考慮內(nèi)建電場的作用,討論ZnO/Zn_1-xMg_xO多量子阱(MQW)阱間耦合、尺寸和三元混晶效應對電子子帶間躍遷光吸收的影響。利用有限差分法自洽求解導帶中電子的Schr9dinger方程和Poisson方程,獲得MQW體系電子在基態(tài)、第一激發(fā)態(tài)、第二激發(fā)態(tài)能級和相應的波函數(shù)。采用費米黃金法則分別求出纖鋅礦和閃鋅礦兩種結(jié)構(gòu)子帶間躍遷光吸收系數(shù),并采用權(quán)重模型,擬合兩種結(jié)構(gòu)在0.37<x<0.62的混相區(qū)間光吸收系數(shù)。結(jié)果表明:在內(nèi)建電場的作用下,量子阱數(shù)目(N_qw)、尺寸和混晶組分可有效調(diào)節(jié)MQW結(jié)構(gòu)的光吸收系數(shù),提高光電器件的光吸收效率。光吸收系數(shù)峰值隨著N_qw的增加先發(fā)生紅移然后藍移,隨著阱寬和組分的增加而發(fā)生藍移。所得結(jié)果可為紅外光電器件的制備和相關(guān)實驗提供參考。

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【部分圖文】：

圖3MQW中電子躍遷IOAC對Lw的依賴關(guān)系

對于情形二,在纖鋅礦和閃鋅礦兩種結(jié)構(gòu)中,電子E1-E2間躍遷光吸收擬合結(jié)果對阱寬Lw在3-5nm范圍內(nèi)的依賴關(guān)系如圖3所示。在混相區(qū)間本該有兩個吸收峰,但由于兩相情形的躍遷能十分接近,擬合使峰值增高只呈現(xiàn)單峰。從圖3可看出,電子E1-E2間躍遷之IOAC隨著Lw的增加發(fā)生藍移且量....

圖4MQW中電子躍遷IOAC對x的依賴關(guān)系

兩種情形下的MQW中電子子帶間躍適的組分效應,見圖4。圖4(a)展示了對于情形一,電子E1-E2間躍遷之IOAC對組分在0.37<x<0.62范圍內(nèi)的依賴關(guān)系。隨著組分的增大,混相區(qū)間IOAC出現(xiàn)兩個峰值,且電子在E1-E2間躍遷光吸收整體上隨x的增大發(fā)生藍移。這可以解釋為,隨著....

圖1ZnO/Zn1-xMgxOMQW結(jié)構(gòu)示意圖

在m個MQW中,取導帶底為勢能零點,導帶與價帶帶階比為70∶30[11],這里取阱中帶階為0,而勢壘導帶帶階可寫為V(z)=0.7×(Eg,ZnMgO-Eg,ZnO)(3)

圖2單、雙、3-7、10量子阱中電子躍遷IOAC關(guān)于入射光波長λ的變化規(guī)律

對于情形二,圖2(b)展示出單、雙、3-7及10量子阱中IOAC隨入射光波長λ的變化規(guī)律。未考慮內(nèi)建電場和摻雜時,隨著Nqw的增加,近似與不斷擴大方阱的寬度,由于兩側(cè)壘較厚,對阱中電子的束縛逐漸增強,使E12減小,且費米能級降低,與基態(tài)能級間距減小,有利于電子的躍遷,使光吸收發(fā)生....

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