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hbc1234木蟲(chóng) (小有名氣)
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[求助]
半導(dǎo)體表面的空間電荷與電場(chǎng)分布 已有2人參與
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半導(dǎo)體物理的課本中都會(huì)提到，表面附近存在空間電荷區(qū)，從而會(huì)有非零的電場(chǎng)隨深度的分布。但是在敘述這一現(xiàn)象時(shí)，課本往往使用MIS結(jié)構(gòu)進(jìn)行講解，即外加電壓下，載流子重新分布，從而通過(guò)外加電場(chǎng)解泊松方程得到電場(chǎng)分布。但是，我覺(jué)得這一現(xiàn)象應(yīng)該是由于表面態(tài)導(dǎo)致的，即使沒(méi)有外加電壓，空間電荷層應(yīng)該依然存在。 請(qǐng)問(wèn)，我的這種認(rèn)識(shí)正確嗎？如果正確，應(yīng)該用什么方法計(jì)算或測(cè)量半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)或電勢(shì)分布？（如普通的單晶硅片） 我知道通過(guò)很多方法可以得到半導(dǎo)體表面的功函數(shù)，請(qǐng)問(wèn)功函數(shù)和表面電場(chǎng)有什么聯(lián)系嗎？ 謝謝！ |
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hbc1234: 金幣+10, ★★★很有幫助, 謝謝！上課的時(shí)候了解過(guò)CASTEP，但是沒(méi)有實(shí)際操作過(guò)，請(qǐng)問(wèn)有沒(méi)有什么教程？ 2014-11-18 09:25:59
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| MIS是兩邊材料功函數(shù)不同導(dǎo)致電荷積聚在表面附近。表面態(tài)也會(huì)有這種效應(yīng)，但兩個(gè)數(shù)量級(jí)根據(jù)不同材料是不一樣的。 你如果會(huì)DFT，就先算表面（SLAB）自恰后把電子密度沿XY積分，看它沿Z軸分布就知道你要的信息了。 |
2樓2014-11-17 21:50:09
hbc1234
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剛才查到一個(gè)帖子，請(qǐng)問(wèn)是他講的方法嗎？ http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=6012052&fpage=1&target=blank |
3樓2014-11-18 09:27:03
metaliium
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表面態(tài)當(dāng)然會(huì)造成電荷重新分布，但這本身也仍是費(fèi)米面不平造成的。因?yàn)殡娮觾舻牧鲃?dòng)完全由費(fèi)米面決定，（如果沒(méi)有這一條規(guī)則，表面態(tài)也不會(huì)引起空間電荷區(qū)）費(fèi)米面不平造成的電荷在空間上的積累是普遍的現(xiàn)象。兩者并沒(méi)有任何矛盾的地方。 在表面態(tài)影響顯著的體系中，無(wú)非是不能簡(jiǎn)單用塊體材料能帶結(jié)構(gòu)描述而已，最終電子是否重新排布，怎么排布還是由費(fèi)米面決定 |
4樓2014-11-19 03:28:30
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5樓2014-11-19 12:13:52
【答案】應(yīng)助回帖
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hbc1234: 金幣+5, ★★★很有幫助, 謝謝！看來(lái)我得學(xué)學(xué)計(jì)算，把我的case算一下 2014-11-19 19:22:36
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我這里下不了附件。 功函數(shù)計(jì)算是很常規(guī)的工作，VASP里面講得很清楚，CASTEP和VASP同源，應(yīng)該不會(huì)錯(cuò)的。 metaliium從費(fèi)米面平衡角度出發(fā)講這個(gè)問(wèn)題，半導(dǎo)體物理的書(shū)就是這么介紹的。如果你是模型級(jí)工作，加上電子數(shù)守恒，無(wú)窮遠(yuǎn)處波函數(shù)為0等邊界條件就能算波函數(shù)及電荷分布。 如果你是DFT，平衡條件下算得功函數(shù)就是系統(tǒng)的費(fèi)米能級(jí)和真空能級(jí)的差，電荷重新分布已經(jīng)在電子自恰計(jì)算過(guò)程中完成了。 |
6樓2014-11-19 12:48:28
metaliium
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7樓2014-11-19 16:00:21
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8樓2014-11-19 19:27:54
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我還有一個(gè)問(wèn)題想請(qǐng)教。 表面處費(fèi)米面不平，其根源是什么？是由于表面態(tài)嗎？ 從電場(chǎng)的角度看，電荷定向移動(dòng)應(yīng)該是由于電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)。那么電荷重新分布之前，晶體中近表面區(qū)域是否有電場(chǎng)存在？電荷重新分布之后，是不是總場(chǎng)強(qiáng)為零呢？ 問(wèn)這些東西，原因是我最近看了一篇文獻(xiàn)，講的是晶體內(nèi)存在電場(chǎng)時(shí)，拉曼散射會(huì)存在一些變化。文章的實(shí)驗(yàn)部分，說(shuō)摻雜得到不同載流子濃度的樣品，光譜變化有一定規(guī)律，認(rèn)為是不同載流子濃度下，表面空間電荷層的電場(chǎng)分布不同 |
9樓2014-11-20 10:19:14
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