基于蒙特卡洛模拟的GaN/AlGaN超晶格中电子输运建模研究
应用物理
2023-09-19 v1
摘要
采用单粒子蒙特卡洛方法研究了GaN/AlxGa1-xN超晶格中的电子输运。为建立所需的能带结构，采用单电子蒙特卡洛方法和三带近似对完整能带结构下的GaN、AlN及其三元合金进行了研究。针对二元材料及其合金，考察了谷间散射与电子-纵向光学极化声子散射在决定电子速度与速度过冲中的相互作用。我们使用薛定谔波动方程耦合泊松求解器，在单带近似下自洽计算超晶格的能带结构，确定费米能量、超晶格微带能量位置及其能量宽度。随后我们分析微带能带结构，确定超晶格方向上超晶格微带的有效质量，该质量将决定该方向上的电子迁移率。接着应用单粒子蒙特卡洛方法研究微带中的电子输运，发现对于低铝浓度势垒和短周期情况，可获得与体GaN非常相似的电子速度，并观察到速度过冲可纯粹由单带中的电子-LO声子散射和非抛物线性引起。该建模方法为研究n掺杂GaN/AlGaN超晶格中的高场电子输运提供了一种快速便捷的方法，并应适用于器件设计。
引用
@article{arxiv.2309.09029,
title = {A Modelling study of Electron transport in GaN/AlGaN superlattices using Monte Carlo simulation},
author = {Mengxun Bai and Judy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.09029},
year = {2023}
}