[发明专利]预测半导体载流子迁移率的方法

权利要求书

1.一种预测半导体载流子迁移率的方法，通过对目标晶体建模并计算载流子迁移率，其特征在于，建模包括对目标晶体进行结构扭曲并计算修正值，利用该修正值对载流子迁移率计算结果进行修正。

2.如权利要求1所述的预测半导体载流子迁移率的方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取目标晶体结构数据文件；

根据所述目标晶体结构数据文件，计算目标晶体的载流子迁移率影响参数；

对目标晶体进行结构扭曲，计算修正值；

根据载流子迁移率影响参数、修正值，得到目标晶体载流子迁移率。

3.如权利要求2所述预测半导体载流子迁移率的方法，其特征在于，对目标晶体进行结构扭曲，计算修正值，包括：

构建目标晶体的原胞晶体文件，并对原胞晶体文件进行结构扭曲，得到扭曲原胞晶体文件；

分别计算原胞晶体文件与扭曲原胞晶体文件的带隙，分别得到原胞带隙和超胞带隙；

根据原胞带隙和超胞带隙，计算有效质量修正值。

4.如权利要求3所述预测半导体载流子迁移率的方法，其特征在于，构建目标晶体的原胞晶体文件，并对原胞晶体文件进行结构扭曲，得到扭曲原胞晶体文件，包括：

构建目标晶体的原胞晶体文件；

对原胞晶体文件进行扩胞处理；

对原子施加大于零小于等于的随机位移以扭曲晶格，得到扭曲原胞晶体文件。

5.如权利要求3所述预测半导体载流子迁移率的方法，其特征在于，根据原胞带隙和超胞带隙，计算有效质量修正值，包括：

根据原胞带隙和超胞带隙，通过有效质量k.p微扰理论，计算分别对应的原胞带边有效质量与超胞带边有效质量；

所述带边有效质量计算式如下

其中，是带边态|n0的有效质量，0代表了带边所在位置的动量，m₀是自由电子的质量，E_n0-E_l0是带隙，|l0是0处的其它本征态；

根据原胞带边有效质量与超胞带边有效质量，得到有效质量修正值。

6.如权利要求2-5任一项所述预测半导体载流子迁移率的方法，其特征在于，对目标晶体进行结构扭曲，计算修正值，包括：

对目标晶体的原胞晶体进行结构扭曲，得到扭曲原胞晶体；

对扭曲原胞晶体结构弛豫、自洽计算和态密度计算；

比对原胞晶体和扭曲原胞晶体，计算修正值；

其中，利用VASP软件对扭曲原胞晶体进行结构弛豫，弛豫采用PBE(Perdew-Burke-Ernzerhof)交换关联泛函，能量和力的收敛标准分别为1×10^-6eV和截断能设置为600eV；将弛豫后的CONTCAR作为静态计算和态密度计算的POSCAR；并且使KPOINTS文件中k点密度与原胞晶体的k点密度相同。

7.如权利要求2所述预测半导体载流子迁移率的方法，其特征在于，根据所述晶体结构数据文件，计算晶体的载流子迁移率影响参数，包括：

对所述晶体结构数据文件进行结构优化；

计算晶体的有效质量、弹性常数以及形变势。

8.如权利要求7所述预测半导体载流子迁移率的方法，其特征在于，根据载流子迁移率影响参数、修正值，得到目标晶体载流子迁移率，包括：

将有效质量、弹性常数以及形变势，带入下述公式，乘以修正值得到目标晶体载流子迁移率μ；

其中e是电子电量，k_B是波尔茨曼常数，T是温度，是约化的普朗克常数；m^*是扭曲修正有效质量，D₁是形变势，C_ii是弹性常数。