这篇文档属于类型b，是一篇综述性论文，主要对III-V族化合物半导体及其合金的能带参数进行了全面的总结和更新。
作者及发表信息
本文的主要作者为I. Vurgaftman、J. R. Meyer和L. R. Ram-Mohan，分别来自美国海军研究实验室（Naval Research Laboratory）和伍斯特理工学院（Worcester Polytechnic Institute）。该论文于2001年发表在《Journal of Applied Physics》期刊上，卷号为89，页码为5815，DOI为10.1063⁄1.1368156。
论文主题
本文的主题是III-V族化合物半导体及其合金的能带参数。III-V族半导体材料在电子和光电子器件中具有广泛的应用，如高电子迁移率晶体管、异质结双极晶体管、二极管激光器、发光二极管、光电探测器等。这些器件的性能高度依赖于材料的物理特性，尤其是能带结构。因此，准确和一致的能带参数对于器件设计和模拟至关重要。
主要观点
1. 能带参数的重要性
III-V族半导体材料在量子异质结构器件中的应用日益广泛，这些器件通常由多种材料层叠而成，材料的选择和组合具有极大的灵活性。为了充分利用这种灵活性，研究人员需要一个可靠且最新的能带参数数据库，以支持电子结构计算和器件模拟。然而，现有的能带参数数据库大多过时，且缺乏对许多重要合金的详细描述，尤其是异质结构中的能带偏移（band offsets）信息。本文的目标是填补这一空白，提供一个全面且一致的III-V族半导体及其合金的能带参数数据集。
能带参数的范围
本文涵盖了12种主要的III-V族二元化合物半导体（如GaAs、AlAs、InAs、GaP、AlP、InP、GaSb、AlSb、InSb、GaN、AlN和InN）及其三元和四元合金的能带参数。这些参数包括直接和间接带隙、自旋轨道分裂（spin-orbit splitting）、晶体场分裂（crystal-field splitting）、合金弯曲参数（alloy bowing parameters）、电子和空穴的有效质量（effective masses）、Luttinger参数、带间动量矩阵元素（interband momentum matrix elements）以及形变势（deformation potentials）。此外，本文还提供了异质结构中的能带偏移信息，并采用了一种绝对标度，使得任何材料之间的能带对齐都可以确定。
能带结构计算方法
本文还简要介绍了能带结构计算的理论背景，特别是k·p方法（k·p method）、紧束缚模型（tight-binding model）和赝势模型（pseudopotential model）。k·p方法是计算半导体能带结构的最常用方法，它通过引入一组经验参数来描述能带的形状和位置。紧束缚模型和赝势模型则提供了更全面的能带结构描述，但计算复杂度较高。本文详细讨论了这些方法的优缺点，并提供了适用于八带k·p模型的所有输入参数。
能带参数的实验与理论依据
本文的能带参数数据集基于对大量文献的综述，结合了实验测量和理论计算的结果。对于每个材料，本文提供了完整的参数集，并详细讨论了这些参数的来源和选择依据。例如，对于GaAs，本文引用了多种实验技术（如磁声子共振、椭偏光谱等）和理论计算（如赝势计算）来确定其带隙、有效质量和形变势等参数。对于争议较大的参数，本文总结了不同研究的结果，并基于实验和理论的一致性选择了最可靠的值。
异质结构能带偏移
异质结构中的能带偏移是量子器件设计的关键参数。本文总结了多种实验技术（如光学光谱、X射线光电子能谱、电容测量等）和理论方法（如赝势超胞计算）来确定能带偏移。本文还提供了一种绝对标度，使得任何材料之间的能带对齐都可以确定。例如，对于GaAs/AlAs异质结构，本文总结了多种实验结果，并基于这些结果给出了推荐的能带偏移值。
论文的意义与价值
本文的综述为III-V族半导体材料的研究和应用提供了重要的参考。通过总结和更新能带参数，本文填补了现有数据库的空白，为电子结构计算和器件模拟提供了可靠的数据支持。此外，本文还详细讨论了能带结构计算的理论背景，为研究人员提供了多种计算方法的参考。本文的数据集和理论讨论对于III-V族半导体器件的设计和优化具有重要的科学价值和实际应用价值。
亮点
本文的亮点在于其全面性和一致性。本文不仅涵盖了12种主要的III-V族二元化合物半导体，还详细讨论了其三元和四元合金的能带参数。此外，本文还提供了异质结构中的能带偏移信息，并采用了一种绝对标度，使得任何材料之间的能带对齐都可以确定。本文的数据集基于对大量文献的综述，结合了实验测量和理论计算的结果，确保了参数的可靠性和一致性。