crosslight仿真之(四)物理模型-2-能带能级

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1. 能带结构

1.1 公式:

导带能级+禁带宽度=价带能级

1.2 类禁带宽度的描述:

体材料: band_gap

纤锌矿材料:eg0_bulk替换band_gap

量子材料:eg0_bar 或 eg0_well 替换band_gap

1.3 类亲和势的描述:

在活性材料中定义band_discont,覆盖affinity的值 或band_offset的值, 默认设置到材料的2侧。

如果band_discont_right也有设置,band_discont 只对材料的左侧生效

band_offset:

不发光材料:band_offset的值 覆盖affinity

发光材料 :band_discont的值 覆盖 band_offset

2. 能带数量:

在材料库中:

band_valleys:设置导带谷或价带峰的数量,用来计算态密度

各种晶体的能带结构,在软件中的通过设置能带来实现

对于发光材料, gamma,L, 轻重空穴带,可以在材料库中对 layer_type进行设置,如: valley_gamma=1 valley_l=4 valley_hh=1 valley_lh=1

3. 超晶格能带

频繁交替的材料,能带结构已经不能描述载流子的运动状态了,这时要用k.p理论来计算微带结构

对于闪锌矿材料,在sol文件中可以使用如下命令设置:

kp_model_setting,modify_qw 来设置相关语句

4. 跟能带相关的计算语句

4.1 逐渐降低能带宽度的扫描方式:

bandgap_reduction:这种偏压方式,扫描完之后会自动恢复到之前的状态

equilibrium bandgap_reduction = 0.2
scan var=bandgap_reduction value_to=0.0 var2=current_1 value2_to=10e-3

4.2 辅助收敛的扫描方式:

为了计算宽禁带材料的小漏电流,可以虚拟缩小能带来计算,如在sol文件中设置:

set_minority_carrier virtual_eg_kt=30

4.3 重掺能带缩减效应:

在sol文件中使用bandgap_narrow

5. 掺杂:

i后缀代表第几种掺杂类型,默认i=1就是传统意义上的doping,这个1的索引一般保留不要修改。用户一般修改2-9

默认激活掺杂后服从费米分布。

5.1 杂质能级

下面几种的效果是相同的。

关于 trap_level_i 指令 的杂质能级,导带的电离能就是level 值本身,价带的电离能是能带宽度减去level

shal_acpt_level 的杂质能级从价带算

shal_dnr_level 的杂质能级从导带算

5.2 杂质分布

除了像5.1那样,在sol或mac文件中设置杂质的能级,还可以在mac文件中设置能级服从一个分布函数。如:

material type=semicond band_valleys=(6 1) &&
el_vel_model=beta hole_vel_model=beta &&
traplevel2_model=expo_tail traplevel2_tail_side=conduction &&
traplevel2_charge_type=acceptor &&
traplevel3_model=expo_tail traplevel3_tail_side=valence &&
traplevel3_charge_type=donor &&
traplevel4_model=gaussian traplevel4_charge_type=acceptor &&
traplevel5_model=gaussian traplevel5_charge_type=donor

欢迎留言交流,依据您的意见做修改补充。

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