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利用外延应变调控室温下SrSnO?相结构与电子迁移率
摘要： 高速电子器件需要在室温下具有极高载流子迁移率的外延薄膜。碱土金属锡酸盐因其在室温下展现出高迁移率，对常温工作的氧化物电子学具有重要前景。然而尽管近年来取得显著进展，由于难以生长完全共格的薄膜，锡酸盐薄膜的迁移率一直受位错限制。本研究采用基于自由基的分子束外延技术，成功生长出具有应变工程特性的共格外延SrSnO3（SSO）薄膜。压缩应变使SSO的高对称四方相在室温（RT）下稳定存在——该相在块体材料中仅存在于1062K至1295K温度区间。与低温正交多晶型相比，掺杂薄膜的迁移率提升超过300%。通过综合运用变温同步辐射X射线测量、电子输运测试与第一性原理计算，我们系统研究了SSO薄膜晶体结构与电子结构随应变的变化规律。研究表明，经过应变工程的锡酸盐薄膜将实现兼具高迁移率与光学透明特性的室温氧化物电子器件。
关键词： 相变、混合分子束外延、半阶衍射、应变工程、密度泛函理论、高迁移率、八面体旋转
更新于2025-09-09 09:28:46
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具有低退火温度下高迁移率的双有源层InZnO:N/InZnSnO薄膜晶体管
摘要： 本文成功制备了具有InZnO:N/InZnSnO（IZO:N/IZTO）双有源层的底栅顶接触薄膜晶体管（TFT）。通过射频磁控溅射法在室温下将IZO:N/IZTO薄膜沉积于SiO2/p-Si衬底上。在可见光范围内，IZO:N薄膜与IZTO薄膜的透光率均超过80%。X射线衍射（XRD）分析表明，在325°C退火温度下，IZO:N薄膜与IZTO薄膜均呈非晶态。该双有源层IZO:N/IZTO TFT展现出优异的电学性能：饱和迁移率达41.5 cm2 V?1 s?1，开关电流比达2.88×10?，阈值电压为1.0 V，实现了在325°C低退火温度下的高迁移率特性。
关键词： 低退火温度，射频磁控溅射，高迁移率，氮掺杂铟锌氧/铟锌锡氧，薄膜晶体管
更新于2025-09-09 09:28:46
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可调谐直接半导体带隙与高载流子迁移率的Mo?Br?S?单层材料
摘要： 具有直接半导体能隙和高迁移率的二维材料在未来电子与光学应用中具有重要价值。本研究提出Mo6Br6S3单层是一种稳定的新型二维材料，可从相应层状块体中剥离获得。第一性原理计算表明：该单层材料具有超过1电子伏特的直接半导体能隙（介于PBE与HSE计算值之间），并展现出极高电子迁移率（6880 cm2V?1s?1），这些特性可通过施加单轴应力进行面内应变调控。此外，Mo6Br6S3/石墨烯异质结构形成p型肖特基势垒，由于Mo6Br6S3单层功函数与石墨烯接近，其能带弯曲幅度（0.03电子伏特）较其他类似结极低。凭借这些优异特性，Mo6Br6S3单层在纳米电子学和光学应用领域极具发展前景。
关键词： Mo6Br6S3单层、p型肖特基势垒、光学应用、二维材料、电子迁移率、高迁移率、第一性原理、直接半导体带隙、纳米电子学
更新于2025-09-04 15:30:14
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超宽带隙、高导电性、高迁移率且高质量的熔体生长块状ZnGa?O?单晶
摘要： 真正的大尺寸ZnGa2O4单晶直接从熔体中获得。其1900±20℃的高熔点以及含锌镓组分的高度非共晶蒸发特性对生长条件构成限制。所得晶体具有化学计量比或近化学计量比组成，在室温下呈现正常尖晶石结构，(100)取向样品400峰的摇摆曲线半高宽仅为23角秒。该ZnGa2O4为单晶尖晶石相，其Ga/Zn原子比最高可达约2.17。熔体生长的ZnGa2O4单晶在氧化和还原气氛中分别经10小时退火后，热稳定性可达1100℃和700℃。根据生长条件和原料配比，所得单晶既可能是电绝缘体，也可能是n型/简并半导体。原位生长的半导体晶体电阻率为0.002–0.1 Ω·cm，自由电子浓度为3×101?–9×101? cm?3，最大霍尔迁移率达107 cm2·V?1·s?1。这些半导体晶体在≥700℃氧气氛围中退火数小时后可转变为电绝缘态。其光学吸收边陡峭且起始于275 nm波长，随后在可见光及近红外波段完全透明。由吸收系数推算的光学带隙为直接带隙，约4.6 eV，与β-Ga?O?接近。此外，该材料晶格常数a=8.3336 ?，可作为磁性铁基尖晶石薄膜的优质晶格匹配衬底。
关键词： 高迁移率、熔体生长、高质量、超宽带隙、导电性、单晶、ZnGa2O4
更新于2025-09-04 15:30:14