Self-Consistent 방법에 의한 GaInAs/InP 이종접합에서의 전자 부밴드 구조계산

Self-Consistent Calculation of Electronic Subband Structure at GaInAs/InP Heterojunction

GaInAs/InP 이종접합(heterojunction)에서의 부밴드 구조(subband structure)를 self-consistent 방법으로구하였다. GaInAs내의 background impurity와 장벽높이 (barrier height 또는 밴드 불연속: band discontinuity)가 에너지 준위(energy level), 페르미 준위(Fermi level)와 점유율(population)등에 미치는 영향을 살펴보기 위하여, background impurity 농도의 경우 $1.0{\times}10^{14},\;1.0{\times}10^{15},\;1.0{\times}10^{16}\;[cm^{-3}]$, 장벽높이는 0.3, 0.53[eV]에 대하여 각각 살펴 보았다. Background impurity 농도가 증가함에 따라 에너지 값이 증가하며 페르미 준위 역시 증가한다. 아울러 첫번째와 두번째 에너지 준위의 차도 증가한다. 에너지 준위에 대한 전자의 점유율은 background impurity의 증가와 함께 큰 값을 나타내지만 두번째 에너지 준위에 대한 점유율은 거의 변하지 않는다. 장벽 높이가 커지면, 에너지 준위와 페르미 준위는 각각 증가하나 에너지 준위차는 거의 변화가 없다. 그런데, 장벽높이가 큰 경우 첫번째 에너지 준위에 대한 전자의 점유율은 ㄱ마소하는 반면 두번째 준위에 대한 점유율이 다소 증가한다.

Calculated results for subband structures of electrons in GaInAs/InP hegerojunctions are presented, and their sensitivity to two parameters background impurity concentrations in the GaInAs, heterojunction barrier height-is examined. Energy levels, Fermi level and population of the ground energy level are increased with background impurity concentrations. The difference of the ground and first-excited energy levels is also increased with the increase of barrier height. However, the difference of the energy levels is almost invariable with barier height. But, population of the ground energy level decreases, but that of the first-excited energy level shows a slight increase.