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砷化镓(Gallium Arsenide,GaAs)作为第二代化合物半导体材料,并且拥有直接带隙双能谷的结构特性,它凭借优越的光电特性在光电子和微电子学方面得到广泛应用。非掺杂SI-GaAs材料中的深能级团簇缺陷影响材料与器件的光电性能,以及深入研究GaAs团簇缺陷的结构和性质。在对GaAs纳米材料的应用和制备方面,以及在半绝缘砷化镓材料的团簇缺陷的光电子特性和微观结构的分析方面,存在着非常重要的研究意义。 本文采用了基于密度泛函理论的第一性原理的计算方法,对富镓中性砷化镓团簇的几何结构和振动频率进行了计算,分析了团簇基态结构的稳定性规律,并对半绝缘砷化镓材料中的GaAs与Ga7As+团簇深能级缺陷模型进行计算,以及采用分子动力学模拟方法计算分析了温度对深能级VAsVG。团簇缺陷稳定性的影响。所得结论如下所示: l在富镓中性GanAsm(n=l-9,m=l-3)团簇的结构中,随着总原子数的增大,每类结构的团簇基态结构的结合能二阶差分值D2Eb(N)呈奇偶交替的变化规律,其能隙Egap也呈奇偶交替的变化规律,表现出明显的半导体特性,构成了砷化镓材料的EL深能级缺陷,对砷化镓材料的能带结构和光屯特性有着重要的影响。基态团簇的振动频率均在THz频段,为团簇的THz波检测实验提供了依据,同时也为砷化镓材料的THz波辐射研究提供了一定的帮助。 2 GaAs团簇深能级缺陷模型的内部深浅VAsVOa缺陷的最低施主缺陷能级均位于导带底以下0.4leV,该值接近于EL6缺陷能级的实验值(Ec-0.38eV),内部VAsVGa缺陷能级造成导带极小值和价带极大值不在同一个高对称点处;表面VAsVG。缺陷的晟低施主缺陷能级位于导带底以下0.39eV,该值也接近于EL6缺陷能级的实验值;从内部到表面VAsVGa缺陷的形成能逐步增大,该类缺陷由材料表面向内部迁移相对容易。 3 GaAs团簇深能级缺陷模型的内部深浅AsG。GaAs缺陷的最低施主缺陷能级均位于导带底以下0.83eV,接近于EL2缺陷能级的实验值(Ec-0.82eV)。该类缺陷在砷化镓材料内部的形成能是相同的,不受内部深浅位置的影响,内部AsG。GaAs缺陷能级保持导带极小值和价带极大值在同一个高对称点处;表面AsG。GaA。缺陷的最低施主缺陷能级位于导带底以下0.85eV,该值接近于EL2缺陷能级的实验值;从内部到表面AsOaGaAs缺陷的形咸难度增大,该类缺陷由材料表面向内部迁移相对容易。 4 Ga2As+团簇深能级缺陷模型在富Ga条件下,AsGaGaAsGai+比VAsVGaGai+团簇缺陷的形成能小,前者比后者更容易形成,二者的最低施主缺陷能级均位于导带底以下0.85eV,该值接近于EL2缺陷能级的实验值(Ec-0.82eV),并且VAsVGaGai+与AsGaGaAsGai+团簇缺陷能级均造成导带的极小值和价带的极大值不在同一个高对称点处,因此在电子跃迁过程中可能存在动量变化。 5 Ga2As+团簇深能级缺陷模型在富As条件下,VAsVGaVGa-团簇缺陷的最低施主缺陷能级位于导带底以下0.39eV,该值接近于EL6缺陷能级的实验值(Ec-0.38eV)。团簇缺陷AsGaGaAsVGa-比VAsVGaVGa-团簇缺陷的形成能低,因此AsGaGaAsVGa-比VAsVGaVGa-团簇缺陷更容易形成,并且AsGaGaAsVGa-团簇缺陷的最低施主缺陷能级位于导带底以下0.87eV,接近于EL2缺陷能级的实验值(Ec-0.82eV),并且二者均造成导带极小值和价带极大值不在同一个高对称点处,因此在电子跃迁过程中可能存在动量变化。 6在300K≤T≤1173K温度下,EL6深能级VAsVGa团簇缺陷向相对稳定的复合EL2深能级GaAsAsGaVAsVGa团簇缺陷发生转变,增大了电子跃迁所需的能量,并造成导带极小值和价带极大值不在同一个高对称点处,因此在电子的跃迁过程中可能存在动量变化。在1173K
其他文献
目前，NR4A1在调节细胞凋亡中的作用尚有争议。胰腺β细胞中的内质网(ER)经常面临各种不利条件，如高浓度的游离脂肪酸(FFA)和持续的高血糖，而严重的内质网应激导致胰岛β细胞凋亡