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低温GaN插入层对AlGaN/GaN二维电子气特性的改善

张东国 , 李忠辉 , 彭大青 , 董逊 , 李亮 , 倪金玉

人工晶体学报

利用低压MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长了AlGaN/GaN二维电子气(2DEG)材料,在GaN生长中插入一层低温GaN,并研究了低温GaN插入层对二维电子气输运特性的影响.使用原子力显微镜(AFM)和非接触霍尔测试仪测量了材料的表面形貌和电学特性,发现低温GaN插入层可以改善材料表面平整度并使AlGaN/GaN 2DEG的电子迁移率有明显提高,GaN插入层温度为860℃的样品在室温下2DEG的电子迁移率达到2110 cm2/V·s.

关键词: MOCVD , 缓冲层 , AlGaN/GaN , 二维电子气

NH3-MBE生长极化场二维电子气材料

孙殿照 , 刘宏新 , 王军喜 , 王晓亮 , 刘成海 , 曾一平 , 李晋闽 , 林兰英

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2000.04.013

介绍了用NH3-MBE技术在蓝宝石C面上外延的高质量的GaN单层膜以及GaN/AlN/GaN极化感应二维电子气材料.外延膜都是N面材料.形成的二维电子气是"倒置二维电子气".GaN 单层膜的室温电子迁移率为300cm2/Vs.二维电子气材料的迁移率为680cm2/Vs(RT)和1700cm2/Vs(77K),相应的二维电子气的面密度为3.2×1013cm-2 (RT)和2.6x1013cm-2 (77K ).

关键词: 氮化镓 , GaN , 分子束外延 , 二维电子气 , 极化

AlN钝化层对AlGaN/GaN异质结及其高温特性的影响

陈国强 , 陈敦军 , 刘斌 , 谢自力 , 韩平 , 张荣 , 郑有炓

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.06.016

主要研究了A1N钝化介质层对AlGaN/GaN异质结势垒层应力的修改以及应力的变化对二维电子气高温输运性质的影响.研究结果表明:AlN介质层会对AlGaN势垒层产生附加的平面压应变;AlN和传统的si3N4钝化介质都能减轻AlGaN势垒层在高温下的应变弛豫,但AlN介质层效果更明显.和传统的Si,N4钝化介质相比较,AlN钝化层不仅会显著增加AlGaN/GaN异质结二维电子气密度度,还会明显提高二维电子气迁移率,同时,AlN钝化后二维电子气密度的温度稳定性也更好.因此,对AlGaN/GaN异质结器件来说,AIN是一种有潜力的钝化介质.

关键词: AlGaN/GaN异质结 , 钝化介质 , 表面态 , 二维电子气

AlxGa1-xN/GaN调制掺杂异质结能带分裂特性

郑泽伟 , 沈波 , 陈敦军 , 郑有炓 , 郭少令 , 褚君浩

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.03.011

通过低温强磁场下的磁输运实验,研究了AlxGa1-xN/GaN调制掺杂异质结构二维电子气(2DEG)的能带分裂性质.1.4 K温度下测量的磁阻曲线当磁场强度大于5.4 T时观察到的明显对应于第一子带的自旋分裂现象.用Dingle作图法得到本样品τq的大小为0.17 ps.结果表明,本实验所用的调制掺杂Al0.22Ga0.78N/GaN异质结构具有较大的有效g因子g*.用高2DEG浓度导致的交换相互作用加强解释了g*增强效应.在磁阻测量中改变磁场方向,自旋分裂现象表现出各向异性.用异质结构界面处强的极化电场解释了自旋分裂的各向异性.

关键词: 调制掺杂 , AlxGa1-xN/GaN , 异质结构 , 二维电子气 , 迁移率 , 有效g因子

调制掺杂ZnMgO/ZnO异质结构中的二维电子气

周远明 , 钟才 , 梅菲 , 刘凌云 , 徐进霞 , 王远 , 张冉

材料导报

基于调制掺杂的ZnMgO/ZnO异质结构模型,通过自洽求解一维泊松-薛定谔方程,研究了掺杂浓度、空间层厚度对ZnMgO/ZnO异质界面处二维电子气(2DEG)的分布、面密度等性质的影响.结果表明:ZnO沟道中的二维电子气主要来源于极化效应诱生的电子和掺杂层转移的电子,通过改变掺杂浓度和空间层厚度可以有效地调控异质结中的二维电子气.采取的研究方法和所得结果可以为ZnO基异质结构及相关器件的构筑提供基础.

关键词: ZnMgO/ZnO异质结 , 二维电子气 , 调制掺杂

ZnMgO/ZnO 异质结构中极化对二维电子气的影响?

周远明 , 田锋 , 钟才 , 梅菲 , 刘凌云 , 徐进霞 , 王远 , 张冉

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.12.030

基于 ZnMgO/ZnO 异质结构模型,从压电极化对应变弛豫度的依赖关系出发,通过自洽求解一维泊松-薛定谔方程,研究了 ZnMgO 势垒层的厚度、Mg 组分和应变弛豫度对 ZnMgO/ZnO 异质界面处二维电子气(2DEG)的分布、面密度等性质的影响,并结合极化和能带偏移对计算结果进行了分析讨论。结果表明通过改变 Mg 组分和应变弛豫度可以调节异质界面两边的极化强度不连续性,进而有效地调控异质结中的二维电子气。

关键词: ZnMgO/ZnO异质结 , 二维电子气 , 极化

AlxGa1-xN/GaN异质结构中二维电子气的磁致子带间散射效应

唐宁 , 沈波 , 陈敦军 , 桂永胜 , 仇志军 , 郑有炓

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2004.03.008

通过在低温和强磁场下的磁输运测量研究了非故意掺杂Al0.22Ga0.78N/GaN异质结二维电子气(2DEG)的磁电阻振荡现象.观察到了磁致子带间散射(MIS)效应.在极低温下观察到了表征两个子带被2DEG占据的双周期舒勃尼科夫-德哈斯(SdH)振荡.实验观察到MIS效应引起的磁电阻振荡的幅度随温度上升略有减小,振荡的频率为两个子带SdH振荡频率之差.随着温度的升高,MIS振荡成为主要的振荡.由于SdH振荡和MIS振荡对温度的依赖关系不同,实验观察到SdH和MIS振荡之间的调制在温度10和17 K之间最为强烈,其它温度下的调制很弱.

关键词: AlxGa1-xN/GaN异质结构 , 二维电子气 , 磁致子带间散射

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