Theory of high field carrier transport and impact ionization in wurtzite GaN. Part I: A full band Monte Carlo model

Tipo di pubblicazione: Articolo su rivista
Tipologia MIUR: Contributo su Rivista > Articolo in rivista
Titolo: Theory of high field carrier transport and impact ionization in wurtzite GaN. Part I: A full band Monte Carlo model
Autori: Bertazzi F.; Michele Moresco; Enrico Bellotti
Autori di ateneo:
Titolo del periodico: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
Editore: AIP American Institute of Physics
Volume: 106
Intervallo pagine: 063718-
Numero di pagine: 12
ISSN: 0021-8979
Abstract: High field electron and hole transport in wurtzite phase GaN is studied using an ensemble Monte Carlo method. The model includes the details of the full band structure derived from nonlocal empirical pseudopotential calculations. The nonpolar carrier-phonon interaction is treated within the framework of the rigid pseudoion approximation using ab initio techniques to determine the phonon dispersion relation. The calculated carrier-phonon scattering rates are consistent with the electronic structure and the phonon dispersion relation thus removing adjustable parameters such as deformation potential coefficients. The impact ionization transition rate is computed based on the calculated electronic structure and the corresponding wave-vector dependent dielectric function. The complex band structure of wurtzite GaN requires the inclusion of band-to-band tunneling effects that are critical at high electric fields. The electric-field-induced interband transitions are investigated by the direct solution of the time dependent multiband Schrödinger equation. The multiband description of the transport predicts a considerable increase in the impact ionization coefficients compared to the case in which tunneling is not considered. In the second part of this work it will be shown that the proposed numerical model correctly predicts the carrier multiplication gain and breakdown voltage of a variety of GaN avalanche photodetectors that have been recently fabricated by several research groups
Data: 2009
Status: Pubblicato
Lingua della pubblicazione: Inglese
Parole chiave:
Dipartimenti (originale): DELEN - Dipartimento di Elettronica
Dipartimenti: DET - Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni
URL correlate:
    Area disciplinare: Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > ELETTRONICA
    Data di deposito: 20 Mag 2010 15:00
    Data ultima modifica (IRIS): 20 Ott 2016 09:48:32
    Data inserimento (PORTO): 22 Ott 2016 04:54
    Numero Identificativo (DOI): 10.1063/1.3213363
    Permalink: http://porto.polito.it/id/eprint/2363532
    Link resolver URL: Link resolver link
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