(001)面双轴应变锗材料的能带调控

黄诗浩¹，孙钦钦²，黄巍³，谢文明¹，汪涵聪¹，林抒毅¹

1. 福建工程学院信息科学与工程学院2. 福建工程学院软件学院3. 厦门大学物理科学与技术学院

摘 要：本文基于形变势理论构建（001）面双轴应变Ge材料的能带结构模型。计算结果表明（001）面双轴应变可以将Ge的能带从以L能谷为导带底的间接带半导体调控到以Δ4能谷为导带底的间接带半导体或者以Г能谷为导带底的直接带半导体。同时室温下Ge的带隙与应变的关系可用四段函数来表示:当压应变将Ge材料调控为以Г能谷为导带底的间接带半导体后,每增加1%的压应变,禁带宽度将线性减小约78.63meV;当张应变将Ge材料调控为直接带半导体后,张应变每增加1%,禁带宽度将线性减小约177.98meV;应变介于-2.06%和1.77%时,Ge将被调控为以L能谷为导带底的间接带半导体,禁带宽度随着压应变每增加1%而增加11.66meV,随着张应变每增加1%而线性减小约88.29meV。该量化结果可为研究和设计双轴应变Ge材料及其器件提供理论指导和实验依据。

关键词：应变;退简并;能带调控;