Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

Bereiche | Tage | Auswahl | Suche | Downloads | Hilfe

HL: Halbleiterphysik

HL 23: Poster II

HL 23.21: Poster

Mittwoch, 24. März 1999, 14:00–18:00, Z

Multiband und Multivalley k · p-Theorie — •R. Stubner, R. Winkler und O. Pankratov — Lehrstuhl für Theoretische Festkörperphysik, Univ. Erlangen-Nürnberg, Staudtstr. 7, D–91058 Erlangen

Bei der Beschreibung der elektronischen Struktur von Halbleiter Nanostrukturen tritt im Rahmen von Standard k · p Modellen die Schwierigkeit auf, daß verschiedene k-Punkte berücksichtigt werden müssen, die von diesen Modellen nur unzureichend beschrieben werden. Im Falle periodischer Übergitter können die auftretenden Wechselwirkungen als Umklappprozesse aufgefaßt werden. Für sehr kurze Perioden, wie sie in spontan geordneten, ternären Halbleitern auftreten, tragen dabei jeweils nur wenige k-Punkte bei. Diese Kopplungen führen neben einer Verkleinerung der Bandlücke und damit einer Veränderung der Wechselwirkung zwischen Valenz- und Leitungsband auch zu neuen optischen Übergängen. Wir entwickelten eine Multiband und Multivalley k · p-Theorie, die es erlaubt, alle diese Effekte gleichzeitig zu behandeln. Dies war bisher nur im Rahmen von Dichtefunktionaltheorie Rechnungen [1] oder mit empirischen Pseudopotential Methoden möglich [2]. So ergibt sich in Ordnung in [1 1 1]-Richtung aufweisendem GaInP₂ eine starke Γ-L-Kopplung und eine auf Grund der Kristallfeldaufspaltung anisotrope k · p-Wechselwirkung zwischen Valenz- und Leitungsband. Vorhersagen unseres Modells für die effektiven Massen als Funktion des Ordnungsgrades dieses Systems zeigen gute Übereinstimmung mit experimentellen Daten.

[1] A. Franceschetti, S. H. Wei, and A. Zunger, Phys. Rev. B 52, 13992 (1995)

[2] Y. C. Yeo, M. F. Li, T. C. Chong, and P. Y. Yu, Phys. Rev. B 55 16414 (1997)