Electronic Properties of III-V Semiconductors under [111] Uniaxial Strain; a Tight-Binding Approach: I. Arsenides and Gallium Phosphide



Document title: Electronic Properties of III-V Semiconductors under [111] Uniaxial Strain; a Tight-Binding Approach: I. Arsenides and Gallium Phosphide
Journal: Nova scientia
Database: PERIÓDICA
System number: 000386901
ISSN: 2007-0705
Authors: 1
2
Institutions: 1Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Facultad de Ciencias, Cuernavaca, Morelos. México
2Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Centro de Investigación en Dispositivos Semiconductores, Puebla. México
Year:
Season: Abr
Volumen: 2
Number: 3
Pages: 66-93
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Experimental, aplicado
Spanish abstract Empleando un esquema de cálculo tight-binding que usa una base de orbitales sp3s*d5 , se estudian propiedades de la estructura electrónica de un grupo de materiales semiconductores III-V los cuales son de notable interés para la tecnología de dispositivos electrónicos y optoelectrónicos. En específico, se analiza la influencia sobre estas propiedades de una tensión aplicada según la dirección cristalográfica [111], haciendo uso de una formulación basada en la teoría de la elasticidad para establecer las posiciones relativas de los iones vecinos más próximos. Especial atención se presta a la inclusión del efecto de deformación interna de la red cristalina. Para cada material de los estudiados presentamos las dependencias de las brechas energéticas asociadas a los puntos Γ, X y L de la zona de Brillouin como funciones de la tensión uniaxial en AlAs, GaAs, InAs y GaP. Asimismo, reportamos expresiones de ajuste para los valores de las masas efectivas de conducción en esos cuatro materiales. La comparación de la variación de la brecha de energía en X para el GaP, calculada con nuestro modelo, y recientes resultados experimentales para la transición indirecta entre la banda de huecos pesados y la banda X de conducción arroja una muy buena concordancia
English abstract The sp3s*d5 empirical tight-binding approach is used to study some properties of the electronic structure in a group of III-V zincblende semiconductors which are of most intersest to electronics and optoelectronics. Particularly, it is investigated the influence of [111] uniaxial strain upon these properties. We make use of a formulation based on the elasticity theory to properly derive the relative positions of the nearest neighbors in the lattice and, consequently, write down the set of four basis vectors centered at the anion. Special attention is paid to the inclusion of the internal deformation effect. We present the variation of the Γ-, X- and L-related energy gaps and conduction band effective masses as functions of the uniaxial strain in the case of AlAs, GaAs, InAs, GaP. Comparison with experimental reports on indirect interband transitions in bulk GaP under compressive strain gives very good agreement between these reports and the calculated variation of X-related energy gap as a function of the strain
Disciplines: Ingeniería
Keyword: Ingeniería de materiales,
Semiconductores,
Estructura electrónica,
Tensión uniaxial,
Arseniuros,
Fosfuro de galio
Keyword: Engineering,
Materials engineering,
Semiconductors,
Electronic structure,
Uniaxial strain,
Arsenides,
Gallium phosphide
Full text: Texto completo (Ver HTML)