李明 姚寧 馮志波 韓紅培 趙正印

(許昌學(xué)院電氣信息工程學(xué)院,許昌 461000)

(2017年10月12日收到;2017年12月11日收到修改稿)

1 引 言

處于磁場(chǎng)中的電子,塞曼自旋劈裂的大小取決于電子的有效g因子(g*).在自旋電子學(xué)中,利用自旋軌道耦合效應(yīng)或者量子限制效應(yīng)來(lái)調(diào)控g因子引起了廣泛的研究興趣[1?12].根據(jù)Roth方程[13],半導(dǎo)體材料的有效g因子很大程度上依賴于帶隙和自旋軌道耦合效應(yīng).此外,這個(gè)理論預(yù)計(jì)到量子限制效應(yīng)引起閃鋅礦結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)中的縱向和橫向g因子有很明顯的不同(g因子各向異性)[14].因?yàn)橼鍖雍蛪緦訁^(qū)域的體g因子有一定的差別,有時(shí)候甚至符號(hào)相反,另外異質(zhì)結(jié)界面對(duì)有效g因子也有貢獻(xiàn),所以波函數(shù)在壘層或者阱層區(qū)域的重新分布將導(dǎo)致有效g因子及其各向異性有很明顯的變化,電子g因子是易受影響的參數(shù)[9].因此,在半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中,有效g因子及其各向異性受能帶結(jié)構(gòu)的影響,并且可以由異質(zhì)結(jié)構(gòu)的束縛勢(shì)調(diào)制[9].

基于8×8k·pKane哈密頓模型和包絡(luò)函數(shù)近似,文獻(xiàn)[3—6,8—11]建立了計(jì)算g*的通用方法,可以用于對(duì)稱或者非對(duì)稱量子阱結(jié)構(gòu).Toloza Sandoval等[15]利用一階微擾論方法獲得了對(duì)稱的閃鋅礦半導(dǎo)體量子阱的g*的表達(dá)式,發(fā)現(xiàn)g*的各向異性僅僅由界面處的自旋軌道耦合效應(yīng)引起,阱層和壘層區(qū)域的自旋軌道耦合效應(yīng)的貢獻(xiàn)為零.該方法比較簡(jiǎn)單且比較直觀地從物理上解釋了g*的重整化,然后被推廣應(yīng)用于非對(duì)稱的閃鋅礦III-V族半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)阱層的厚度和組分等參數(shù),可以很好地調(diào)控g*及其各向異性,甚至改變它們的正負(fù)號(hào)[16].另外,通過(guò)在閃鋅礦結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體量子阱的生長(zhǎng)方向施加電場(chǎng)(或者柵極電壓),可以調(diào)節(jié)電子在阱層區(qū)域和壘層區(qū)域的概率分布,從而導(dǎo)致量子阱結(jié)構(gòu)中的有效g因子隨著電場(chǎng)而變化[9,17,18].

與閃鋅礦結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體不同,纖鋅礦結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體的體g因子是各向異性的.此外,纖鋅礦晶格結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng),這將導(dǎo)致異質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在較強(qiáng)的內(nèi)建電場(chǎng)和高濃度的二維電子氣(費(fèi)米能級(jí))[19?21],使該異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有本征結(jié)構(gòu)反演對(duì)稱性(SIA).電場(chǎng)和費(fèi)米能級(jí)對(duì)自旋劈裂很重要[19?27],因此AlGaN/GaN量子阱中的Rashba自旋軌道耦合效應(yīng)很明顯[19?22,28?30],這將對(duì)g?及其各向異性有重要的影響.此外,除了界面自旋軌道耦合效應(yīng)對(duì)有效g因子有貢獻(xiàn),阱層和壘層區(qū)域的自旋軌道耦合效應(yīng)的貢獻(xiàn)也不為零,因?yàn)榱孔于逯械碾妶?chǎng)不是零[31].在前面的工作中,我們將文獻(xiàn)[15]中的解析理論推廣到沿著c軸(選作z軸)生長(zhǎng)的纖鋅礦半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu),并考慮極化效應(yīng)導(dǎo)致的內(nèi)建電場(chǎng),推導(dǎo)出縱向和橫向g因子的表達(dá)式,研究了g?及其各向異性隨阱層厚度的變化關(guān)系[31].本文分別考慮與極化電場(chǎng)方向相同(相反)的外加電場(chǎng)和壘層的Al組分對(duì)Al-GaN/GaN量子阱中的電子g因子及其各向異性的影響.外加電場(chǎng)在一定程度上加強(qiáng)或者抵消極化電場(chǎng)的效應(yīng),并且將會(huì)進(jìn)一步調(diào)節(jié)該異質(zhì)結(jié)構(gòu)的SIA[32?36].此外,外加電場(chǎng)帶來(lái)了附加勢(shì),將會(huì)影響電子的空間分布和束縛能級(jí)、費(fèi)米能級(jí),進(jìn)而影響Rashba自旋軌道耦合強(qiáng)度和g因子及其各向異性.

通常III-V族氮化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的極化電場(chǎng)很大[19,20,37],普通的半導(dǎo)體量子阱也可能存在極強(qiáng)的界面電場(chǎng)[38].另外,III-V族氮化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的極化電場(chǎng)隨著量子阱的寬度迅速減弱[31,37].所以,相對(duì)于較寬的量子阱,外電場(chǎng)對(duì)Rashba自旋軌道耦合系數(shù)[25]和g因子及其各向異性的調(diào)制將會(huì)更明顯.因此假設(shè)外加電場(chǎng)從?1.5×108V·m?1到1.5×108V·m?1變化,量子阱阱層的寬度是40 ?.

2 理論模型和方法

把纖鋅礦半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的8×8 Kane哈密頓[39]投影到導(dǎo)帶子空間中,量子阱結(jié)構(gòu)中的電子的有效哈密頓可以寫(xiě)成[19,20,30,40]:

HR是與自旋有關(guān)的Rashba項(xiàng);mz是z軸方向的有效質(zhì)量;mt和kx,y分別是垂直于z軸方向的有效質(zhì)量[19,20]和波矢;σ是泡利矩陣;ε代表電子的能量;分別是考慮應(yīng)變前Γ點(diǎn)的導(dǎo)帶邊和最高價(jià)帶邊;ΔEc是導(dǎo)帶階躍,ac(?4.6 eV),D1(?1.7 eV),D2(6.3 eV),D3(D2?D1),D4(?D3/2)是形變勢(shì)[41];εij是應(yīng)變張量;V代表靜電勢(shì)和外電場(chǎng)引起的勢(shì)的和;Δ1=(22?80x)meV自旋軌道劈裂能[42],Δ2,3=6.0 meV是晶體場(chǎng)劈裂能[43];是帶間動(dòng)量矩陣元[19,20].

考慮磁場(chǎng)B作用下的量子阱,在有效哈密頓中做替換可以得到有效的Zeeman作用項(xiàng)

首先分別沿著x,y軸方向加磁場(chǎng),得到量子阱中的橫向g因子 (gx=gy=g⊥)[31]:

這里〈〉1指對(duì)第一束縛子帶的包絡(luò)函數(shù)Φ1求期待值.

然后,沿著z軸方向加磁場(chǎng),得到量子阱中的縱向g因子(gz=g//)[31]:

g0≈2是自由電子的g因子.這里是纖鋅礦體結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn),是由量子阱的束縛作用引起的.因?yàn)棣门cx無(wú)關(guān),所以而參數(shù)β依賴于z,所以另外,由于纖鋅礦體結(jié)構(gòu)的各向異性,β/=γ,導(dǎo)致

ΓW=ΓWZ+ΓWA代表阱層的貢獻(xiàn),

根據(jù)方程(10)—(12),對(duì)于結(jié)構(gòu)對(duì)稱的量子阱,如果沒(méi)有外加電場(chǎng),ΓInter同量子阱的阱層厚度(L2?L1)成正比,而ΓB,W=0,所以此時(shí)g因子與z無(wú)關(guān)[15].

3 結(jié)果與分析

首先關(guān)注沿c軸生長(zhǎng)的Al0.5Ga0.5N/GaN/Al0.5Ga0.5N量子阱,即使沒(méi)有外加電場(chǎng),由于較強(qiáng)的壓電極化和自發(fā)極化效應(yīng),導(dǎo)帶邊形狀是非對(duì)稱的且內(nèi)部電場(chǎng)不為零.分別考慮同極化電場(chǎng)方向相同和相反的外加電場(chǎng)對(duì)縱向、橫向g因子及其各向異性的影響,并定量討論對(duì)它們有影響的各方面因素.

圖1顯示了Al0.5Ga0.5N/GaN/Al0.5Ga0.5N量子阱在不同外加電場(chǎng)(E)下的導(dǎo)帶邊形狀以及第一束縛子帶的包絡(luò)函數(shù).限制勢(shì)和量子阱中電子的空間分布都是非對(duì)稱的.這些是由外加電場(chǎng)和極化電場(chǎng)共同導(dǎo)致的,且一定會(huì)對(duì)g?及其各向異性有重要的影響.第一束縛子帶的包絡(luò)函數(shù)在左異質(zhì)結(jié)界面處有較高的峰.當(dāng)外加電場(chǎng)的方向沿著z軸的正方向(同極化電場(chǎng)的方向相同)并增加時(shí),第一子帶的包絡(luò)函數(shù)的擴(kuò)展區(qū)域減小,且它的峰向左界面移動(dòng)(圖1).主要原因是右界面處勢(shì)壘高度的增加將會(huì)增強(qiáng)量子阱束縛電子的能力.當(dāng)外加電場(chǎng)的方向沿著z軸的負(fù)方向(同極化電場(chǎng)的方向相反)并增加時(shí),第一子帶的包絡(luò)函數(shù)的擴(kuò)展區(qū)域增加,且它的峰向右界面移動(dòng)(圖1).主要原因是右界面處勢(shì)壘高度的降低會(huì)減弱量子阱束縛電子的能力.

圖1 Al0.5Ga0.5N/GaN/Al0.5Ga0.5N量子阱在不同外加電場(chǎng)(E)下的導(dǎo)帶邊形狀以及第一束縛子帶的包絡(luò)函數(shù)Fig.1.Conduction band profile of the Al0.5Ga0.5N/GaN/Al0.5Ga0.5N quantum well(QW),and the envelope functions for the first confined state in QWs with different external electric field(E).

圖2顯示左界面處的電場(chǎng)強(qiáng)度和第一子帶的束縛能級(jí)(ε1)隨著外加電場(chǎng)的變化關(guān)系.當(dāng)外加電場(chǎng)的方向同極化電場(chǎng)的方向相同并增加時(shí),左界面處的電場(chǎng)強(qiáng)度和ε1都增加.當(dāng)外加電場(chǎng)的方向同極化電場(chǎng)的方向相反并增加時(shí),左界面處的電場(chǎng)強(qiáng)度和ε1都減小.因?yàn)橥饧与妶?chǎng)的增加,導(dǎo)致左界面附近的導(dǎo)帶邊上升得更快,對(duì)電子的束縛能力更強(qiáng),包絡(luò)函數(shù)的擴(kuò)展區(qū)域減小,相當(dāng)于量子阱的有效阱寬變窄,因而束縛能級(jí)增加.

圖2 左界面處的電場(chǎng)強(qiáng)度和第一子帶的束縛能級(jí)(ε1)隨外加電場(chǎng)的變化關(guān)系Fig.2. Dependence of the electric field at the left heterointerface and the first confined energy level(ε1)on the external electric field.

圖3 減掉g0后的橫向和縱向g因子隨外加電場(chǎng)的變化Fig.3. The transverse and longitudinal g-factor separated from g0as a function of the external electric field.

圖3顯示減掉g0后的橫向和縱向g因子.可以看出,體結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)構(gòu)成Δg⊥=(g⊥?的主要部分.盡管(方程(7))和(方程(8))的表達(dá)式不同,但是二者的數(shù)值相差不大且差值隨著外加電場(chǎng)的改變基本不變,表明纖鋅礦結(jié)構(gòu)的GaN半導(dǎo)體中,由體結(jié)構(gòu)引起的g因子各向異性不是很大,但能夠從圖3明顯地看出.的差別很顯著,表明量子阱結(jié)構(gòu)對(duì)有效g因子及其各向異性的貢獻(xiàn)(gw)很重要.此外,同自由電子的g因子(g0=2)相比較,Δg⊥和相對(duì)較小,且比立方結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體的相應(yīng)量小一個(gè)數(shù)量級(jí).主要原因是GaN的帶隙(3.44 eV)相對(duì)較大.根據(jù)方程(6)和(8),Eg是最大的能量標(biāo)度,且正比于當(dāng)外加電場(chǎng)的方向同極化電場(chǎng)方向相同(相反)時(shí),的強(qiáng)度都隨著外加電場(chǎng)的增加而減小(增加),這是因?yàn)槭`能級(jí)隨著外加電場(chǎng)的增加而增加(減小)以及包絡(luò)函數(shù)的擴(kuò)展區(qū)域減小(增加),自旋軌道耦合參數(shù)〈β〉1和〈γ〉1隨著外加電場(chǎng)而減小(增加).

圖4顯示除掉g0后的橫向g因子和對(duì)其有貢獻(xiàn)的各部分.對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)最大,阱層(ΓW)、異質(zhì)結(jié)界面(ΓInter)和壘層(ΓB)的貢獻(xiàn)相對(duì)小得多,且它們隨著外加電場(chǎng)變化得不明顯.這主要是由方程(6)和(7)中的z?〈z〉1導(dǎo)致的.可以從圖4和方程(10)—(12)看出,ΓInter的符號(hào)是正的(因?yàn)長(zhǎng)1＜〈z〉1＜L2,ΓInterL和ΓInterR都大于零),而ΓW的符號(hào)是負(fù)的所以ΓInter和ΓW兩者的貢獻(xiàn)相互抵消一部分.

圖4 減掉g0后的橫向g因子(Δg⊥=g⊥?g0)和對(duì)其有貢獻(xiàn)的各部分隨外加電場(chǎng)的變化關(guān)系Fig.4. The transverse g-factor separated from g0(Δg⊥ =g⊥?g0)and its individual contributions as a function of the external electric field.

當(dāng)外加電場(chǎng)從?1.5×108V·m?1到1.5×108V·m?1變化時(shí),圖5顯示g因子各向異性(δg=g⊥?g//)的強(qiáng)度緩慢減小.盡管的表達(dá)式不同,它們的大小卻很接近.所以g因子各向異性主要由量子阱中的量子限制效應(yīng)導(dǎo)致的,主要來(lái)自于量子阱的貢獻(xiàn)圖6(a)顯示阱層對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)(ΓW),可以分解為依賴于z的項(xiàng) (ΓWZ＜0)和〈z〉1的項(xiàng)(ΓWA＞0);圖6(b)顯示異質(zhì)結(jié)界面對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn) (ΓInter),可以分解為ΓInterL和ΓInterR.

圖5 Al0.5Ga0.5N/GaN/Al0.5Ga0.5N量子阱中的g因子各向異性 (δg=g⊥?g//)隨外加電場(chǎng)的變化關(guān)系Fig.5.The g-factor anisotropy(δg=g⊥?g//)in the Al0.5Ga0.5N/GaN/Al0.5Ga0.5N QW as a function of the external electric field.

異質(zhì)結(jié)界面對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)(ΓInter)依賴于左界面處的包絡(luò)函數(shù)的強(qiáng)度,也取決于束縛能級(jí)ε1.隨著外加的電場(chǎng)強(qiáng)度的改變,右界面處的包絡(luò)函數(shù)的數(shù)值幾乎不變,所以右界面對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)ΓInterR幾乎不變(圖6(b)).第一子帶的束縛能級(jí)ε1緩慢增加,且包絡(luò)函數(shù)的擴(kuò)展區(qū)間隨著電場(chǎng)的改變而減小,也就是包絡(luò)函數(shù)在左界面處的強(qiáng)度增加(圖1).所以,異質(zhì)結(jié)左界面的貢獻(xiàn)緩慢增加(圖5和圖6(b)).

如上所述,阱層和壘層對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)(ΓW和ΓB)取決于相應(yīng)的區(qū)域的平均電場(chǎng)和第一子帶的束縛能級(jí)(ε1).隨著外加電場(chǎng)強(qiáng)度的改變,束縛能級(jí)ε1快速增加,所以根據(jù)方程(2),β和它的一階導(dǎo)數(shù)迅速減小.可以從圖6(a)中看出,ΓWA項(xiàng)和ΓWZ的強(qiáng)度都減小,但前者大于0而后者小于0且前者的絕對(duì)值小于后者,所以它們的貢獻(xiàn)在一定程度上抵消.然而,ΓWA的強(qiáng)度隨著外加電場(chǎng)的改變減小得更快,所以阱層對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn) (ΓW)小于0且強(qiáng)度隨著外加電場(chǎng)的改變而緩慢增加(圖5和圖6(a)).

由圖5可以看出ΓInter的符號(hào)是正的,ΓW的符號(hào)是負(fù)的,它們對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)在一定程度上抵消.然而ΓInter的強(qiáng)度比ΓW大,且后者的強(qiáng)度隨著外加電場(chǎng)的改變?cè)黾拥酶煲恍?所以g因子各向異性δg＞0且強(qiáng)度隨著外加電場(chǎng)的改變而減小(圖5).

圖6 (a)阱層對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)(ΓW),可以分解為依賴于z 的項(xiàng) (ΓWZ) 和 〈z〉1的項(xiàng)(ΓWA);(b) 異質(zhì)結(jié)界面對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn) (ΓInter),可以分解為ΓInterL和ΓInterRFig.6.(a)Contributions to Δg⊥ from the well(ΓW),which can be divided into the z dependent term(ΓWZ)and the 〈z〉1dependent term(ΓWA);(b)contributions to Δg⊥ from the heterointerfaces(ΓInter),which can be separated into ΓInterLand ΓInterR.

接著研究了壘層的Al組分對(duì)縱向、橫向g因子及其各向異性的影響.圖7顯示減掉g0后的縱向和橫向g因子隨著壘層的Al組分的變化關(guān)系.當(dāng)壘層的Al組分增加時(shí),如果不考慮應(yīng)變效應(yīng)的強(qiáng)度都減小,如果考慮應(yīng)變效應(yīng)的強(qiáng)度都增加.為了解釋這個(gè)問(wèn)題,圖8給出了阱層區(qū)域的β以及ε1?V?(S1+S2)隨壘層Al組分的變化關(guān)系,圖8(a)考慮了應(yīng)變效應(yīng),圖8(b)沒(méi)有考慮應(yīng)變效應(yīng).可以看出,當(dāng)z＜zp(zp′)時(shí),β隨著Al組分的增加而增加,當(dāng)z＞zp(zp′)以后,β隨著Al組分的增加而減小.如果不考慮應(yīng)變效應(yīng),因?yàn)槭`能級(jí)隨著Al組分的增加而增加以及包絡(luò)函數(shù)的擴(kuò)展區(qū)域減小,波函數(shù)的峰向左界面移動(dòng),左界面附近的β減小(圖8(a)),最終將會(huì)導(dǎo)致自旋軌道耦合參數(shù)〈β〉1隨著Al組分減小.如果考慮應(yīng)變效應(yīng),因?yàn)镾1和S2對(duì)限制勢(shì)V(z)的影響很大,尤其是當(dāng)z＞zp時(shí),應(yīng)變效應(yīng)使ε1?V?(S1+S2)減小得更快,而β增加的更快.另外,zp＜zp′,包絡(luò)函數(shù)在zp附近的強(qiáng)度很大,從而引起的強(qiáng)度隨著Al組分增加(圖8(b)).如果不考慮應(yīng)變效應(yīng),Δg⊥的強(qiáng)度隨著Al組分的增加而減小,而考慮應(yīng)變效應(yīng)后,Δg⊥的強(qiáng)度先隨Al組分的增加而減小,后來(lái)又隨著Al組分的增加而增加.的情況與此相似.在下面的討論中,都考慮了應(yīng)變效應(yīng).

圖7 減掉g0后的縱向和橫向g因子隨壘層Al組分x的變化關(guān)系 (a)考慮了應(yīng)變效應(yīng)(S1,2/=0);(b)沒(méi)有考慮應(yīng)變效應(yīng)(S1,2=0)Fig.7.The transverse and longitudinal g-factor separated from g0as a function of Al content x in the barrier with(S1,2/=0)(a)and without(S1,2=0)(b)considering the strain effects.

圖9顯示減掉g0后的橫向g因子(Δg⊥)和對(duì)其有貢獻(xiàn)的各部分隨壘層的Al組分的變化關(guān)系.界面對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)ΓInter是正的,阱層的貢獻(xiàn)ΓW是負(fù)的,它們的強(qiáng)度都隨著Al組分增加,但ΓInter的強(qiáng)度較大且增加的較快.因?yàn)殡S著Al組分的增加,波函數(shù)的峰向左界面移動(dòng),左界面處的電場(chǎng)強(qiáng)度也增加.所以考慮應(yīng)變效應(yīng)后,Δg⊥的強(qiáng)度先隨Al組分的增加而減小,但且強(qiáng)度又增加得很快,所以Δg⊥的強(qiáng)度又隨著Al組分的增加而增加.

圖8 阱層區(qū)域的β以及ε1?V?(S1+S2)隨著壘層Al組分的變化關(guān)系 (a)考慮了應(yīng)變效應(yīng)(S1,2/=0);(b)沒(méi)有考慮應(yīng)變效應(yīng)(S1,2=0)Fig.8. β and ε1?V?(S1+S2)in the well region with different Al content in the barrier,with(S1,2/=0)(a)and without(S1,2=0)(b)considering the strain effects.

圖9 減掉g0后的橫向g因子(Δg⊥=g⊥?g0)和對(duì)其有貢獻(xiàn)的各部分隨著壘層Al組分x的變化關(guān)系Fig.9. The transverse g-factor separated from g0(Δg⊥ =g⊥?g0),and its individual contributions as a function of Al content x in the barrier.

圖10顯示g因子各向異性(δg=g⊥?g//)的強(qiáng)度隨著壘層Al組分緩慢增加.雖然的強(qiáng)度都隨著Al組分的增加而增加,但它們的差值很小且?guī)缀醪浑SAl組分而改變.阱層和壘層對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)(ΓW和ΓB)相對(duì)較小,隨著Al組分的增加,ΓInter不斷增加,ΓW也不斷增加,但是ΓInter的強(qiáng)度較大且增加的較快,所以δg的強(qiáng)度隨著壘層的Al組分緩慢增加.

圖10AlxGa1?xN/GaN/AlxGa1?xN 量子阱中的g因子各向異性 (δg=g⊥?g//)隨著壘層的Al組分x的變化關(guān)系Fig.10.The g-factor anisotropy(δg=g⊥?g//)in the AlxGa1?xN/GaN/AlxGa1?xN QW as a function of Al content x in the barrier.

4 結(jié) 論

本文研究了纖鋅礦AlGaN/GaN量子阱中的電子g因子及其各向異性如何受外加電場(chǎng)和壘層的Al組分的調(diào)制.其中的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于gw.引起g因子各向異性的因素主要有兩部分,一是由纖鋅礦體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的,但和的差值很小且?guī)缀醪浑S外加電場(chǎng)和壘層的Al組分改變;二是由量子阱的量子限制效應(yīng)gw導(dǎo)致的.當(dāng)外加電場(chǎng)的方向同極化電場(chǎng)的方向相同(相反)時(shí),的強(qiáng)度都隨著外加電場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增加(減小),主要是波函數(shù)和束縛能級(jí)隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的變化引起的.當(dāng)外加電場(chǎng)從?1.5×108V·m?1到1.5×108V·m?1變化時(shí),異質(zhì)結(jié)界面對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)ΓInter和阱層對(duì)Δg⊥的貢獻(xiàn)ΓW都緩慢增加.因?yàn)棣nter＞0,ΓW＜0,但是ΓInter的強(qiáng)度比ΓW大,且ΓW的強(qiáng)度隨著外加電場(chǎng)的改變?cè)黾虞^快.所以δg＞0且強(qiáng)度隨著外加電場(chǎng)的改變而減小.當(dāng)壘層的Al組分增加時(shí),應(yīng)變效應(yīng)S1和S2導(dǎo)致的強(qiáng)度增加,ΓInter和ΓW的強(qiáng)度也同時(shí)增加,但ΓInter的強(qiáng)度較大且增加得較快,所以δg的強(qiáng)度隨著壘層的Al組分緩慢增加.Δg⊥的強(qiáng)度先隨Al組分的增加而減小,后來(lái)又隨著Al組分增加.結(jié)果表明,可以利用外加電場(chǎng)、壘層的Al組分和量子限制效應(yīng)調(diào)制AlGaN/GaN量子阱結(jié)構(gòu)中的電子g因子及其各向異性,且應(yīng)變效應(yīng)對(duì)電子g因子及其各向異性有很重要的影響.研究結(jié)果對(duì)自旋電子學(xué)器件的設(shè)計(jì)有重要意義.

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