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利用扫描光电流显微镜研究AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管中的电子能带排列
摘要： 采用紫外和可见光源的扫描光电流显微镜（SPCM）研究了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管器件的能带排列。随着栅极偏压增大，导电沟道上的SPCM极性呈现出从p型响应到n型响应的转变行为。高于直流开启电压的平带电压表明，已形成用于电子传输的欧姆金属接触。我们测得导带与金属费米能级之间的能带偏移量，其平均值为2.1电子伏特。
关键词： SPCM、氮化镓、二维电子气、高电子迁移率晶体管
更新于2025-09-23 15:23:52
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AlInGaN/InGaN异质结构中电子迁移率的理论研究
摘要： 研究了AlInGaN/InGaN异质结构中电子迁移率对势垒层与沟道合金组分及温度的依赖关系，涵盖六种散射机制：声学形变势（DP）散射、压电极化?。≒E）散射、极性光学声子（PO）散射、位错杂质（DIS）散射、界面粗糙度（IRF）散射以及合金无序（ADO）散射。结果表明ADO散射是最重要的散射机制，且除铟含量极低（接近0）或极高（接近1）的InGaN沟道外，沟道合金无序性比势垒合金无序性影响更显著。总结了全势垒合金组分的AlInGaN/In0.04Ga0.96N异质结构中势垒应变、二维电子气（2DEG）密度、2DEG迁移率及电导率的变化规律，显示较高铝含量与较低铟摩尔分数有利于获得更高电导率。通过对比不同InGaN组分的Al0.83In0.13Ga0.04N/InGaN异质结构温度依赖输运特性发现，2DEG迁移率变化由ADO散射和PO散射主导，且随着InGaN沟道铟摩尔分数增加，迁移率对温度的依赖性减弱。
关键词： 散射机制、迁移率、温度、二维电子气
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于最大熵原理的改进型二维-三维电荷传输模型
摘要： 为研究金属氧化物场效应晶体管中数十纳米长沟道内的电子输运特性，为降低模拟计算的复杂度，可将电子划分为二维与三维两类群体。在硅/氧化物界面附近二者共存，而在器件其余区域由于量子效应可忽略，仅需考虑三维电子组分。核心难题在于描述二维与三维电子群体间因与非极性光学声子及界面模式相互作用产生的散射机制。本文基于Fischetti和Laux（《物理评论B》第48卷2244-2274页，1993年）提出的方法，在蒙特卡洛模拟框架下对这些碰撞过程进行严格处理，同时考虑了与声学声子、表面粗糙度及杂质的所有主要散射作用。
关键词： 半导体、二维电子气、量子限制、最大熵原理、流体动力学模型
更新于2025-09-23 15:22:29
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β-(Al?Ga???)?O?/Ga?O?调制掺杂场效应晶体管中低温饱和速度的评估
摘要： 我们报道了调制掺杂β-(AlxGa1?x)2O3/Ga2O3异质结构的高场输运特性与饱和速度。通过霍尔测量证实该调制掺杂结构中形成了二维电子气(2DEG)，其2DEG沟道迁移率从室温下的143 cm2/V·s提升至50 K时的1520 cm2/V·s。50 K下的高电子迁移率使得沟道内实现速度饱和成为可能?；诼龀宓缌?电压测量和小信号射频(RF)测量估算了饱和速度，测得的速度-电场曲线表明50 K时饱和速度超过1.1×10? cm/s。对采用Pt肖特基接触制备的调制掺杂场效应晶体管进行了小信号射频特性测试，当栅长LG=0.61 μm时，器件的电流增益截止频率(ft)和最大振荡频率(fmax)从室温下的4.0/11.8 GHz显著提升至50 K时的17.4/40.8 GHz?；谄骷Ｄ夥治龅牡臀耭t数据表明峰值速度为1.2×10? cm/s。三端关态击穿测量进一步显示平均击穿场强为3.22 MV/cm。β-Ga2O3材料的高饱和速度与高击穿场强使其成为功率器件与高频应用的理想候选材料。
关键词： 迁移率，β-氧化镓，调制掺杂场效应晶体管（MODFET），二维电子气（2DEG），饱和速度，高击穿场强
更新于2025-09-23 15:22:29
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热丝化学气相沉积金刚石在100毫米MOCVD生长AlGaN/GaN晶圆上的选择性区域沉积
摘要： 报道了一种通过热丝化学气相沉积（HFCVD）在AlGaN/GaN-on-Si（111）晶圆上选择性生长多晶金刚石的新技术，且不会劣化底层材料。通过在HFCVD生长前将纳米金刚石籽晶分散于光刻胶中并进行图案化光刻，实现了选择性金刚石籽晶布设。研究发现，在籽晶布设和金刚石沉积前沉积一层等离子体增强化学气相沉积（PECVD）SiNx薄层对?；lGaN/GaN晶圆至关重要。采用3.0%的甲烷浓度可提高金刚石生长速率并加快表面覆盖。由于?；げ愕拇嬖谝约凹淄榕ǘ忍岣叽吹母毂砻娓哺?，实现了优异的选择性并使AlGaN表面损伤最小化。通过对比金刚石沉积前后进行的原子力显微镜、X射线衍射和拉曼光谱测试结果，以及最终结构的扫描电镜图像，证实了损伤的减轻。
关键词： 二维电子气、倒易空间映射、氮化镓、氮化硅、选区沉积、化学气相沉积金刚石、光刻、氮化镓分解
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于KTaO?的具有5d轨道的二维电子气的异常电学与光学调控
摘要： 控制低维电子系统中的电子过程对基础研究和应用研究都至关重要。先前大多数研究聚焦于基于SrTiO3的二维电子气(2DEGs)，本文则报道了对费米能级介于~13 meV至~488 meV之间的非晶LaAlO3/KTaO3 2DEGs的全面研究。最重要的发现是当费米能级跨越313 meV时Rashba自旋轨道耦合(SOC)发生剧烈变化：SOC有效场先跃升后下降，形成约2.6 T的尖峰。超过313 meV后会出现额外种类的可移动电子，其霍尔迁移率增强50倍。我们建立了宽能域内自旋弛豫距离与能带填充程度的关系，表明最大自旋进动长度达~70.1 nm，最大Rashba自旋分裂能达~30 meV——这两个数值均远超既往报道值。密度泛函理论计算证实，这些异常现象与由5d电子构成的2DEGs独特能带结构密切相关。本研究进一步深化了对钙钛矿导电界面（特别是由5d过渡金属氧化物构成的界面）的理解。
关键词： 氧化物界面、自旋轨道耦合、二维电子气、光学门控、门控效应
更新于2025-09-23 15:22:29
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PbTe/CdTe异质结构中狄拉克二维电子气的电场调控
摘要： 被限制在量子阱中的二维电子气（2DEGs）能引发丰富的涌现现象，并作为高速电子器件的载体。铅碲/碲化镉异质结构中的2DEG被预测为狄拉克电子，近期实验已证实这一结论。本文通过离子液体门控技术，展示了对该具有极高迁移率和独特电子结构的2DEG电输运特性的调控。载流子调制的超高电容特性可实现带结构的精确调控。随着栅极电压变化，费米能级移至导带并穿过狄拉克点，导致量子振荡发生偏移。本研究结果可为定制化电子器件应用提供新思路。
关键词： 费米面、分子束外延、离子液体门控、量子振荡、二维电子气
更新于2025-09-23 15:22:29
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《[电气工程讲义] 微电子学、电磁学与电信卷521（第四届ICMEET 2018会议论文集）》|| p-GaN栅极长度对AlGaN/GaN常关型HEMT器件性能的影响
摘要： 在本研究中，我们采用二维Atlas TCAD模拟器，探究了p型掺杂浓度下GaN栅极长度变化对AlGaN/GaN常关型HEMT直流性能的影响。针对所提出的器件进行了全面仿真，分析了漏极电流、跨导系数、能带图和表面电势等不同性能参数随p型GaN栅极长度变化的情况。栅极长度在60至90纳米范围内变化，仿真结果表明：随着栅极长度减小，漏极电流增大且跨导提升。为保持常关工作模式同时提升特定性能参数，必须对栅极长度进行合理优化。
关键词： 二维电子气，AlGaN/GaN，p-GaN栅极，ATLAS
更新于2025-09-23 15:21:21
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Al2O3/SrTiO3界面处的高导电二维电子气
摘要： 我们采用脉冲激光沉积法在Al2O3/SrTiO3/LaAlO3异质结构中制备出二维电子气，其面电阻随Al2O3薄膜生长温度升高而降低。通过截面透射电镜确认了薄膜的结构表征。与在原始SrTiO3和TiO2终止面SrTiO3衬底上沉积Al2O3薄膜的异质结构相比，Al2O3/SrTiO3/LaAlO3异质结构具有更强的导电性。X射线光电子能谱显示界面SrTiO3侧形成了氧空位，这是由还原SrTiO3薄膜的氧化还原反应所致。此外，通过蓝光发射验证了SrTiO3侧存在氧空位。
关键词： Al2O3/SrTiO3/LaAlO3异质结构、脉冲激光沉积、氧空位、二维电子气、电导率
更新于2025-09-23 15:21:21
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具有CdTe/PbTe异质结中二维电子气的高速中红外光电探测器
摘要： CdTe/PbTe异质结（HJ）可产生具有高电子密度和迁移率的二维电子气（2DEG）?；诟?DEG开发出超高速、室温工作的中红外光电探测器。探测器的光响应源自HJ导带与价带能级排列所决定的PbTe本征响应特性。极短的上升/衰减光响应时间彰显了2DEG的显著优势。在λ=3.0μm波长、100mV偏压条件下，器件响应度达0.94A/W，比探测率高达2×101?琼斯。该探测器优异性能使其在中红外新型频率检测系统中具有重要应用前景。
关键词： 二维电子气（2DEG）、室温（RT）工作、超高速响应、探测率、中红外探测器
更新于2025-09-23 15:21:01