КОРРЕКТНОСТЬ УРАВНЕНИЙ ШЕСТИЗОННОЙ kp-МОДЕЛИ В ПРИМЕНЕНИИ К ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ ГЕТЕРОСТРУКТУРАМ
В.П. Жуков1, М.П. Федорук1,2, А.Ф. Зиновьева3, А.В. Ненашев2,3, А.В. Двуреченский2,3
1Институт вычислительных технологий СО РАН, 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 6
2Новосибирский государственный университет, 630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2
nenashev@isp.nsc.ru
3Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 13
aigul@isp.nsc.ru
Ключевые слова: энергетический спектр, квантовые точки, гетеропереход, кремний, германий, волновая функция
Страницы: 37-49
Подраздел: ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РОСТА, ПОЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА НАНОГЕТЕРОСТРУКТУР
Аннотация
На примере задачи вычисления энергетического спектра дырок в системе Ge/Si с квантовыми точками исследована проблема корректности шестизонной kp-модели в применении к гетероструктурам с резкими границами. Граничные условия, удовлетворяющие требованию сохранения потока частиц, а также непрерывности волновой функции на гетерогранице, сформулированы на уровне дифференциальных уравнений и характеризуются единственным параметром μ, который зависит от свойств гетероперехода. Показано, что при определённом выборе μ возникают нефизические интерфейсные состояния, заполняющие всю запрещённую зону. Путём рассмотрения простейших случаев – одиночного гетероперехода и квантовой ямы – найдены условия (диапазон μ) отсутствия таких нефизических состояний.
|
