In掺杂GaAs材料体系电子结构第一性原理研究

作者:王兴鸿; 蔡星会; 王祖军*; 熊庆; 王冰; 黄港; 聂栩; 赖善坤; 唐宁; 晏石兴; 李传洲
来源:现代应用物理, 2023, 14(01): 196-201.

摘要

基于密度泛函理论的第一性原理计算得到了本征GaAs和In掺杂GaAs的能带结构和电子态密度。通过对比分析体心掺杂和面心掺杂两种掺杂方式的InGaAs电子结构,得到了不同掺杂方式对InGaAs材料性质的影响规律。研究结果表明,两种In掺杂材料体系的能带结构差异不大,与本征GaAs相比,二者的禁带宽度减少了约40%;掺杂的In原子作为受主杂质在导带中引入了新的杂质能级,使导带底降低;与本征GaAs相比,面心掺杂InGaAs电子分布的能量范围变化不大,但电子分布更均匀,而体心掺杂InGaAs的电子态密度中出现了新的电子分布能量范围,使掺杂后的材料具有更宽的导带。