低场低能区金刚石内载流子飞行时间的蒙特卡洛模拟

摘要

金刚石是一种重要的宽禁带半导体材料,对金刚石内载流子输运过程的研究将有助于了解金刚石用作各种电子器件的潜能.利用Monte Carlo模拟方法,研究了在低场低能区金刚石内载流子的飞行时间.在模拟中考虑了抛物线型能带模型和声学声子散射机制,以及样品对光的吸收和载流子在Brillouin区边界的Bragg反射.通过模拟,得到了低场低能区金刚石材料内载流子的飞行时间分布,并与相关的实验结果进行了比较分析,验证了该模拟模型的正确性.研究结果表明,在低场低能区,金刚石材料内主要的散射机制是声学声子散射.在研究金刚石材料内载流子的迁移输运问题时,可以采用较为简单的抛物线型能带模型,但在研究薄样品中的载流子输运时应当考虑材料的光吸收对初始载流子分布的影响,而且在场强较高以及样品厚度较大时,应当考虑载流子在Brillouin区边界的Bragg反射.