收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

AlGaN/GaN异质结二维电子气输运性质

姚微  
【摘要】:近年来,Ⅲ-V族氮化物宽禁带材料由于其在光电器件方面的应用而受到 了国际学术界的广泛重视,已成为材料学科和微结构器件领域的研究热点之一。 其中 GaN是这个家族中最令人感兴趣的材料。它在室温下具有 3 39eV的宽直接 带隙,这一适宜的禁带宽度和直接型能带结构,使得它十分适合于发展可见光 区短波段光电器件,例如蓝光发光二极管和光电探测器等。又由于CaN具有高 的击穿电压(~200V)和高的饱和漂移速度(~27 ×10~7cm/s),使其可用 于制备高功率器件和高频器件,如 Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构 HBT、HEMT等。 另外,Al_xGa_(1-x)N、In_xGa_(1-x)N在Al、In的各种不同组分下均具有直接带隙,其 禁带宽度由纯InN的 19eV,纯 GaN的 3 4eV 到纯 AIN的 62eV连续可调,而 这个能量范围覆盖了大部分的可见光区并深入至紫外光区,因此 GaN 及 Al_xGa_(1-x)N、In_xGa_(1-x)N等适合于制戒可见光和紫外光区的发光二极管、激光器、光电探测器 等器件。 实验上,人们已经在GaN的材料制备和器件应用领域取得很大进展。例如, Nakamura等人于1991年报导已成功地在蓝宝石衬底上制出GaN基pn结蓝光发 光二极管,M A Khan等人于 1993年报导制成了 GaN材料的 MSFET;另外, GaN基材料激光器、AIGaN/GaN异质结构HEMT、GaN基量子阱和超晶格等 亦见诸报导。然而,与实验进展相比较,针对这种材料及其器件进行的理论工 作尚比较缺乏,人们对这种新材料的了解程度远达不到对Si、GaAs等材料的 了解程度,尚有许多工作需要开展。GaN基异质结中载流子非线性输运性质正 是需要进一步进行研究的领域。 目前已进行的一些理论工作有Hsu等人通过自洽的解联立的 Schrodnger 方程和Posslon方程得出AIGaN/GaN异质结界面附近H维电子气(ZDEG)近 似的解析形式的波函数,并在此基础上对 ZDEG的电子迁移率进行了理论计算, Krlshnan等人对体AIGaN以及AIGaN/GaN异质结界面二维电子气的输运性质用 Monte Carlo(MC ) 方法进fi T计算,Albrlcht等N用 MC方法对体材料 GaN 输运进行了研冗,Shur等人亦用MC方法对体GaN材料电子迁移卓进行了计 算。从以上列举的工作我们可以看到,己有的理论工作大都来用MC方法,返 种纯数值的计算需要巨大的计算机资源,并且难子对买际系统进行研究,不宜 于分析买验和进行器件摸拟。 在八十年代中期,雷啸霖研冗员和美籍学者丁奏生教授合作提出了研究热载 流子输运的雷-丁平衡万程理论。lh理论将载流子运动分离为质。。的力学运动 和相对电子的统计运动两部分,通过电子质。口运动速度和相对电子邵分的电子 温度两个参量来描述买际系统的从态。平衡万程理论力研究载流子输运提供了 一个简洁而买用的理论摸型,它已被广。乏a用于研究三维半导体以及异质结、 量子附、超晶格等多种低维系统的定态、瞬态和高频的强电场输运和磁输运, 用于研究噪声、扩散一一电势、电声子及磁声子共振等各种输运问题,并用于 非振荡和振荡性亚徽术半导体器件摸拟。 本论文运用平衡万程理论对AIGaNGaN异质结中ZDEG fk性和非线性输运 特性进行研究,结果指出在仇化的 AIGaN/GaN异质结构中,载流子线性迁移率 可达到 106CffiWS。我们还对AIGSNWb异质结中载流子残性迁移革随晶格温 度的受化进行了讨论。在THZ高频无玩电场作用下,电子质,r运动速度和电子 温度也为随时间受化的周期函数,且周期与又变电场周期相同。从对电子质,。 运动这度和电子温度在一个振动周期内的数值分析的结果我们可以看到,在 GaAs系统中存在的电子速度和温度的“过冲。现象同枉存在子GaN系统中;且 具有类似的性质。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张金风;郝跃;张进城;倪金玉;;变Al组分AlGaN/GaN结构中的二维电子气迁移率[J];中国科学(E辑:信息科学);2008年06期
2 江丕桓,李月霞,杨富华,王杏华;分子束外延选择性掺杂的GaAs/N-Al_xGa_(1-X)As异质结中的二维电子气[J];半导体学报;1986年02期
3 张允强,彭正夫,高翔,孙娟,黄文裕;Al_xGa_(1-x)As/GaAs调制掺杂结构的生长研究[J];固体电子学研究与进展;1992年02期
4 薛舫时;Ⅲ族氮化物及其二维电子气输运特性的研究进展[J];固体电子学研究与进展;2004年03期
5 汤寅生,江德生;异质结NIPI结构的光调制反射光谱[J];半导体学报;1988年02期
6 杨斌,王占国,陈涌海,梁基本,廖奇为,林兰英,朱战萍,徐波,李伟;高电子迁移率GaAs/Al_xGa_(1-x)As二维电子气(2DEG)异质结结构参数优化研究[J];半导体学报;1995年09期
7 李东临;曾一平;;InP基HEMT器件中二维电子气浓度及分布与沟道层厚度关系的理论分析[J];物理学报;2006年07期
8 张允强;彭正夫;高翔;孙娟;;分子束外延δ掺杂研究[J];微纳电子技术;1991年06期
9 陈宗圭,梁基本,孙殿照,黄运衡,孔梅影;分子束外延选择性掺杂的GaAs/N-GaAlAs异质结[J];半导体学报;1984年06期
10 张明,刘立峰,盛文伟,刘良俊,朱恩均;非晶硅/单晶硅n~+p异质结的制备及其电学特性的研究[J];固体电子学研究与进展;1987年03期
11 郑泽伟,沈波,刘杰,周慧梅,钱悦,张荣,施毅,郑有火斗,蒋春萍,郭少令,郑国珍,褚君浩,Someya T,Arakawa Y;Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结二维电子气磁输运性质研究(英文)[J];发光学报;2001年S1期
12 梁法国;分子束外延研究进展[J];半导体情报;1997年03期
13 祃龙,王燕,余志平,田立林;AlGaN/GaN材料HEMT器件优化分析与I-V特性[J];半导体学报;2004年10期
14 郑有炓,黄善祥,Y.H.Chang,J.P.Cheng,B.D.McCombe;Ga_(0.47)In_(0.53)As-InP异质结界面二维电子气[J];半导体学报;1987年05期
15 姚微,曹俊诚,雷啸霖;AlGaN/GaN异质结2DEG载流子输运[J];功能材料与器件学报;1999年03期
16 陶春旻;陶亚奇;陈诚;孔月婵;陈敦军;沈波;焦刚;陈堂胜;张荣;郑有炓;;AlGaN/GaN异质结构中二维电子气的高温输运性质[J];半导体学报;2006年07期
17 吴旭;陈效建;李拂晓;;GaAs基改性高电子迁移率晶体管(MHEMT)的计算机模拟与优化[J];固体电子学研究与进展;2005年04期
18 杨建兴;闫仕农;温廷敦;;N-mosfet跨导调制的器件设计[J];科技传播;2011年02期
19 徐毓龙,周晓华,蔡式东,徐玉成;高电子迁移率晶体管及其应用[J];物理;1994年12期
20 朱修殿;吕长志;鲁小妹;张小玲;张浩;徐立国;;AlGaN/GaN HEMT高温特性的研究进展[J];半导体技术;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 唐宁;沈波;韩奎;贺小伟;杨志坚;秦志新;张国义;林铁;周文政;郭少令;褚君浩;;光照对AlxGal-xN/GaN异质结构中二维电子气输运性质的影响[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
2 梅菲;彭挺;刘昌;;分子束外延生长AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管[A];中国真空学会2006年学术会议论文摘要集[C];2006年
3 姬扬;阮学忠;罗海辉;孙宝权;徐仲英;V.Umansky;;二维电子气系统中电子自旋动力学的实验研究[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
4 王锦辉;钟伟;都有为;;双钙钛矿氧化物Sr_2CrWO_6的输运性质及铁磁共振研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
5 沈波;唐宁;;GaN基异质结构中二维电子气的输运和自旋性质[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
6 薛玉明;孙云;何青;李凤岩;朴英美;刘维一;周志强;李长健;;CIGS薄膜太阳电池异质结的结构初析[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
7 薛玉明;孙云;朴英美;李长健;;OVC薄膜材料及其对CIGS薄膜太阳电池异质结的改进[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
8 赵丽;甘礼华;徐宁;刘明贤;朱大章;徐子颉;郝志显;陈龙武;;TiO_2纳米粒子/导电聚合物异质结薄膜的水相法制备研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
9 张乾本;;HEMT及HEMT器件[A];1991年全国微波会议论文集(卷Ⅱ)[C];1991年
10 林熙;李旦振;付贤智;王绪绪;刘平;;半导体金属氧化物薄膜亲水性能研究[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨沛锋;Si/SiGe异质结器件研究[D];电子科技大学;2002年
2 盛志高;钙钛矿结构锰氧化物薄膜和异质结输运性质及其光诱导效应研究[D];中国科学院研究生院(固体物理研究所);2007年
3 谢中;PZT/YBCO异质结的激光蒸发制备与纳米尺度的物理性能研究[D];湖南大学;2001年
4 卢建夺;电子在纳米结构中自旋依赖的输运性质的研究[D];华中科技大学;2012年
5 叶红兵;新型半导体材料和红外器件的输运性质研究[D];上海交通大学;2008年
6 徐安怀;InP基及含磷异质结双极晶体管材料结构设计与气态源分子束外延生长研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
7 李子亨;有机/无机异质结光生电荷迁移行为研究[D];吉林大学;2005年
8 崔勇国;采用MOCVD方法在Si和GaAs衬底上生长ZnO薄膜及其特性研究[D];吉林大学;2006年
9 安兴涛;几种介观系统中自旋相关输运性质的研究[D];河北师范大学;2009年
10 于洪涛;功能性纳米异质结的制备、光电转换能力及其降解水中有机污染物和灭菌的性能[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚微;AlGaN/GaN异质结二维电子气输运性质[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
2 盛钢;二维电子气深度对一维电子通道中声电电流的影响[D];四川大学;2004年
3 平云霞;反平行磁电垒结构中二维电子气体输运性质[D];华中科技大学;2006年
4 刘聪;Ni系Heusler合金的磁性及输运性质的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 龙宇;电子—声子相互作用对量子环输运性质的影响[D];河北师范大学;2010年
6 刘海江;热电应力下Si/SiGe/Si异质结双极晶体管(HBTs)可靠性实验研究[D];北京工业大学;2004年
7 吕政;SiCGe/SiC异质结光电二极管的数值模拟与特性分析[D];西安理工大学;2005年
8 靳瑞英;光控SiC器件的计算机模拟[D];西安理工大学;2004年
9 谷峰;低温二维电子气输运研究[D];广西师范大学;2012年
10 刘芳;GaN基HEMT器件的基础研究[D];天津大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 唐伟;Ⅱ型激光分子束外延设备整体性能国际先进[N];科技日报;2006年
2 罗静;南大都有为院士获何梁何利奖[N];中国化工报;2007年
3 余霄;我市4项目科技部计划立项[N];天水日报;2006年
4 金利;探索光电材料推广应用[N];科技日报;2007年
5 ;清华博士生上台“讲学”[N];科技日报;2002年
6 宋智 晓亮;苏大300名海归成主力[N];苏州日报;2006年
7 青山;砷化镓集成电路应用前景展望[N];中国电子报;2001年
8 早报记者 俞立严;沪女科学家成美国院士[N];东方早报;2007年
9 完颜华;甘肃大力实施“重点新产品”计划[N];中国质量报;2006年
10 张梦然;美科学家发现控制不同自旋方向电子的方法[N];科技日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978