【摘要】：本文通過第一性原理計(jì)算方法研究了二維單層黑磷(MLBP)的帶間隧穿,并結(jié)合Wentzen-Krammel-Brillouin (WKB)近似對(duì)相關(guān)結(jié)果給出合理了估計(jì).單層黑磷作為直接帶隙半導(dǎo)體材料,已經(jīng)被用于傳統(tǒng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管,并表現(xiàn)出優(yōu)越的特性.本文選取二維單層黑磷材料構(gòu)造隧穿結(jié)構(gòu),利用第一性原理計(jì)算方法研究了系統(tǒng)的Zener隧穿效應(yīng).通過討論沿x方向和y方向的帶間隧穿,發(fā)現(xiàn)y方向的隧穿幾乎是禁止的,這充分說明了材料具有顯著的各項(xiàng)異性.由于在計(jì)算中采用LDA近似,單層黑磷的帶隙值低于其實(shí)驗(yàn)值.因此,我們采用基于有效質(zhì)量近似的WKB模型討論了不同帶隙時(shí)的Zener隧穿特性,并且與abintio的結(jié)果加以比較.我們發(fā)現(xiàn)在小偏壓范圍,WKB近似得到的透射系數(shù)大于ab initio得到的結(jié)果,隨著偏壓增加ab initio計(jì)算結(jié)果反超WKB的結(jié)果.我們認(rèn)為這是由于單帶有效質(zhì)量近似模型忽略了輕空穴態(tài)和導(dǎo)帶上的態(tài)之間的原子特性的不同,這一差異將降低這兩種態(tài)間的耦合.并且,我們可以得出結(jié)論由于帶隙計(jì)算的誤差造成電流密度的高估,通過WKB近似計(jì)算的比較,我們可以確定ab initio的計(jì)算高估在一個(gè)數(shù)量以內(nèi).
【圖文】：

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本文編號(hào)：2545465