通常在ⅢII-Ⅴ族材料中摻入等電子雜質(zhì)可以調(diào)節(jié)其電子或光學性質(zhì)。為了滿足不同的材料和器件需求,將Bi摻入InP材料中能夠通過抑制俄歇復合作用和價間帶吸收(IVBA)過程,進一步拓展躍遷波長。本論文采用不同的團簇模型和體模型對InPBi材料進行研究,分析了雜質(zhì)Bi原子對體系的作用機制及不同摻雜構型的影響。計算隨著Bi濃度增加不同構型的帶隙變化參數(shù),為實驗中確定與標定雜質(zhì)類型有重要的參考價值。本論文的研究內(nèi)容主要分為兩個部分:(1)BinPm(n+m≤14)團簇。對電中性BinPm團簇的結構穩(wěn)定性、電子特性和振動光譜進行了一系列研究。發(fā)現(xiàn)隨著團簇尺寸的增大,所有穩(wěn)定結構的幾何演化呈現(xiàn)無定型特征。其中結合能、能量增益和HOMO-LUMO間隙證實了所有四原子結構的BinPm團簇的相對穩(wěn)定性。隨著P原子濃度增加,團簇越穩(wěn)定,表明InPBi化合物中更容易出現(xiàn)Pn團簇和四原子BinPm團簇。(2)InP1-xBix體相模型。從不同角度深入研究了摻雜Bi元素對InP1-xBix半導體材料性質(zhì)的影響,其中包括應力和化學效應、摻雜濃度及摻雜構型的影響。高濃度摻雜情況下,能帶帶隙的減小主要受Bi原子在晶格中引入的應力效應影響。雜質(zhì)Bi原子主要擾動費米能級附近的價帶部分,對導帶位置的能帶影響比較小。隨著摻雜濃度增加,帶隙顯著減小,自旋軌道分裂能輕微增大。不同摻雜模型對體系能帶結構的影響各不相同,可以認為實驗中得到的能帶結構是以上幾種模型共同作用的結果。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN304.23
【部分圖文】：

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