Crosslight仿真物理模型探讨：能带能级分析

1. 能带结构

1.1 公式：

导带能级+禁带宽度=价带能级

1.2 类禁带宽度的描述：

体材料: band_gap

纤锌矿材料：eg0_bulk替换band_gap

量子材料：eg0_bar 或 eg0_well 替换band_gap

1.3 类亲和势的描述：

在活性材料中定义band_discont，覆盖affinity的值 或band_offset的值, 默认设置到材料的2侧。

如果band_discont_right也有设置，band_discont 只对材料的左侧生效

band_offset：

不发光材料：band_offset的值 覆盖affinity

发光材料 ：band_discont的值 覆盖 band_offset

2. 能带数量：

在材料库中：

band_valleys：设置导带谷或价带峰的数量，用来计算态密度

各种晶体的能带结构，在软件中的通过设置能带来实现

对于发光材料， gamma，L, 轻重空穴带，可以在材料库中对 layer_type进行设置，如： valley_gamma=1 valley_l=4 valley_hh=1 valley_lh=1

3. 超晶格能带

频繁交替的材料,能带结构已经不能描述载流子的运动状态了，这时要用k.p理论来计算微带结构

对于闪锌矿材料，在sol文件中可以使用如下命令设置：

kp_model_setting，modify_qw 来设置相关语句

4. 跟能带相关的计算语句

4.1 逐渐降低能带宽度的扫描方式：

bandgap_reduction：这种偏压方式，扫描完之后会自动恢复到之前的状态

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equilibrium bandgap_reduction = 0.2scan var=bandgap_reduction value_to=0.0 var2=current_1 value2_to=10e-31.2.

4.2 辅助收敛的扫描方式：

为了计算宽禁带材料的小漏电流，可以虚拟缩小能带来计算，如在sol文件中设置：

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set_minority_carrier virtual_eg_kt=301.

4.3 重掺能带缩减效应：

在sol文件中使用bandgap_narrow

5. 掺杂：

i后缀代表第几种掺杂类型，默认i=1就是传统意义上的doping，这个1的索引一般保留不要修改。用户一般修改2-9

默认激活掺杂后服从费米分布。

5.1 杂质能级

下面几种的效果是相同的。

关于 trap_level_i 指令 的杂质能级，导带的电离能就是level 值本身，价带的电离能是能带宽度减去level

shal_acpt_level 的杂质能级从价带算

shal_dnr_level 的杂质能级从导带算

5.2 杂质分布

除了像5.1那样，在sol或mac文件中设置杂质的能级，还可以在mac文件中设置能级服从一个分布函数。如：

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material type=semicond band_valleys=(6 1) &&el_vel_model=beta hole_vel_model=beta  &&traplevel2_model=expo_tail traplevel2_tail_side=conduction &&traplevel2_charge_type=acceptor &&traplevel3_model=expo_tail traplevel3_tail_side=valence &&traplevel3_charge_type=donor &&traplevel4_model=gaussian traplevel4_charge_type=acceptor &&traplevel5_model=gaussian traplevel5_charge_type=donor1.2.3.4.5.6.7.8.

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