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A Materialparameter

 

In der Folge sind Zahlenwerte der fundamentalen Größen, die in Tabelle 4.1 angeführt sind, für GaAs (Tabelle A.1) und InAs (Tabelle A.2) sowie die Krümmungsparameter der Interpolation für GaxIn1-xAs nach (4.1) angegeben (Tabelle A.3). Der Vollständigkeit halber sind auch die abgeleiteten Größen Bandkantenenergie und effektive Masse mit ihren Werten bei Raumtemperatur enthalten. Wiedergegeben sind jene Parameterwerte, die tatsächlich im Rahmen der vorliegenden Arbeit verwendet wurden. Mitunter sind in der Literatur deutlich unterschiedliche Werte anzutreffen. Dies trifft besonders auf die Streuparameter zu, die wesentlich für die MC Simulation sind. Deshalb ist die Auswahl dieser Größen von besonderer Bedeutung.

Die Wahl der Parameter erfolgte daher nach dem Gesichtpunkt der Originalität - die angegebenen Referenzen wurden soweit möglich bis an die Quellen verfolgt, um mögliche Wiedergabefehler auszuschließen. Außerdem wurde Wert gelegt auf bestmögliche Übereinstimmung der Ergebnisse für abgeleitete Transportparameter, die in der vorlegenden Arbeit ermittelt wurden, mit experimentellen Daten.

Die verwendete Anordnung in den Tabellen ist folgende: Zuerst sind mechanische und dielektrische Eigenschaften des Bulk-Halbleiters, dann talspezifische Größen und schließlich Zwischentalparameter angeben. Es werden dabei die üblichen cgs Einheiten benützt.

 
 
 
Tabelle A.1: Fundamentale Materialparameter von GaAs
Größe Einheit Wert Referenz Bemerkung
a Å 5.6533 [128]  
$\varrho$ g/cm3 5.36 [3]  
c11 1011g/cm s2 11.88 [3]  
c12 1011g/cm s2 5.38 [3]  
c44 1011g/cm s2 5.94 [3]  
$v_{\mathrm{l}}$ 105cm/s 5.24 [26,72]  
$v_{\mathrm{t}}$ 105cm/s 2.47 [60]  
$\varepsilon_{\mathrm{s}}$ $\varepsilon_0$ 12.9 [26,60,72]  
$\varepsilon_{\infty}$ $\varepsilon_0$ 10.92 [26,60,72]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{LO}}$ eV 0.03613 [72]  
${E_{\mathrm{}}^{\varGamma}}$ eV 1.424 [22] $300\,\mathrm{K}$, Abschnitt 5.1.2
${E_{\mathrm{}}^{L}}$ eV 1.734 [172,117]  
${E_{\mathrm{}}^{X}}$ eV 1.911 [172,117]  
${m_{}^{\varGamma}}$ m0 0.0632 [128] $300\,\mathrm{K}$, Abschnitt 5.2.3
mlL m0 1.9 [3]  
mtL m0 0.0754 [3]  
mlX m0 1.3 [3]  
mtX m0 0.23 [3]  
$\alpha^{\varGamma}$ 1/eV 0.61 [87]  
$\alpha^{L}$ 1/eV 0.461 [87]  
$\alpha^{X}$ 1/eV 0.204 [87]  
${\varDelta_0}$ eV 0.34 [128]  
mhh m0 0.50 [22]  
mlh m0 0.074 [22]  
${\gamma_{1}}$   7.65 [181]  
${\gamma_{2}}$   2.41 [181]  
${\gamma_{3}}$   3.28 [181]  
$D_{\mathrm{ac}}^{\varGamma}$ eV 7.0 [72]  
$D_{\mathrm{ac}}^{L}$ eV 9.2 [72]  
$D_{\mathrm{ac}}^{X}$ eV 9.27 [91]  
$D_{\mathrm{o}}$ 108eV/cm 3.0 [72]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{o}}$ eV 0.0343 [72]  
$D_{\mathrm{iv}}^{\varGamma L}$ 108eV/cm 10.0 [26,87]  
$D_{\mathrm{iv}}^{\varGamma X}$ 108eV/cm 10.0 [26,87]  
$D_{\mathrm{iv}}^{LL}$ 108eV/cm 10.0 [26,87]  
$D_{\mathrm{iv}}^{LX}$ 108eV/cm 5.0 [72,87]  
$D_{\mathrm{iv}}^{XX}$ 108eV/cm 7.0 [72,87]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{iv}}^{\varGamma L}$ eV 0.0278 [72,87]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{iv}}^{\varGamma X}$ eV 0.0299 [72,87]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{iv}}^{LL}$ eV 0.0290 [72,87]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{iv}}^{LX}$ eV 0.0293 [72,87]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{iv}}^{XX}$ eV 0.0299 [72,87]  
P   0.0078   Anpassungsparameter
${E_{\mathrm{th}}}$ eV ${E_{\mathrm{}}^{\varGamma}}+0.26$   Anpassungsparameter
Ep eV 22.5 [216]  


 
 
 
Tabelle A.2: Fundamentale Materialparameter von InAs
Größe Einheit Wert Referenz Bemerkung
a Å 6.0584 [2]  
$\varrho$ g/cm3 5.667 [128]  
c11 1011g/cm s2 8.329 [128]  
c12 1011g/cm s2 4.526 [128]  
c44 1011g/cm s2 3.959 [128]  
$v_{\mathrm{l}}$ 105cm/s 4.28 [128]  
$v_{\mathrm{t}}$ 105cm/s 2.65 [60]  
$\varepsilon_{\mathrm{s}}$ $\varepsilon_0$ 15.15 [128]  
$\varepsilon_{\infty}$ $\varepsilon_0$ 12.25 [2,128]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{LO}}$ eV 0.0300 [128]  
${E_{\mathrm{}}^{\varGamma}}$ eV 0.356 [128,157] $300\,\mathrm{K}$, Abschnitt 5.1.2
${E_{\mathrm{}}^{L}}$ eV 1.434 [60]  
${E_{\mathrm{}}^{X}}$ eV 1.963 [60]  
${m_{}^{\varGamma}}$ m0 0.021   $300\,\mathrm{K}$, Abschnitt 5.2.3
mlL m0 1.565 [60]  
mtL m0 0.124 [60]  
mlX m0 3.619 [60]  
mtX m0 0.271 [60]  
$\alpha^{\varGamma}$ 1/eV 1.39 [26]  
$\alpha^{L}$ 1/eV 0.536 [26]  
$\alpha^{X}$ 1/eV 0.90 [26]  
${\varDelta_0}$ eV 0.38 [128]  
mhh m0 0.40 [181]  
mlh m0 0.026 [181]  
${\gamma_{1}}$   19.67 [181]  
${\gamma_{2}}$   8.37 [181]  
${\gamma_{3}}$   9.29 [181]  
$D_{\mathrm{ac}}^{\varGamma}$ eV 8.0 [26]  
$D_{\mathrm{ac}}^{L}$ eV 8.0 [26]  
$D_{\mathrm{ac}}^{X}$ eV 8.0 [26]  
$D_{\mathrm{o}}$ 108eV/cm 3.0 [91]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{o}}$ eV 0.024 [91]  
$D_{\mathrm{iv}}^{\varGamma L}$ 108eV/cm 10.0 [26]  
$D_{\mathrm{iv}}^{\varGamma X}$ 108eV/cm 10.0 [26]  
$D_{\mathrm{iv}}^{LL}$ 108eV/cm 10.0 [26]  
$D_{\mathrm{iv}}^{LX}$ 108eV/cm 9.0 [26]  
$D_{\mathrm{iv}}^{XX}$ 108eV/cm 9.0 [26]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{iv}}^{\varGamma L}$ eV 0.0278 [26]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{iv}}^{\varGamma X}$ eV 0.0299 [26]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{iv}}^{LL}$ eV 0.0290 [26]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{iv}}^{LX}$ eV 0.0293 [26]  
$\hbar\,\omega_{\mathrm{iv}}^{XX}$ eV 0.0299 [26]  
P   4.0   Anpassungsparameter
${E_{\mathrm{th}}}$ eV ${E_{\mathrm{}}^{\varGamma}}+0.027$ [60]  
Ep eV 20.56 [216]  


 
 
 
Tabelle A.3: Krümmungsparameter zur Interpolation der Materialparameter von GaInAs nach (4.1)
Größe Einheit Wert Bemerkung
$C_{{E_{\mathrm{}}^{\varGamma}}}$ eV 0.44 Abschnitt 5.1.1
$C_{{E_{\mathrm{}}^{L}}}$ eV 1.10  
$C_{{E_{\mathrm{}}^{X}}}$ eV 2.0  
$C_{{m_{}^{\varGamma}}}$ m0 0.01 Abschnitt 5.2.3
$C_{{\varDelta_0}}$ eV 0.178 Abschnitt 5.1.1
CEp eV 2.0 Abschnitt 5.2.2


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Christian Koepf
1997-11-11