【摘 要】
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Band offset in semiconductors is a fundamental physical quantity that determines the performance of optoelectron-ic devices.However,the current method of calculating band offset is difficult to apply directly to the large-lattice-mismatched and heterovale
【机 构】
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State Key Laboratory of Superlattices and Microstructures,Institute of Semiconductors,Chinese Academ
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Band offset in semiconductors is a fundamental physical quantity that determines the performance of optoelectron-ic devices.However,the current method of calculating band offset is difficult to apply directly to the large-lattice-mismatched and heterovalent semiconductors because of the existing electric field and large strain at the interfaces.Here,we proposed a modified method to calculate band offsets for such systems,in which the core energy level shifts caused by heterovalent ef-fects and lattice mismatch are estimated by interface reconstruction and the insertion of unidirectional strain structures as trans-itions,respectively.Taking the Si and Ⅲ-Ⅴ systems as examples,the results have the same accuracy as what is a widely used method for small-lattice-mismatched systems,and are much closer to the experimental values for the large-lattice-mis-matched and heterovalent systems.Furthermore,by systematically studying the heterojunctions of Si and Ⅲ-Ⅴ semiconduct-ors along different directions,it is found that the band offsets of Si/lnAs and Si/lnSb systems in[100],[110]and[111]direc-tions belong to the type I,and could be beneficial for silicon-based luminescence performance.Our study offers a more reli-able and direct method for calculating band offsets of large-lattice-mismatched and heterovalent semiconductors,and could provide theoretical support for the design of the high-performance silicon-based light sources.
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