ⅱ—ⅵ族三元和四元混晶半导体晶格常数的计算[1]

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1、维普资讯http://www.cqvip.com工～v：骧潞如辨黼驭第】7卷第3期稀有金属z0一2』ⅡⅥ族三元和四元混晶半导体晶格常数的计算高凤升龚秀英-rN)-(中国科学院半导体研究所l00083)近十年来，随着红外探测器、激光器、光电全吻合．实验结果令人满意。可见，电负性差管、太阳能电池、微波管、高速器件、传感器件法进行材料设计具有很大实用价值。本文仍采等的发展、半导体材料的研究重点也逐渐由二用此法，给出了计算1一Ⅵ族三元和四元混晶元化合物转为j元和四元混晶体系。晶格常数的经验公式，计算了几个混晶的晶格HgIe的禁带宅度为0．02eV．而ZnS的禁常数．其结果与内插法求得的数据相符。

2、带电上山3．66eV．其相应的发光渡长分别为一、计算晶格常数的经验公式62~tm和0．33~tm．可见ⅡⅥ族化合物覆盖的波段范围较Ⅱ一V族要宽得多特别是在8p．m1族元素的组份用x表示，Ⅵ族元素的组以上的远红外区，Ⅲv族化合物是不适用的．份以Y表示，其电负性用x表示1、Ⅵ族元素而ⅡⅥ族化合物却有着独特的优越性。近年，的电负性数据列于表1。1一Ⅵ族二元化合物随着液相、气相外延工艺的不断完善及MBE、的晶格常数及电负性差列于表2。将晶格常数MOCVD等新工艺的成熟，Ⅱ一Ⅵ族化合物的混a对电负性差△x怍图(图1)，即可得到计算晶研究更加活跃。1Ⅵ族三元和四元混晶晶格常数的经验公在三元和四元混晶

3、的制备中，首先要考虑式：⋯‘⋯。●的是混晶晶格常数随组份的变化用二元化台a：a~q-一二(a-a~)(1)r物的电负性差与物理常数的关系计算Ⅲv族式中a为待计算的三元或四元混晶的晶格常¨气三元、四元混晶禁带宽度和晶格常数的经验公数．a日、a分别为两个二元化合物的晶格常数}年式已有报道。据此可求得满足任一渡长、并△X为三元或四元混晶的电负性差；△x、月匹配开于某种衬底材料的固相组份和液相组△x分别为已知的两个二元化合物的电负份。然后采用简便的称重法便可进行混晶晶体性差，可由表2查得。Ⅱ一Ⅵ族化合物混晶的电的生长实验。生成晶体的固相组份由电子探针负性差可由下式求得，对三元混晶：测量，其测定值

4、与由经验公式算得的预算值完表1Ⅱ、Ⅵ族元素的电负性X¨维普资讯http://www.cqvip.com3期高风升等I族三元和四元混晶半导体晶格常教的计算237电负性；x和l—x分别表示两个I族元素的组份数；Y和l—y分别表示两个Ⅵ族元素的组份数。在具体的计算中，我们采用了下面的假设条件。1．对于四元混晶，我们假设有下面两种形式的结构，IⅥ；一I2一Ⅵ2一或IⅥ一一I2一Ⅵ；。在计算晶格常数时，只需用其中一种结构。具体采用哪种结构．首先应考虑混晶的电负性差△x应在两个二元化合物电负性差△x数值之间；其次，视组份x和Y的大小而定。若x和Y均大(>O．5)或均小(<0．5)，则采用前一种结构。

5、若组份x值小而Y值大或x值大Y值小，则采用后一种结构进囝1I一Ⅵ族化合物电负性差与晶格常敷的关系行计算。2．若△x一常数，不随x和Y值的变化而变化，这是x—y时出现的特殊情况，混晶△x一xi一[xx+(1一x)x](2)晶格常数的计算按文献[2]中方法进行。对四元混晶有：△x一[yx+(I-y)x]一二、混晶晶格常数的计算[xxf+(1-x)X(3)(-)三元混晶晶格常数的计算O6对于于AB。⋯C或ByC一型三元混晶，分别以Hg~CdTe和CdSSe一为例说明其．3计算方法，并与Vegard经验公式计算结果进06●行比较。计算HgCd。一Tey的晶格常数，首先用A‘阼图法示出HgTe和C

6、dTe的电负性差与晶格囝2HgTe与CdTe的电负性差与晶格常敷的关系常数的关系，将He和CdTe两点连线，见图2。由前述经验公式计算三元混晶晶格常数，列式中Xt和分别表示两个Ⅱ族元素入表3。由Vegard经验公式—xy丑^c+(1一的电负性；x、x分别表示两个族元素的x)ya计算出的结果一并列入表3。表5H~,Cd—re,的昌格常数组份电负性差△x主晶格常数．nm本研究vestal法19Te0．0．64760．6476scd075Te0．550．6470．647cdam0．340．646B0．646B57cd0‘jn0．3260．646520．64652“cd05GT~0．5120．6

7、46240．6462,4scda0．300．6460．646∞cd03eTe0．27B0．645520．645525cd025n0．250．6450．645lcda2Te0．240．B44B0．644BHga920am0．21B0．644320．64,432维普资讯http://www.cqvip.com238稀有金属17卷表4cdS,Sch的昌格常数组份⋯曲一l晶格常数．nm⋯1研究Veg~td法CdSo9se010．79f0．5