ZnS材料電子輸運特性的Monte Carlo模擬.pdf

1、運用蒙特卡羅（Mome Carlo）方法模擬了ZnS材料電子的輸運特性。模擬采用非拋物面多能谷模型描述能帶結(jié)構(gòu)，該能帶結(jié)構(gòu)包含導(dǎo)帶的兩個能量子帶。模擬步驟主要包括建立 ZnS材料的物理模型、計算散射率、確定電子運動的初始條件和狀態(tài)、確定飛行時間、散射機(jī)制選擇、散射最終態(tài)的選擇以及模擬結(jié)果分析。散射機(jī)制包括聲學(xué)聲子散射，極性光學(xué)聲子散射，能谷間散射，電離雜質(zhì)散射，碰撞電離等散射機(jī)制，引入了自散射以簡化飛行時間的計算。
　　 模擬結(jié)

2、果顯示：在低場下，電子主要集中在Γ能谷，電子平均能量與電子熱平衡能量基本相等，當(dāng)電場強(qiáng)度增大至170 kV/cm時，電子平均漂移速度達(dá)到最大值1.454×107V/cm，當(dāng)電場強(qiáng)度進(jìn)一步增大，電子平均漂移速度隨電場強(qiáng)度的增大反而下降，進(jìn)入微分負(fù)阻區(qū)：電場強(qiáng)度增加，電子能量增大，電子獲得足夠能量向高能谷躍遷，發(fā)生谷間散射，Γ能谷電子數(shù)迅速減少，L，X，Z能谷電子數(shù)迅速增加，當(dāng)電場強(qiáng)度達(dá)到1MV/cm時，L、X、Z能谷分布的電子數(shù)占總電子數(shù)

3、的比例分別為：14.44％、19.32％和6.4％；在高場下，碰撞電離散射機(jī)制對電子輸運過程有很大地影響，當(dāng)電子能量達(dá)到閾值能量3.8 eV時，碰撞電離發(fā)生，碰撞電離率隨電子能量增加逐漸增大：低場下，電子平均漂移遷移率大約在120c㎡/V·s到170c㎡/V·s之間。
　　 本研究非拋物面多能谷Monte Carlo方法模擬結(jié)果與已報道的全帶Monte Carlo方法模擬結(jié)果吻合得很好，但比全帶模型計算更簡單，應(yīng)用范圍更廣，可以