zn1-xCdxSe异质结为研究对象,采用三角势近似并计入有限深势垒的限制效应,运用记忆函数方法,研究光学声子作用下应变异质结体系中电子的迁移率及其压力效应,分别讨论了带内散射及带间散射对迁移率的贡献.结果表明:内部平面双轴应变效应降低电子的迁移率,且外部流体静压力加剧了这种下降趋势.因此,讨论电子在应变型异质结构中的散射问题时,需要计入材料间由于晶格不匹配而产生的应变效应的影响.同时发现,电子迁移率的变化主要来自于沟道区LO声子的贡献.另外,带间散射和带内散射对于压力条件下的电子迁移率同样重要,而不容忽略.
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