GaN基核壳结构纳米线中的电子态与光吸收

发布时间：2021-09-05 22:17

　　核壳结构纳米线在光电器件应用领域具有诸多优越特性从而广受关注。核壳异质结构纳米线不同于普通的轴向异质结一维纳米材料,它在沿轴线方向具有较长的界面,而电荷的分离却发生在较短的径向上,大大降低了光致激发的载流子在材料内的复合机率,从而有效提高了载流子的输运和光电转换效率。无论是量子尺寸限制效应,还是两种材料的导带带隙的改变导致的能带变化,都可以调控核壳异质结构纳米线结构的能带的相对位置,从而拓宽其制备的新型光电器件的光谱响应范围。本文考虑了核材料的组分、核半径以及温度对导带禁带宽度和电子有效质量等参数的影响,在有效质量近似下,利用有限元差分法对Al_xGa_1-xN/AlN核壳结构纳米线中电子定态薛定谔方程进行了数值求解。得到电子的本征能级和相应的本征波函数以及带间光吸收系数。计算结果表明:在室温下,当核半径不变时,随着组分x的增加,核与壳之间的导带带阶变小,势阱内电子的各个能级均下降,而且电子对势垒的隧穿随之增强,光吸收系数的峰值随之减小,光吸收系数峰发生红移。在组分不变的条件下,随着核半径的增加,势阱内电子的各个能级均下降,电子对势垒的隧穿随之增... 

【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

核半径为7nm的Al0.1Ga0.9N/AlN、Al0.3Ga0.7N/AlN和Al0.5Ga0.5N/AlN核壳结构纳米线

半径为 8nm 的 Al0.1Ga0.9N/AlN、Al0.3Ga0.7N/AlN 和 Al0.5Ga0.5N/AlN 核壳的电子能级2 Energies of the electron in Al0.1Ga0.9N/AlN、Al0.3Ga0.7N/AlN and Al0.5Ga0core-shell nanowires with core radius 8nm

半径为 8nm 的 Al0.1Ga0.9N/AlN、Al0.3Ga0.7N/AlN 和 Al0.5Ga0.5N/AlN 核壳的电子能级2 Energies of the electron in Al0.1Ga0.9N/AlN、Al0.3Ga0.7N/AlN and Al0.5Ga0core-shell nanowires with core radius 8nm

【参考文献】：
期刊论文
[1]InAlN/GaN异质结二维电子气波函数的变分法研究[J]. 李群,陈谦,种景.  物理学报. 2018(02)
[2]ZnO/GaN核壳异质结电子结构和光学特性第一性原理研究[J]. 吴木生,袁文,刘刚,王燕,叶志清.  光子学报. 2013(02)
[3]电子-空穴气屏蔽影响下有限深量子阱中电子与空穴的本征态[J]. 哈斯花,班士良.  内蒙古大学学报(自然科学版). 2007(03)
[4]GaAs-AlxGa1-xAs双势垒结构中电子共振隧穿寿命[J]. 宫箭,梁希侠,班士良.  半导体学报. 2005(10)
[5]基于量子微扰的AlGaN/GaN异质结波函数半解析求解[J]. 李培咸,郝跃,范隆,张进城,张金凤,张晓菊.  物理学报. 2003(12)
[6]量子隧穿的一种数值计算方法[J]. 班士良,HasbunJE,梁希侠.  内蒙古大学学报(自然科学版). 2000(01)

硕士论文
[1]GaN纳米线的制备及特性研究[D]. 冯庆.西安电子科技大学 2013



本文编号：3386185