基于在量子阱应变下温度对带隙的影响 |
| 2013-04-16 16:27 作者：李鹏 许丽萍 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
|
|
据《硅谷》杂志2012年第23期刊文称，量子阱在应力作用下价带中空穴带发生漂移。在范围内，随着温度的改变，会影响量子阱的带隙变化。在公式的基础上，引入由应力导致间隙能量变化为，通过在不同温度下验证的变化[1]，进而温度对量子阱发光峰的影响。
关键词：量子阱；温度；应变；吸收波长
0引言
红外探测器是利用量子阱子带的间的跃迁，既低能态的载流子吸收红外光跃迁高能级的光电转换器件。近年来，应变量子阱已成为人们研究的焦点
1991年Xie等人提出了以应变来使重、轻空穴态反转，以轻空穴为基态，能有效增强子带跃迁的光吸收系数，1993年Wang等人[2]使用P型QWIP，通过在InGaAs中引入应力，实现了降低QWIP的暗电流，同时增强了光吸收，进一步提高了QWIP的性能。温度会对应变的量子阱结构和发光光谱产生影响。本文主要讨论在不同温度下，应变量子阱能级变化的情况
1理论计算
在材料的弹性限度内，在其沿生长方向上，施加压力或拉力，在这种力的作用下，轴向应变主要影响导带底的上移或下移[3]，而对价带的影响不仅使价带产生漂移，而且会使的轻重空穴分离，价带的形状和位置发生改变在压应变下，应变分量与带间隙之间的关系：
，（1）
（2）
（3）
根据与两种组分的带隙的能级与温度特性，来研究在应力作用下，考虑在应变量子阱受温度的影响量子阱材料的的与是温度的函数，可以表示为；
（4）
（5）
将公式（4），（5）代入（3）中得
（6）
体材料的与是的函数，可以表示为
（7）
（8）
对于中的参量可以用二元线性插值法得到，如下所示：
，（9）
（10）
（11）
（12）
将公式（11），（12）代入（3）中得
（13）
对于应变量子阱带隙能量与温度与压力有关，在不考虑掺杂对带隙的影响，与禁带宽度分别表示为：
（14）
（15）
其中与分表示温度为和时，禁带的宽度，，为温度系数。其中，在时，禁带宽度，，。
，，代入上面的参数，取，得到：
上式为与带隙与温度和压力的关系式。
根据，温度变化引起晶格常数变化引起能带的移动，即热膨胀[4]。其次温度会晶格发生振动，声子与激子的耦合，引起能带边缘的移动。将会影响到势垒高度，进而得到了影响势垒高度的一些变量，根据下式：
，取
将代入得：
2分析与讨论
量子阱应变使能带发生改变，在改变温度条件下，会产生相应的改变。所加的应力会使会使超晶格导带子能级发生定量的改变，通过施加压力，会使吸收波长发生蓝移。
图1不同压力下能级随温度变化的曲线图2随不同压强下随温度变化的趋势
图3不同温度下随压力的渐变规律图4在不同温度下能级随压强变化规律
由图分析可知：温度与压强都能改变能级，在量子阱上施加压力比无压力的能级小，在同一压强下，随着温度改变能级逐渐减小，在不同压强下，随着温度的增大，受压强的变化影响越来越明显从到.在不同温度下，随着压强的增加，能级成线性减小。不同温度随着压强变化不明显。
3结论
在应力作用下，量子阱的价带顶轻重空穴发生分裂，通过理论计算推到出在应变的作用下，温度变化会影响量子阱带隙能量的变化，在公式基础上，加入应力导致随温度变化的能级。
|
|
|
|
【对“基于在量子阱应变下温度对带隙的影响”发布评论】 |
版权及免责声明：
① 本网站部分投稿来源于“网友”，涉及投资、理财、消费等内容，请亲们反复甄别，切勿轻信。本网站部分由赞助商提供的内容属于【广告】性质，仅供阅读，不构成具体实施建议，请谨慎对待。据此操作，风险自担。
② 内容来源注明“硅谷网”及其相关称谓的文字、图片和音视频，版权均属本网站所有，任何媒体、网站或个人需经本网站许可方可复制或转载，并在使用时必须注明来源【硅谷网】或对应来源，违者本网站将依法追究责任。
③ 注明来源为各大报纸、杂志、网站及其他媒体的文章，文章原作者享有著作权，本网站转载其他媒体稿件是为传播更多的信息，并不代表赞同其观点和对其真实性负责，本网站不承担此类稿件侵权行为的连带责任。
④ 本网站不对非自身发布内容的真实性、合法性、准确性作担保。若硅谷网因为自身和转载内容，涉及到侵权、违法等问题，请有关单位或个人速与本网站取得联系（联系电话：01057255600），我们将第一时间核实处理。
|
|
|
|
