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根据半导体材料的应用、研究历程以及物理特性等方面大致可将半导体材料划分为三代。硅和锗是第一代半导体材料的典型代表，在上世纪50年代期间，锗主导着半导体市场，在低功率和中功率器件以及光电探测器中应用很广。第二代半导体材料主要是指由III-V元素构成的化合物半导体材料。上世纪90年代初，以氮化镓（GaN）为代表的III族氮化物的材料和器件技术取得了重大突破，导致了蓝光LED器件的诞生，从此半导体材料发展到了第三代。典型的第三代半导体材料还包括碳化硅（SiC）、氧化锌（ZnO）、氮化铝（AlN）等。自从威耳克（Welker）在1952年研究了III-V族化合物半导体的性质以来，由于它们独特的结构与电子性质，使得它们在很多领域都有着巨大的应用前景。目前，III-V族化合物半导体在红外探测器件、光电器件、微波器件以及霍尔器件等领域的广泛应用，使得它们在国防以及航天航空等领域发挥着越来越重要的作用。
Ⅲ-Ⅴ族半导体材料根据其由ⅢA族和ⅤA族的元素组成的化合物。即Al，Ga，In，和N，P，As，Sb组成的多种化合物。由于Ⅲ-Ⅴ族半导体材料具有很高的电子迁移率，高的光电转换效率以及较强的抗辐射能力，使得Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米材料在实际生产以及应用研究的很热。
关于III-V族半导体性质方面，SousaDias等人（2012）通过改变纳米线的直径对磷化铟纳米线的载流子迁移率实现了调控。然而，纳米线较大的表面比使得其表面态增多，使得载流子容易被表面态俘获，使其发光效率降低。因此，构造核壳结构是一种控制III-V族半导体纳米线光学性质的重要手段。随着计算机的不断发展，人们发展了多种理论方法通过计算机模拟的方式来对III-V族半导体纳米线的生长和物理性质的机理进行研究，能够克服了材料制备和测试技术的限制，将微观组织变化与工艺条件定量地联系起来，实现有效的预测。例如，蒙特卡洛方法可以对晶体的生长、沉积以及形貌演化进行模拟；分子动力学不仅可以对材料进行生长过程的模拟，还可以进行一系列如温度、能量、压力、热力学性质等静态性能的分析。
随着半导体制备尺寸的缩小，制备出高性能、高电子迁移率、高集成度的器件是目前研究的主要方向。而在小尺寸上提高晶体管的性能，只能选择高性能的材料，III-V族半导体材料是制备这一器件的最佳选择，III-V族半导体有着较高的电子迁移率以及载流子浓度，使得小器件高性能成为可能。半导体材料中电子和空穴（以下统称为载流子）的有效质量是半导体材料的重要参数，与电子器件的性能存在很大的关系。本文针对本征三五半导体的力学性质，进行本征三五半导体载流子有效质量模拟计算，对本征三五半导体的广泛应用具有重要的价值。
 
二、课题发展现状和前景展望
近年来，随着计算机性能的不断提升，基于量子力学的第一性原理方法发展了起来，可以基于电子态从原子间相互作用、化学键、频率等深层次机理对体系的能量、布居分析、热力学性质、光学性质给出物理上的解释，可以用来从机理上分析III-V族半导体纳米线的稳定性、电子结构、力学性质以及纳米线中的表面修饰和掺杂改性。同时，III-V族半导体材料本身有着优越的电学性能，比如InAs体材料的理论电子迁移率能高达3.3×104cm2/（V·s），然而目前文献中报道的InAs纳米材料所能达到的电子迁移率仅仅不到1×104cm2/（ V·s），这使得材料本身的高性能并不能完美的体现。合成接近于体材料的高结晶、无缺陷的纳米材料也是目前研究纳米材料的重点。
 
三、课题主要内容和要求
本文主要是研究本征三五半导体载流子有效质量模拟计算，具体研究内容如下：
一是对三五半导体那你材料及其应用进行研究，为本征三五半导体载流子有效质量模拟计算提供理论依据。
二是对ＣＡＳＴＥＰ能带结构计算进行阐述，给出基于ＣＡＳＴＥＰ能带结构计算的本征三五半导体载流子有效质量计算方法；
第三是通过实验模拟分析来验证基于ＣＡＳＴＥＰ的本征三五半导体载流子有效质