(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211080234.2 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 中国科学院重庆绿 色智能技 术研究 院 地址 400714 重庆市北碚区方正大道 266号 (72)发明人 熊稳　魏兴战　史浩飞　 (74)专利代理 机构 北京元本知识产权代理事务 所(普通合伙) 11308 专利代理师 黎昌莉 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 预测半导体载流子 迁移率的方法 (57)摘要 本发明为一种预测半导体载流子迁移率的 方法， 通过对目标晶体建模并计算载流子迁移 率， 建模对目标晶体进行结构扭曲并计算修正 值， 利用该修正值对 载流子迁移率计算结果进行 修正。 本发明通过对晶体结构进行扭曲， 计算修 正值， 并基于修正值得到目标晶体载流子迁移 率， 解决了计算预测载流子的迁移率， 比实验上 测得的载流子迁移率偏高的问题， 达到了计算预 测的结果更加精确、 贴近实际情况的效果。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115292961 A 2022.11.04 CN 115292961 A 1.一种预测半导体载流子迁移率的方法， 通过对目标晶体建模并计算载流子迁移率， 其特征在于， 建模包括对目标晶体进行结构扭曲并计算修正值， 利用该修正值对载流子迁 移率计算结果进行修 正。 2.如权利要求1所述的预测半导体载流子 迁移率的方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 获取目标晶体结构数据文件； 根据所述目标晶体结构数据文件， 计算目标晶体的载流子 迁移率影响参数； 对目标晶体进行 结构扭曲， 计算 修正值； 根据载流子 迁移率影响参数、 修 正值， 得到目标晶体载流子 迁移率。 3.如权利要求2所述预测半导体载流子迁移率的方法， 其特征在于， 对目标晶体进行结 构扭曲， 计算 修正值， 包括： 构建目标晶体的原胞晶体文件， 并对原胞晶体文件进行结构扭曲， 得到扭曲原胞晶体 文件； 分别计算原胞晶体文件与扭曲原胞晶体文件的带隙， 分别得到原胞 带隙和超胞 带隙； 根据原胞 带隙和超胞 带隙， 计算有效质量 修正值。 4.如权利要求3所述预测半导体载流子迁移率的方法， 其特征在于， 构建目标晶体的原 胞晶体文件， 并对原胞晶体文件进行 结构扭曲， 得到扭曲原胞晶体文件， 包括： 构建目标晶体的原胞晶体文件； 对原胞晶体文件进行扩胞处 理； 对原子施加大于零小于等于 的随机位移以扭曲晶格， 得到扭曲原胞晶体文件。 5.如权利要求3所述预测半导体载流子迁移率的方法， 其特征在于， 根据原胞带隙和超 胞带隙， 计算有效质量 修正值， 包括： 根据原胞带隙和超胞带隙， 通过有效质量k.p微扰理论， 计算分别对应的原胞带边有效 质量与超胞 带边有效质量； 所述带边有效质量计算式如下 其中， 是带边态|n0>的有效质量， 0代表了带边所在位置的动量， m0是自由电子的质 量， En0‑El0是带隙， |l0> 是0处的其它本征态； 根据原胞 带边有效质量与超胞 带边有效质量， 得到有效质量 修正值。 6.如权利要求2 ‑5任一项所述预测半导体载流子迁移率的方法， 其特征在于， 对目标晶 体进行结构扭曲， 计算 修正值， 包括： 对目标晶体的原胞晶体进行 结构扭曲， 得到扭曲原胞晶体； 对扭曲原胞晶体结构弛豫、 自洽计算和态密度计算； 比对原胞晶体和扭曲原胞晶体， 计算 修正值； 其中， 利用VASP软件对扭曲原胞晶体进行结构弛豫， 弛豫采用PBE(Perdew ‑Burke‑ Ernzerhof)交换关联泛函， 能量和力的收敛标准分别为1 ×10‑6eV和 截断能 设置为600eV； 将弛豫后的CONTCAR作为静态计算和态密度计算的POSCAR； 并且使KPOINTS文权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115292961 A 2件中k点密度与原胞晶体的k 点密度相同。 7.如权利要求2所述预测半导体载流子迁移率的方法， 其特征在于， 根据 所述晶体结构 数据文件， 计算晶体的载流子 迁移率影响参数， 包括： 对所述晶体结构数据文件进行 结构优化； 计算晶体的有效质量、 弹性常数以及形变势。 8.如权利要求7所述预测半导体载流子迁移率的方法， 其特征在于， 根据载流子迁移率 影响参数、 修 正值， 得到目标晶体载流子 迁移率， 包括： 将有效质量、 弹性常数以及形变势， 带入下述公式， 乘以修正值得到目标晶体载流子迁 移率 μ； 其中e是电子电量， kB是波尔茨曼常数， T是温度， 是约化的普朗克常数； m*是扭曲修正 有效质量， D1是形变势， Cii是弹性常数。 9.如权利要求8所述预测半导体载流子迁移率的方法， 其特征在于， 晶体的有效质量通 过下式计算： 其中 是约化的普朗克常数， m*是电子或者空穴的有效质量， k是波矢， E(k)能带取值通 过对晶体结构数据文件进行计算得到， 采用PBE(Perdew ‑Burke‑Ernzerhof)交换关联泛函； 并设置能量和力的收敛 标准分别为1 ×10‑6eV和 截断能设置为6 00eV。 10.一种筛选半导体材料的方法， 其特征在于， 通过如权例要求1 ‑9任一项所述预测半 导体载流子 迁移率的方法进行 预测， 并根据半导体载流子 迁移率进行筛 选。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115292961 A 3