[00149000]声子散射下半导体核壳结构纳米线中的电子输运

纳米线（NW）场效应晶体管是突破层状晶体管尺寸限制的允许候选材料. 迁移率是晶体管的重要物理参数. 研究者通过制作核壳结构纳米线（CSNW）,进行组分和尺寸调制等方法提升纳米线迁移率. 声子散射是影响迁移率的重要机制. 室温下光学声子对电子迁移率的影响强于声学声子. 然而较少有工作细致讨论核壳结构纳米线中各类光学声子对电子迁移率的贡献.本项目从雷丁平衡方程方法出发,从理论上探讨声子散射机制影响下的半导体（特别是氮化物）CSNW中电子的输运性质. 首先,在有效质量近似下求解CSNW中的电子态.然后,在介电连续和Loudon单轴晶体模型下,求解含三元混晶CSNW中各类光学声子;进一步利用转移矩阵法获得含三元混晶多界面核壳结构纳米线中的界面光学声子. 最后,在雷丁平衡方程方法的理论框架内,计入各类可能存在的光学声子的散射作用,讨论纤锌矿核壳结构纳米线中电子沿轴向的迁移率. 此外,作为拓展工作,计算CSNW和导带子带间光吸收系数和折射率变化,计算不同主量子数满足跃迁定则的子带间光吸收及其组分和尺寸效应;并将有限元差分法推广至球形核壳结构量子点（CSQD）中的电子态求解及子带间光吸收系数性质。 获得以下结果： （1）因束缚维度增加,CSNW和CSQD的电子趋向于分布在核内; （2）给出CSNW中的各类光学声子的存有频率和组分条件,得色散关系及声子静电势; （3）多壳层-核纳米线（CMSNW）中界面光学声子色散关系,由各界面两侧材料所组成的CSNW的界面光学声子构成; （4）纤锌矿极化效应导致的内建电场增强对电子的束缚,使尺寸对光吸收系数有调节作用仅在一定范围内有效;而组分总是调节电子态和光吸收性质的有效手段; （5）第一类局域光学声子对电子的散射作用较界面声子和局域声子强,因界面光学声子和传播光学声子的相互转变,存在迁移率极值组分; （6）降低温度或增大电子线密度将显著增大电子迁移率. 本项目所获得的结果解释和预言了CSNW体系中部分光电性质,有望对CSNW光电器件研发提供理论参考。