2. 广东工业大学 集成电路学院, 广东 广州 510006
2. School of Integrated Circuits, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006
纤锌矿氮化镓(GaN)及其异质结构由于具有众多优异的性能,如高导热性、高击穿场以及高电子迁移率等,在高功率电子器件与射频电子学等领域中具有重要的应用前景[1-2]。然而,GaN较大的空穴有效质量导致了低空穴迁移率,阻碍了其在大功率转换器及互补逻辑电路[3]上的广泛应用。对于电力电子学和射频电路的新应用领域,迫切需要一种与N通道GaN高电子迁移率晶体管对应的P型晶体管,以形成宽带隙互补金属氧化物半导体。随着GaN外延生长技术的进步,众多研究机构争相对GaN异质结制备技术开展研究,并通过理论建模探索GaN空穴输运性能的优化方案[4-6]。
GaN的极化效应极大地影响了其空穴的输运性能。通常的GaN外延及其异质结构是在(0001)晶面生长的,即Ga极性面。由于较大的自发极化及应变诱导产生的较大压电极化,AlGaN/GaN异质结构界面处出现高密度的二维电子气[7]。与之类似,在GaN/AlN界面上也会形成二维空穴气[8]。这对于高功率器件和耗尽型器件的生产非常有意义,但对GaN异质结光电器件产生了负面影响,同时GaN基增强型器件的制造有一定难度[9]。通过生长非极性(
此外,研究表明应力可以有效地改变能带结构,这为评估能带色散以及有效质量在应力下的变化提供了一种简单且实用的方法。Poncé等[12]发现,在(0001)晶面上施加2%的双轴拉伸应变,可使自旋−分裂带能量位于重空穴带和轻空穴带之上,使块体GaN的空穴迁移率明显增加。文献[13-14]也研究了单轴应力对GaN空穴有效质量的影响。但上述建模工作主要针对在(0001)晶面的块体GaN,有关GaN异质结量子阱完整结构模型仿真的文献较少。
为了研究应力对不同晶面GaN异质结量子阱性质的影响,本文基于六带k·p方法和自洽薛定谔−泊松方程,并考虑极化效应,研究了(0001)、(
根据Chuang等[15]的报道,[0001]方向(c-轴)生长的应变纤锌矿晶体包括自旋轨道相互作用的完整哈密顿量H可以表示为
$ {\boldsymbol{H}}(k) = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} F&{ - K^*}&{ - H^*}&0&0&0\\ { - K}&G&H&0&0&\varDelta \\ { - H}&{H^*}&\lambda &0&\varDelta &0\\ 0&0&0&F&{ - K}&H\\ 0&0&\varDelta &{ - K^*}&G&{ - H^*}\\ 0&\varDelta &0&{H^*}&{ - H}&\lambda \end{array}} \right] $ | (1) |
其中矩阵元素为:
$ F={\varDelta }_{1}+{\varDelta }_{2}+\lambda +\theta ,$ |
$ G={\varDelta }_{1}-{\varDelta }_{2}+\lambda +\theta ,$ |
$ \lambda =\frac{{\hslash }^{2}}{2{m}_{0}}\left[{A}_{1}{\boldsymbol{k}}_{z}^{2}+{A}_{2}\left({{{\boldsymbol{k}}}}_{x}^{2}+{{{\boldsymbol{k}}}}_{y}^{2}\right) \right]+{D}_{1}{ \epsilon }_{zz}+{D}_{2}\left({\epsilon}_{xx}+{\epsilon}_{yy}\right) ,$ |
$ \theta =\frac{{\hslash }^{2}}{2{m}_{0}}\left[{A}_{3}{\boldsymbol{k}}_{z}^{2}+{A}_{4}\left({\boldsymbol{k}}_{x}^{2}+{\boldsymbol{k}}_{y}^{2}\right) \right]+{D}_{3}{\epsilon}_{zz}+{D}_{4}\left({\epsilon}_{xx}+{\epsilon}_{yy}\right) ,$ |
$ K=\frac{{\hslash }^{2}}{2{m}_{0}}{A}_{5}{\left({\boldsymbol{k}}_{x}+i{\boldsymbol{k}}_{y}\right) }^{2}+{D}_{5}\left({\epsilon}_{xx}+{2i\epsilon}_{xy}-{\epsilon}_{yy}\right) ,$ |
$ H=\frac{{\hslash }^{2}}{2{m}_{0}}{A}_{6}\left({\boldsymbol{k}}_{x}+i{\boldsymbol{k}}_{y}\right) {\boldsymbol{k}}_{z}+{D}_{6}\left({\epsilon}_{zx}+{i\epsilon}_{yz}\right) ,$ |
$ \varDelta =\sqrt{2}{\varDelta }_{3} ,$ |
$ {\varDelta }_{1}={\varDelta }_{\rm{c}\rm{r}} ,$ |
$ {\varDelta }_{2}={\varDelta }_{3}=\frac{1}{3}{\varDelta }_{\rm{s}\rm{o}} $ | (2) |
式中:
为了探索沿非极性和半极性晶面生长的纤锌矿GaN的显著特征,本文利用(0001)晶面的k·p哈密顿矩阵通过旋转矩阵获得了任意晶面的矩阵[16]。如图1所示,欧拉角θ和ϕ的旋转将物理量从z(对应于c轴[0001])方向转换为z′方向(对于任意[hkil]晶向)。在旋转参考框架中,新的自旋基矢量为
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图 1 本文中描述的坐标系示意图 Figure 1 Schematic diagram of coordinate system described in this paper |
$\begin{aligned} \left( \begin{array}{c}| \uparrow {'} {\rangle} \\ | \downarrow {'} {\rangle} \end{array} \right) = \left( \begin{array}{cc}\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left(-i\phi /2\right) \mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\left(\theta /2\right)\; \mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left(i\phi /2\right) \mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\left(\theta /2\right) \\ -\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left(-i\phi /2\right) \mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\left(\theta /2\right) \mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left(i\phi /2\right) \; \mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\left(\theta /2\right) \end{array} \right) \left( \begin{array}{c}| \uparrow {\rangle} \\ | \downarrow {\rangle} \end{array} \right) \end{aligned}$ | (3) |
旋转矩阵为
$ \boldsymbol{R}=\left(\begin{array}{ccc}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\theta \mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\phi & \mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\theta \mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\,\phi & -\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\,\theta \\ -\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\,\phi & \mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\phi & 0\\ \mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\,\theta \mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\phi & \mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\,\theta \mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\,\phi & \mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\theta \end{array}\right) $ | (4) |
式中:
由于GaN晶体具有六重对称性,本文只考虑以下物理量的θ依赖性(即规定ϕ=0)[17]。从基态(x, y, z)坐标转换为(x′, y′, z′)坐标是通过旋转角度θ来完成的。如图2所示,非极性平面是垂直于c平面的晶体平面,极化矢量位于生长平面。半极性平面与c平面以一定角度相交。在轴的旋转下,向量的分量由式(5)给出:
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图 2 纤锌矿晶体结构中米勒−布拉维指数为(0001)、( |
$ \left(\begin{array}{c}{\boldsymbol{k}}_x'\\ {\boldsymbol{k}}_y'\\ {\boldsymbol{k}}_z'\end{array}\right) =\boldsymbol{R}\left(\begin{array}{c}{\boldsymbol{k}}_{x}\\ {\boldsymbol{k}}_{y}\\ {\boldsymbol{k}}_{z}\end{array}\right) $ | (5) |
任意晶面的k·p哈密顿量可导出为
$ {\boldsymbol{H}}^{\left(hkil\right) }={\boldsymbol{U}}^{*}{\boldsymbol{H}}^{\left(0001\right) }{\boldsymbol{U}}^{\mathrm{T}} $ | (6) |
其中U为变换矩阵[18],上标
通常,由于晶格失配,GaN/AlN异质结界面上将产生双轴应力。对于在[hkil]方向生长的应变纤锌矿GaN晶体,应变张量
$ {\epsilon}_{xx}={\epsilon}_{xx}^{\left(0\right) }+{\epsilon}_{xz}\frac{\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\,\theta }{\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\theta },\quad{\epsilon}_{yy}={\epsilon}_{xx}^{\left(0\right) }, $ |
$ {\epsilon}_{xx}^{\left(0\right) }={\epsilon}_{yy}^{\left(0\right) }=\left({a}_{\mathrm{s}}-{a}_{\mathrm{e}}\right) /{a}_{\mathrm{e}},\quad{\epsilon}_{zz}={\epsilon}_{xz}\frac{\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\theta }{\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\,\theta }+{\epsilon}_{zz}^{\left(0\right) }, $ |
$ {\epsilon}_{zz}^{\left(0\right) }=\left({c}_{\mathrm{s}}-{c}_{\mathrm{e}}\right) /{c}_{\mathrm{e}},\quad{\epsilon}_{xy}={\epsilon}_{yz}=0, $ |
$ \begin{aligned}{\epsilon}_{xz}=-\frac{{\epsilon}_{xx}^{\left(0\right) }\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\theta \mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\,\theta }{{c}_{11}{\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}}^{4}\theta +2\left({c}_{13}+2{c}_{44}\right) {\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}}^{2}\theta {\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}}^{2}\theta +{c}_{33}{\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}}^{4}\theta } \times \\ [({c}_{11}+{c}_{12}+{c}_{13}{\epsilon}_{zz}^{\left(0\right) }/{\epsilon}_{xx}^{\left(0\right) }) {\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}}^{2}\theta + (2{c}_{13}+{c}_{33}{\epsilon}_{zz}^{\left(0\right) }/{\epsilon}_{xx}^{\left(0\right) }) {\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}}^{2}\theta ] \end{aligned}$ | (7) |
式中:cij是GaN层的弹性刚度常数,a和c是晶格常数,下标s和e分别表示AlN层和GaN层。
本文假设当考虑弛豫AlN上的GaN时,可以忽略AlN衬底,只使用应力分量描述来自衬底的影响。由于GaN的晶格常数小于AlN,所以受到压缩应变的影响,此时,GaN层中同时存在本身固有的自发极化(Psp)和应变诱导的压电极化(Ppz)。参考文献[20],设置AlN厚度为400 nm,GaN层厚度为13 nm,如图3所示,其中点线与界面的电流通道厚度假定为2 nm。生长平面沿(x′, y′, z′)坐标的极化P′可以根据(x, y, z)中的极化矢量P和倾角θ计算得出[21],计算公式为
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图 3 GaN/AlN量子阱示意图 Figure 3 The schematic of the GaN/AlN quamtum well |
$ {P}_z'={P}_{x}\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\theta +{P}_{z}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\theta +({P}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}^{\mathrm{G}\mathrm{a}\mathrm{N}}-{P}_{\mathrm{s}\mathrm{p}}^{\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{N}}) \mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\theta , $ |
$ {P}_x'={P}_{x}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{s}\,\theta -{P}_{z}\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}\,\theta , $ |
$ {P}_y'=0 $ | (8) |
沿(x, y, z)坐标的应变诱导的极化分量Px,Py和Pz的计算公式为
$ {P}_{x}=2{d}_{15}{c}_{44}{ϵ}_{xz} ,$ |
$ {P}_{y}=0 ,$ |
$ \begin{split} {P}_{z}=&\left[{d}_{31}\left({c}_{11}+{c}_{12}\right) +{d}_{33}{c}_{13}\right]({\epsilon }_{xx}+{\epsilon}_{yy}) +\\ &\left[2{d}_{31}{c}_{13}+{d}_{33}{c}_{33}\right]{\epsilon}_{zz} \end{split}$ | (9) |
dij是GaN层的压电常数。本文中,只考虑平行于量化方向的压电极化分量。对于量子阱内场(Ez)的计算,可以根据高斯定律确定[22]。
$ \varepsilon {E}_{z}=-\frac{{P}_z'}{{\varepsilon }_{0}} $ | (10) |
式中:ε是GaN层的相对介电常数,ε0是真空的介电常数。
采用文献[23]中的方法来计算价带子带结构,即基于六带k·p包络函数理论自洽求解薛定谔−泊松方程。计算了Γ点附近的约束带结构,即k < 0.3(2π/a),其中a为晶格常数。在这里,以(0001)极性晶面为例做简要介绍。(0001)输运面上的垂直场产生的量子阱,kz方向被量子化,其可被视为一个算子
$ (\boldsymbol{H}({\boldsymbol{k}}_{p},{\boldsymbol{k}}_{z}) +\boldsymbol{I}\cdot U\left(z\right) ) \psi \left(z\right) =E({\boldsymbol{k}}_{p}) \psi \left(z\right) $ | (11) |
式中:H(kp,kz) 是价带极值附近的k·p哈密顿量,I是6×6单位矩阵,ψ(z) 是与特征值E(kp) 对应的六维包络函数,kp是二维平面内分量(kx,ky) ,U(z) 为局域密度近似下内场影响下的空穴势能Vp(z) 和交换相关势Vxc(z) 之和[24]。利用有限差分法对薛定谔方程和泊松方程进行数值求解。然后将方程式(11) 离散在一个具有Nz节点的z方向网格上,并转化为三对角块形式的6Nz×6Nz特征值问题。本文中计算GaN/AlN量子阱使用的关键参数如表1所示。
2 结果与讨论图4显示了应变张量分量、极化强度和极化场与倾角θ的关系。相应的极性和非极性晶面分别为θ=0°(沿c轴或[0001]方向生长)和θ=90°(沿[
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图 4 (a) 应变张量元素及 (b) 极化效应 (左) 和极化场 (右) 在压缩应变GaN/AlN生长方向上与角θ的关系 Figure 4 (a) Strain tensor elements and (b) polarization effect (the left) and polarization field (the right) with respect to the growth plane as a function of crystal angel θ for compressively strained GaN/AlN |
根据式(8)至式(10),可以计算得到沿生长方向z′的极化强度和极化场。图4(b)显示了沿生长平面的应变诱导极化分量的结果,该结果取决于倾角θ,并对应于极化场,证明了GaN/AlN量子阱的总极化响应与晶体的对称性有关。由于在非极性(
根据上述应变张量和极化效应对θ的依赖关系,计算了任意应力下GaN/AlN量子阱(0001)、(
接下来,本文研究了双轴和单轴应力对价带子带二维等能图的影响。不同晶面的生长平面在文中用“平面内”表示,“平面外”是指在平面内之外。子带的二维等能图则是在平面内被描述。图5显示了在无应力下不同晶面GaN/AlN量子阱的最低能量子带的二维等能图。最低能量子带主导了顶部价带的性质,因为大多数空穴倾向于占据能量较低的价带。这里,
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图 5 无应力作用下不同晶面GaN/AlN量子阱的最低能量子带等能线 Figure 5 Iso-energy contours of the lowest energy subband without stress with different crystal orientations for GaN/AlN quantum well |
在晶体主坐标系中的平面内单轴应力由双轴压缩分量(sxx和syy)和剪切项(sxy)组成[28],如图6所示。为了方便比较,图7显示了双轴拉伸应力(sxx=syy=8 GPa)、无应力情况和双轴压缩应力(sxx=syy=−8 GPa)的不同晶面GaN/AlN量子阱的二维子带结构,分别由黑色虚线、灰色虚线和紫色实心等能线表示。可以看出,双轴应力几乎不影响(0001)晶面的价带结构。随着θ角的增大,等能线的变化更加明显。在图7(c)中,双轴拉伸应力使其最内层的等能线类似于圆形,而不是原来的六边形,其原因在于此时类轻空穴子带比类重空穴子带更接近Γ点。图8显示了在双轴拉伸和压缩下(0001)、(
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图 6 单轴应力在传输平面上的等效效应 Figure 6 The equivalent effect of uniaxial stress on the transport plane |
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图 7 8 GPa双轴应力作用于不同晶面GaN/AlN量子阱的最低能量子带间隔为100 meV的等能线 Figure 7 Iso-energy contours separated by 100 meV for the lowest energy subband with the different crystal orientations under 8 GPa biaxial stress for GaN/AlN quantum well |
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图 8 在不同应力配置下不同晶面GaN/AlN量子阱在 |
单轴应力与双轴应力不同,z轴方向对称性不再是C4v而是C2v,导致晶体对称性被严重破坏,影响了价带子带结构。在实验过程中可以采用四点弯曲试验设备施加单轴应力于输运面上[28]。图9显示了不同晶面GaN/AlN量子阱在沿沟道方向(即图中箭头方向)的8 GPa单轴拉伸应力(sxx=syy=sxy=4 GPa)和单轴压缩应力(sxx=syy=sxy=−4 GPa)作用下的二维等能图,其中明确显示了等能线最内部的形状近似于一个椭圆。图10显示了在不同应力配置下,(0001)、(
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图 9 在8 GPa单轴拉伸(上图)和压缩(下图)应力作用下不同晶面GaN/AlN量子阱中能量间隔为100 meV的最低能量子带的等能线 Figure 9 Iso-energy contours separated by 100 meV for the lowest energy subband with the different crystal orientations under 8 GPa uniaxial tension (top) and compression (below) for GaN/AlN quantum well |
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图 10 不同应力配置下不同晶面GaN/AlN量子阱沿沟道方向(B方向)和垂直于沟道(A方向)最低子带能量的比较 Figure 10 Comparison of the lowest subband energies of different crystal orientations along the channel direction (B direction) and perpendicular to the channel direction (A direction) under different stress configurations for GaN/AlN quantum well |
为了量化有效质量的变化,本文基于子带结构的二维等能图对E-k关系求二阶导数,得到的结果列于表2中。无应力作用下(0001)晶面GaN/AlN量子阱的输运空穴有效质量比(
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表 2 不同晶面纤锌矿GaN/AlN量子阱在不同应力配置下沿沟道方向的空穴有效质量 Table 2 Hole effective mass along the channel direction of wurtzite GaN/AlN quantum well with the different crystal orientations under different stress configurations |
本文利用一种综合模型研究了不同晶面纤锌矿GaN/AlN量子阱在双轴和单轴应力作用下的价子带结构。该模型基于k·p方法和自洽薛定谔−泊松方程,并且通过对(0001)晶面的k·p哈密顿矩阵进行旋转推导出半极性(
[1] |
IKEDA N, NIIYAMA Y, KAMABAYASHI H, et al. GaN power transistors on Si substrates for switching[J].
Proceedings of the IEEE, 2010, 98(7): 1151-1161.
|
[2] |
FLACK T J, PUSHPAKARAN B N, BAYNE S B. GaN technology for power electronic applications: a review[J].
Journal of Electronic Materials, 2016, 45(6): 2673-2682.
DOI: 10.1007/s11664-016-4435-3. |
[3] |
ZHENG Z Y, ZHANG L, SONG W J, et al. Gallium nitride-based complementary logic integrated circuits[J].
Nature Electronics, 2021, 4: 595-603.
DOI: 10.1038/s41928-021-00611-y. |
[4] |
SIRENKO Y M, JEON J B, KIM W K, et al. Envelope-function formalism for valence bands in wurtzite quantum wells[J].
Physical Review B, 1996, 53(4): 1997-2009.
DOI: 10.1103/PhysRevB.53.1997. |
[5] |
CHUANG S L, CHAO C S. Effective mass Hamiltonian for strained wurtzite GaN and analytical solutions[J].
Applied Physicas Letters, 1996, 68(12): 1657-1659.
DOI: 10.1063/1.115896. |
[6] |
FRITSCH D, SCHMIDT H, GRUNDMANN M. Band-structure pseudopotential calculation of zinc-blende and wurtzite AlN, GaN, and InN[J].
Physical Review B, 2003, 67(23): 235205.
DOI: 10.1103/PhysRevB.67.235205. |
[7] |
AMBACHER O, SMART J, SHEALY J R, et al. Two-dimensional electron gases induced by spontaneous and piezoelectric polarization charges in N- and Ga-face AlGaN/GaN heterostructures[J].
Journal of Applied Physics, 1999, 85(6): 3222-3233.
DOI: 10.1063/1.369664. |
[8] |
NOMOTO K, CHAUDHURI R, BADER S J, et al. GaN/AlN p-channel HEFTs with Imas>420 mA/mm and ~20 GHz fT/fMAX[C]//2020 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) . San Francisco, CA, USA: IEEE, 2020.
|
[9] |
聂玉虎. GaN材料应变沿表面法线分布信息的XRD测量方法研究[D]. 西安: 西安电子科技大学, 2014.
|
[10] |
SONG H, SUH J, KIM E K, et al. Growth of high quality a-plane GaN epi-layer on r-plane sapphire substrates with optimization of multi-buffer layer[J].
Journal of Crystal Growth, 2010, 312(21): 3122-3126.
DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2010.08.004. |
[11] |
JUNG C, JANG J, HWANG J, et al. Defect reduction in (11-22) semipolar GaN with embedded InN islands on m-plane sapphire[J].
Journal of Crystal Growth, 2013, 370(5): 26-29.
|
[12] |
PONCE S, JENA D, GIUSTINO F. Route to high hole mobility in GaN via reversal of crystal-field splitting[J].
Physical Review Letters, 2019, 123(9): 096602.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.096602. |
[13] |
GUPTA C, TSUKADA Y, ROMANCZYK B, et al. First demonstration of improvement in hole conductivity in c-plane III-nitrides through application of uniaxial strain[J].
Japanese Journal of Applied Physics, 2019, 58(3): 030908.
DOI: 10.7567/1347-4065/aaffaa. |
[14] |
BADER S J, CHAUDHURI R, SCHUBERT M, et al. Wurtzite phonons and the mobility of a GaN/AlN 2D hole gas[J].
Applied Physics Letters, 2019, 114(25): 253501.
DOI: 10.1063/1.5099957. |
[15] |
CHUANG S L, CHANG C S. K·P method for strained wurtzite semiconductors[J].
Physical Review B, 1996, 54(4): 2491-2504.
DOI: 10.1103/PhysRevB.54.2491. |
[16] |
KANE E O. Band structure of indium antimonide[J].
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 1957, 1(4): 249-261.
DOI: 10.1016/0022-3697(57)90013-6. |
[17] |
BYKHOVSKI A, GELMONT B L, SHUR M S. Strain and charge distribution in GaN-AlN-GaN semiconductor-insulator-semiconductor structure for arbitrary growth orientation[J].
Applied Physics Letters, 1993, 63(16): 2243-2245.
DOI: 10.1063/1.110540. |
[18] |
CALIN G. K·P theory of semiconductor nanostructures[D]. Worcester: Worcester Polytechnic Institute, 2005.
|
[19] |
BYKHOVSKI A, GELMONT B, SHUR M S, et al. Current-voltage characteristics of strained piezoelectric structures[J].
Journal of Applied Physics, 1995, 77(4): 1616-1620.
DOI: 10.1063/1.358916. |
[20] |
CHAUDHURI R, BADER S J, CHEN Z, et al. A polarization-induced 2D hole gas in undoped gallium nitride quantum wells[J].
Science, 2019, 365(6460): 1454-1457.
DOI: 10.1126/science.aau8623. |
[21] |
SMITH D L, MAILHIOT C. Piezoelectric effects in strained-layer superlattices[J].
Journal of Applied Physics, 1988, 63(8): 2717-2719.
DOI: 10.1063/1.340965. |
[22] |
BASTARD G, MENDEZ E E, CHANG L L, et al. Variational calculations on a quantum well in an electric field[J].
Physical Review B, 1983, 28(6): 3241-3245.
DOI: 10.1103/PhysRevB.28.3241. |
[23] |
LIU Y, LI X, ZHANG G, et al. The calculation for quantized valence subband structure of zinc-blende GaN heterojunction quantum well based on k·p method[J].
Semiconductor Science and Technology, 2021, 36(12): 1-9.
|
[24] |
BREY L, DEMPSEY J, JOHNSON N F, et al. Infrared optical absorption in imperfect parabolic quantum wells[J].
Physical Review B, 1990, 42(2): 1240-1247.
DOI: 10.1103/PhysRevB.42.1240. |
[25] |
VURGAFTMAN I, MEYER J R, RAM-MOHAN L R. Band parameters for III-V compound semiconductors and their alloys[J].
Journal of Applied Physics, 2001, 89(11): 5815-5875.
DOI: 10.1063/1.1368156. |
[26] |
BYKHOVSKI A D, KAMINSKI V V, SHUR M S, et al. Piezoresistive effect in wurtzite n-type GaN[J].
Applied Physics Letters, 1996, 68(6): 818-819.
DOI: 10.1063/1.116543. |
[27] |
SUZUKI M, UENOYAMA T, YANASE A. First-principles calculations of effective-mass parameters of AlN and GaN[J].
Physical Review B Condens Matter, 1995, 52(11): 8132-8139.
DOI: 10.1103/PhysRevB.52.8132. |
[28] |
WEBER O, IRISAWA T, NUMATA T, et al. Examination of additive mobility enhancements for uniaxial stress combined with biaxially strained Si, biaxially strained SiGe and Ge channel MOSFETs[C]//IEEE International Electron Devices Meeting. Washington, DC: IEEE, 2007.
|
[29] |
ADACHI S. Properties of group-IV, III-V and II-VI semiconductors[M]. New York: John Wiley & Sons Inc. , 2005: 114-115.
|
[30] |
SIRENKO Y M, JEON J B, KIM K W, et al. Strain effects on valence band structure in würtzite GaN quantum wells[J].
Applied Physics Letters, 1996, 69(17): 2504-2506.
DOI: 10.1063/1.117721. |
[31] |
PARK S H. Many-body optical gain of ( |
[32] |
NIWA A, OHTOSHI T, KURODA T. Valence subband structures of ( |