양자샘 모형에 의한 반도체 초격자의 에너지띠에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 1차원의 주기적인 양자샘(quantum Well) 모형으로 반도체 초격자의 에너지 관계식을 구한다. 이 모형에서 고려한 초격자는 극박층(ultrathin layer)의 서로 다른 두개의 반도체를 교대로 배열한 것이다. 위의 모형에 일반적인 파동함수의 경계조건과 EFA(envelope function approximation)에서 제안된 Bastard의 경계조건을 각각 적용하여 두개의 에너지 관계식을 구한다. 그리고 이 에너지 관계식을 이용하여 층두께, 유효질량, 퍼텐셜의 변화에 따른 에너지띠 구조의 변화를 고찰한다. 또한 위의 결과를 이용하여 GaAs - Ga_(1-x)Al_(x)As초격자의 에너지띠 구조를 구하고 실험 결과와 비교함으로써 퍼텐셜의 크기를 결정한다.;Energy bands of semiconductor superlattices are calculated using the one-dimensional periodic quantum well model. The superlattices which consist of alternating ultrathin layers of two different semiconductors are considered in this model. Energy dispersion relations are derived applying two types of boundary conditions; continuity condition of wave functions and its derivatives, and Bastard boundary conditions from the envelope function approximation (EFA). Using these energy relations, the energy sub-band structures of superlattices are investigated with the variations of layer thickness, effective mass and energy gap difference. As an example of the present model, the band structures of superlattices are obtained and transition energies are compared with the experimental data of this material.