半导体材料的吸收截止波长远大于理论值


#1

利用FDTD模拟计算半导体薄膜材料的吸收,所选材料厚度为3 μm,理论上禁带宽度所对应的吸收截止波长为1.7 μm,但是得到的吸收曲线在更长的波段内仍有较强的吸收,如下图所示:

建立的模型如下:

因为想要利用DEVICE进一步计算其电学性能,所以选择的是CW generation rate分析组,而没有采用通过透射和反射来得到吸收的方法。

请问得到这种结果的原因是什么呢?是模型建立错误还是因为结构的尺寸与入射波长相近导致的?

另外,该种材料在数据库中没有,所以介电常数采用的是第一性原理计算得到的结果,是否是因为所用介电常数错误?

非常感谢!


#2

这个一般的CW generation rate分析组没有包含禁带宽度所对应的吸收截止波长,因此结果不适用于有禁带的材料。

如果有禁带材料,请参考这个例子,但是里面用的是太阳光。如果你的器件不是太阳能器件,你可以阅读器分析组中计算禁带波长和消除禁带以上波长吸收的脚本,主要是这一部分:

select the region of solar spectrum covered by the monitor data

fl = max([min(f_solar),min(f)]);
fh = min([max(f_solar),max(f)]);
fi = find((f_solar>=fl)&(f_solar<=fh));
f_solar = f_solar(fi);
lam_nm = lam_nm(fi);
Psolar = Psolar(fi);
Nf_solar = length(f_solar);
nm = Psolar/sourceintensity(f_solar); # units of 1/nm
nm = meshgrid4d(4,x,y,z,nm);


#3

好的,谢谢孙老师!我试一下,若有问题再请教您!