全原子经验赝势法模拟InAs/InAsSbⅡ类超晶格

为了研究InAs/InAs1-xSbxⅡ类超晶格结构的物理特性,首次采用全原子的经验赝势方法对InAs/InAs1-xSbx结构进行模拟,并对体系的近带边能级、单粒子波函数和带边跃迁矩阵元进行了计算。结果表明,量子限制效应造成超晶格带隙的宽化;超晶格中基态电子主要局域在InAs层,基态空穴主要局域在合金层,与相关体材料及I型超晶格所做的对比结果表明,电子、空穴的物理分离效应是造成体系载流子寿命较长的重要原因;将带边跃迁矩阵元作为衡量载流子寿命的重要元素,针对固定波段的超晶格系统进行优化,最终得到带边跃迁矩阵元更小的体系(163?) InAs/(82?) InAs0. 72Sb0. 28结构,其跃迁矩阵元是0. 010 684 3 a.u.。

短周期超晶格能带的赝势法计算

目的研究短周期（ＧａＡｓ）ｎ（ＡｌＡｓ）ｎ超晶格能带，通过能带了解超晶格红外光吸收性质．方法用赝势法计算超晶格能带，比较不同（ＧａＡｓ）ｎ（ＡｌＡｓ）ｎ超晶格能隙随ｎ变化的关系．结果计算表明ｎ≤５时（ＧａＡｓ）ｍ（ＡｌＡｓ）ｎ为间接能隙半导体以及能带间存在大量微带和带间交叉．结论超晶格可以用来作红外波吸收材料；相同的赝势形状因子在不同能带计算方法下给出的结果有较大差异．

复合量子阱Ge_(0.3)Si_(0.7)/(Ge_(0.3)Si_(0.7))_m-(Si)_m/Ge_(0.3)Si_(0.7)的电子能带结构

采用建立在经验赝历势基础上的推广k·P方法计算了复合量子阱Ge0.3Si0.7／（Ge0.3Si0.7）m-（Si）m／Ge0.3Si0.7的电子束缚能组及其活界面方向的色激关系,并与通常的单带模型下的包络函数方法的计算结果进行了比较。结果表明由于超晶格中子能带的形成,邻近能带间的互作用使通常单带模型下的包络函数方法不再能适用于复合量子阱的计算。计算结果也表明复合量子阱的电子束缚能级沿界面方向在kx＜0.1（2π/a）范围内基本上不随kx变化。

量子阱Ge_(0.3)Si_(0.7)/Si/Ge_(0.3)Si_(0.7)在阱平面方向上的电子能带色散关系

采用经验赝势方法及界面边界条件，计算了生长在Ge0．3Si0．7（001）衬底上的导带电子量子阱Ge0．3Si0．7／Si／Ge0．3Si0．7的电子束缚能级，对它们在阶平面方向上的色散关系进行了讨论。

二元超晶格弹性应力的能带理论计算

根据量子能带理论 ,采用经验赝势方法 ,对 (Pb) n/ (Bi) n,(Al) n/ (As) n 的假想简立方二元超晶格结构的弹性应力进行了计算 .结果表明弹性应力随超晶格周期λ的增加而迅速升高至一定大小后趋于稳定 ,且只有在周期较小时才同过渡金属氮化物超晶格硬度随周期的变化的趋势定性一致 。

半导体纳米结构物理性质的理论研究——2004年国家自然科学二等奖获奖项目介绍

半导体纳米结构是纳米材料的一个重要组成部分,纳米结构的电子和光子器件将成为下一代微电子和光电子器件的核心.半导体纳米结构有多种多样,如自组织量子点、纳米晶体、硅团簇、量子结构等,它们可以制成各种纳米电子学器件.根据以上几类半导体纳米结构,文章介绍的获奖项目提出了研究半导体纳米结构电子结构的四个理论,并利用这些理论研究了它们的电子态和物理性质,发现了许多新的效应.这些理论包括:一维量子波导理论、孤立量子线、量子点的有效质量理论、异质结构的空穴有效质量理论、经验赝势同质结模型.专著《半导体超晶格物理》全面系统地介绍了超晶格物理的概念、原理、理论和实验结果,主要总结了获奖项目参加者所在的研究组在超晶格物理研究方面所取得的成果.