基于多能谷纤锌矿相ZnO的Monte-Carlo模拟

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ZnO,作为一种在光学、电学以及光电领域很有应用前景的宽禁带半导体材料,受到了人们的大量关注。而Monte-Carlo方法,因其直观、准确的特点也经常被人们用来计算材料未知的性质。本文利用Monte-Carlo方法对ZnO材料的电子输运特性进行了模拟计算。 本文采用了四能谷(г<,1>,г<,2>,LM,A谷)的能带模型,在散射机制中考虑了电离杂质散射,声学波形变势散射,声学波压电散射,光学形变势散射,极性光学波散射,谷间散射等六种散射机理。在考虑非抛物性能带结构的情况下,计算出了不同温度,能谷和电子浓度下的各类散射的散射率,发现300K时,光学散射和谷间散射占据了主要地位,同时电子的能量分布随温度的升高发生了“蓝移”。而电子的漂移速度在外电场为500kV/cm处时达到了极值,对应于实验中所出现的“负微分迁移率”效应。最后求得ZnO中电子室温迁移率为的600em<2>/Vs。 此外,文章对于Monte-Carlo方法本身亦作了一定深度的探讨和改进。
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