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oe1(光电查) - 科学论文

39 条数据
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  • 采用石墨烯的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管热分析

    摘要： 采用Silvaco软件和有限元法研究了含石墨烯的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)的热特性。实施了两种热管理方案：首先将石墨烯作为SiC衬底与GaN缓冲层之间的散热材料以降低器件热边界电阻；同时将石墨烯用作源极接触顶部的热扩散材料以减小器件热阻。热分析结果表明，在13.86 W/mm功率密度下工作的含石墨烯器件温升降低了46.5%。采用石墨烯的GaN HEMTs热阻为6.8 K/W，显著低于无石墨烯器件的18.5 K/W。这些热管理方案有助于将大规模石墨烯集成到实际器件中，实现AlGaN/GaN HEMT的有效散热。

    关键词： 氮化铝镓/氮化镓，热管理，高电子迁移率晶体管（HEMTs），石墨烯

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 采用等离子体辅助分子束外延（MBE）技术在硅衬底上制备的AlN/GaN和AlN/AlGaN/GaN薄膜的结构与光学特性

    摘要： 本研究采用等离子体辅助分子束外延（MBE）技术在硅衬底上成功制备了氮化铝/氮化镓（AlN/GaN）和氮化铝/氮化铝镓/氮化镓（AlN/AlGaN/GaN）层状异质结构。分别使用高纯度镓（7N）和铝（6N5）生长GaN、AlN及AlGaN材料。通过原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、光致发光光谱（PL）和拉曼光谱对制备的AlN/GaN与AlN/AlGaN/GaN异质结构的结构及光学特性进行了研究。AFM测量显示AlN/GaN和AlN/AlGaN/GaN异质结构的表面粗糙度均方根值分别为3.677纳米和10.333纳米。XRD数据表明样品具有典型的六方结构衍射图谱。拉曼光谱揭示两个样品中均存在全部四种拉曼活性振动模式。PL光谱数据显示未出现对应于AlN缺陷深能级的黄光发射，因此PL观测表明AlN/GaN和AlN/AlGaN/GaN薄膜具有良好的光学品质，在光电子学、光伏及射频应用等多个目标领域展现出应用前景。

    关键词： 硅、薄膜、分子束外延、氮化铝、氮化镓、氮化铝镓

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 硅基超薄势垒AlGaN/GaN异质结构上E/D模式GaN MIS-HEMTs的单片集成

    摘要： 在硅衬底上生长的超薄势垒（UTB）AlGaN/GaN异质结构上，制备了单片集成的增强/耗尽模式（E/D模式）氮化镓基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMTs）及其反相器。通过在UTB-AlGaN/GaN异质结构中采用渐变AlGaN背势垒，实现了E模式MIS-HEMTs高达+3.3 V的阈值电压（VTH）。所制备的MIS-HEMT反相器在8 V供电电压下具有7.76 V的高逻辑摆幅电压，且阈值电压迟滞及偏差小于0.2 V。UTB AlGaN/GaN-on-Si技术为基于MIS栅极的驱动器和功率晶体管的集成提供了良好平台。

    关键词： 单片集成、超薄势垒、氮化镓、增强/耗尽模式、金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管、反相器、氮化铝镓/氮化镓异质结构、硅衬底

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [2018年IEEE国际超声研讨会(IUS) - 日本神户 (2018.10.22-2018.10.25)] 2018年IEEE国际超声研讨会(IUS) - 基于氮化铝的16 MHz压电微机械超声换能器的高压激励与非线性传输

    摘要： 本文报道了一种基于25微米AlGaN的微压电换能器（MPT）在高电压激励与测定条件下的性能表现。该MPT阵列由23×28个元件组成，制备于绝缘体上硅（SOI）衬底上，其结构为24微米硅膜上覆盖1微米AlGaN薄膜。当所有阵列元件电气连接时，在空气中以24.7 MHz谐振频率测得MPT阻抗为11.5–7.22 kΩ，而在充水状态下以22.8 MHz谐振频率测得阻抗为3.21–7.24 kΩ。激光多普勒振动计（LDV）测量显示，其自由振动传输效率为1.6 nm/V，带宽为1.0%。谐振模式与材料参数及器件初始状态密切相关。此外，当输入平均功率超过24 mW时观察到非线性行为。该方案有望应用于CMOS兼容的高分辨率超声成像领域。

    关键词： 氮化铝镓、与CMOS兼容、超声波、高压、微型压电换能器

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 通过电流瞬态谱分析AlGaN/GaN肖特基二极管的陷阱效应

    摘要： 通过电流瞬态谱分析了具有不同AlGaN势垒层组分的两个AlGaN/GaN肖特基二极管中的陷阱效应。在25至150°C的六个不同温度下，以恒定偏压测量了电流瞬态。所获数据仅通过三个叠加指数拟合即实现了实验与拟合数据的良好吻合。研究发现，被测结构中主要陷阱的激活能在0.77-0.83 eV范围内。该近乎一致的激活能既出现在-6 V反向偏压下测量的电流瞬态中，也出现在+1 V正向偏压下的测量结果里。这表明主要陷阱可能主要源于与位错相关的缺陷，这些位错主要连接着AlGaN/GaN界面附近的GaN缓冲层。

    关键词： 活化能、指数函数、肖特基二极管、AlGaN/GaN（氮化铝镓/氮化镓）、（去）俘获

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 4H-SiC衬底小倾角对AlGaN/GaN异质结构外延生长及微观结构的影响

    摘要： 采用金属有机气相外延（MOVPE）技术在晶向"轴向"和2°偏轴的(0001)面4H-SiC衬底上生长了AlGaN/GaN异质结构。通过透射电子显微镜进行结构表征发现：轴向生长时位错密度较高，但在GaN层中逐渐降低并在下层形成位错环；偏轴情况下沿[11?00]方向排列的台阶会导致缺陷同步形成。轴向生长时几乎观察不到台阶存在，缺陷主要源自未完全融合的小尺寸AlN晶粒间晶界取向失配。AlN成核层中出现V形缺陷结构，偏轴情况下更为频繁（可能受台阶影响加剧）。这些V形结构在后续GaN沉积过程中被完全覆盖，在缺陷壁面呈现AlGaN区域表明层间发生了互扩散。轴向生长异质结构表面观察到V形缺陷，其中松弛GaN上的AlN间隔层与AlGaN（21%铝组分）厚度超过了临界松弛厚度；而偏轴情况未出现V形松弛（可能因AlGaN厚度较小<21%铝组分）。异质结构间生长的AlN间隔层具有均匀厚度和清晰界面。

    关键词： 透射电子显微镜（TEM）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、碳化硅衬底（SiC substrate）、异质结构（Heterostructure）、氮化铝镓/氮化镓（AlGaN/GaN）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 氮化镓晶体的进展及其应用

    摘要： 本期特刊探讨了氮化镓(GaN)基晶体在纳米电子学和光电子学两大领域的潜在应用。内容聚焦于GaN基薄膜与纳米结构的制备与表征，共收录六篇论文，展示了GaN相关技术在高效可持续电子及光电器件领域的最新进展——包括AlN层在高性能AlGaN/GaN异质结构中对先进高迁移率电子应用的作用，以及基于GaN的纳米棒高效发光二极管在光电子应用中的模拟研究。通过这些成果，读者可以了解先进GaN基纳米结构晶体在纳米电子和光电器件制造方面的前沿知识与实践经验。

    关键词： MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）、AlN（氮化铝）、InN（氮化铟）、InGaN（氮化铟镓）、AlGaN（氮化铝镓）、LED（发光二极管）、GaN（氮化镓）

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 石墨烯辅助分子束外延生长氮化铝用于氮化铝镓深紫外发光二极管

    摘要： 我们报道了采用等离子体辅助分子束外延技术在石墨烯上直接实现高质量单晶氮化铝的范德华外延生长，以及氮化铝镓隧道结深紫外发光二极管的制备。研究发现衬底/模板对石墨烯下方初始氮化铝成核过程起关键调控作用。原位反射高能电子衍射与详细的扫描透射电子显微镜研究表明，氮化铝外延层与下方模板存在外延匹配关系。进一步研究证实，氮化铝在石墨烯上生长时与下方模板形成大规模平行外延关系，这源于氮化铝表面强静电势驱动。通过展示工作波长260纳米、未封装器件最大外量子效率达4%的氮化铝镓深紫外发光二极管，进一步验证了范德华外延生长高质量氮化铝的可行性。本研究为超宽带隙半导体的范德华外延提供了可行路径，为此前难以实现的高性能深紫外光子与光电器件开辟了新途径。

    关键词： 氮化铝镓（AlGaN）、氮化铝（AlN）、分子束外延（MBE）、深紫外（DUV）、发光二极管（LEDs）、范德华外延（VdWE）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过使用部分渐变量子势垒提高AlGaN基深紫外LED的效率和光功率

    摘要： 本文展示了一种新型AlGaN基深紫外发光二极管（D-UV LED）结构，并从理论上研究了其改进的电学输出特性。该新结构采用部分渐变量子垒（PQBs）替代传统LED中的阶梯式量子垒（SQBs）。仿真结果表明，在新D-UV LED结构中使用PQBs能显著提升内量子效率（IQE）、光输出功率（LOP）或发光功率，并增强深紫外波段的光谱功率密度。这种改进源于有源区中更高的载流子势垒，有助于改善量子阱中的载流子限制并促进辐射复合的显著增加。

    关键词： 氮化铝镓、效率、光功率、氮化镓、发光二极管

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [电气工程讲义] 工程振动、通信与信息处理 第478卷（ICoEVCI 2018，印度）|| 面向紫外应用的AlGaN量子阱异质结构优化

    摘要： 本文报道了由50纳米厚AlGaN量子阱（QW）夹在两层AlN材料之间构成的AlN/AlGaN/AlN纳米尺度异质结构中存在紫外（UV）光学增益。该设计的异质结构为一型结构，假设生长在GaN衬底上。利用k·p方法对该异质结构的光学增益进行了优化。模拟结果表明，AlGaN量子阱异质结构中的峰值光学增益位于约2400埃（紫外区域），其数量级约为760 cm?1，这证明了AlN/AlGaN/AlN异质结构作为紫外辐射源的潜力。

    关键词： I型异质结构，氮化铝，光学增益，氮化铝镓

    更新于2025-09-23 15:21:01