应变 Ge$_{1-x}$Sn$_x$ 量子阱 pFET 的价带结构计算

采用非局域经验赝势方法，计算了 Sn 含量在 0 ≤ x ≤ 0.2 范围内时 Ge$_{1-x}$Sn$_x$ 的价带结构对 Sn 含量、双轴应变及衬底取向的依赖关系。利用 6×6 k·p 模型，理论研究了 p 型 Ge 覆盖层/全应变 Ge$_{1-x}$Sn$_x$ 量子阱/Ge (001) 和 (111) 反型层中的第一价带子带结构。Ge 覆盖层相对于应变 Ge$_{1-x}$Sn$_x$ 量子阱的波函数耦合受覆盖层厚度、价带带阶和受限有效质量的影响，改变了二维 k 空间中的能量色散关系。Sn 含量的增加和覆盖层厚度的减小提高了应变 Ge$_{1-x}$Sn$_x$ 量子阱中的空穴布居数，从而降低了 Ge/应变 Ge$_{1-x}$Sn$_x$/Ge 反型层中布里渊区中心的输运有效质量。