搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

晶格匹配InAlN/GaN和InAlN/AlN/GaN材料二维电子气输运特性研究

王平亚 张金风 薛军帅 周勇波 张进成 郝跃

晶格匹配InAlN/GaN和InAlN/AlN/GaN材料二维电子气输运特性研究

王平亚, 张金风, 薛军帅, 周勇波, 张进成, 郝跃
PDF
导出引用
导出核心图
  • 文章研究了InAlN/GaN和引入AlN界面插入层形成的InAlN/AlN/GaN材料的输运性质. 样品均在蓝宝石上以脉冲金属有机物化学气相淀积法生长,霍尔迁移率变温特性具有典型的二维电子气(2DEG)特征. 综合各种散射机理包括声学形变势散射、压电散射、极性光学声子散射、位错散射、合金无序散射和界面粗糙度散射,理论分析了温度对迁移率的影响,发现室温下两种材料中2DEG支配性的散射机理都是极性光学波散射和界面粗糙度散射;AlN插入层对InAlN/GaN材料迁移率的改善作用一方面是免除2DEG的合金无序散射,另外还显著改善异质界面,抑制了界面粗糙度散射. 考虑到2DEG密度也是影响其迁移率的重要因素,结合实验数据给出了晶格匹配InAlN/GaN和InAlN/AlN/GaN材料的2DEG迁移率随电子密度变化的理论上限.
    • 基金项目: 国家科技重大专项(批准号: 2008ZX01002-002)、国家自然科学基金(批准号: 60890191)、国家自然科学基金重点项目(批准号: 60736033)和高等学校博士学科点新教师基金项目(批准号: 200807011012)资助的课题.
    [1]

    Jeganathan K, Shimizu M, Okumura H, Yano Y, Akutsu N 2007 J. Cryst. Growth 304 342

    [2]

    Katz O, Mistele D, Meyler B, Bahir G, Salzman J 2004 Electron. Lett. 40 1304

    [3]
    [4]

    Kuzmik J, Pozzovivo G, Ostermaier C, Strasser G, Pogany D, Gornik E, Carlin J F, Gonschorek M, Feltin E, Grandjean N 2009 J. Appl. Phys. 106 124503

    [5]
    [6]
    [7]

    Li R F, Yang R X, Wu Y B, Zhang Z G, Xu N Y, Ma Y Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 2450 (in Chinese)[李若凡、杨瑞霞、武一宾、张志国、许娜颖、马永强 2008 物理学报 57 2450]

    [8]
    [9]

    Gonschorek M, Carlin J F, Feltin E, Py M A, Grandjean N 2006 Appl. Phys. Lett. 89 062106

    [10]

    Kuzmik J, Carlin J F, Gonschorek M, Kostopoulos A, Konstantinidis G, Pozzovivo G, Golka S, Georgakilas A, Grandjean N, Strasser G, Pogany D 2007 Phys. Stat. Sol. (a) 204 2019

    [11]
    [12]

    Xie J Q, Ni X F, Wu M, Leach J H, zgr V, Morko H 2007 Appl. Phys. Lett. 91 132116

    [13]
    [14]

    Miyoshi M, Kuraoka Y, Tanaka M, Egawa T 2008 Appl. Phys. Express 1 081102

    [15]
    [16]
    [17]

    Tlek R, Ilgaz A, Gkden S, Teke A, ztrk M K, Kasap M, zelik S, Arslan E, zbay E 2009 J. Appl. Phys. 105 013707

    [18]

    Ni J Y, Hao Y, Zhang J C, Duan H T, Zhang J F 2009 Acta Phys. Sin. 58 4925 (in Chinese)[倪金玉、郝 跃、张进成、段焕涛、张金风 2009 物理学报 58 4925]

    [19]
    [20]
    [21]

    Hiroki M, Yokoyama H, Watanabe N, Kobayashi T 2006 Superlatt. Microstruc. 40 214

    [22]

    Xue J S, Hao Y, Zhou X W, Zhang J C, Yang C K, Ou X X, Shi L Y, Wang H, Yang L A, Zhang J F 2011 J. Cryst. Growth 314 359

    [23]
    [24]

    Fang F F, Howard W E 1966 Phys. Rev. Lett. 16 797

    [25]
    [26]
    [27]

    Zhang J F, Hao Y, Zhang J C, Ni J Y 2008 Sci. in China Ser. E 38 949 (in Chinese)[张金风、郝 跃、张进城、倪金玉 2008 中国科学E辑 38 949]

    [28]

    Zhang J F, Mao W, Zhang J C, Hao Y 2008 Chin. Phys. B 17 2689

    [29]
    [30]
    [31]

    Jena D 2003 Ph.D. Thesis (University of California, Santa Barbara) p50

    [32]
    [33]

    Bougrov V, Levinshtein M E, Rumyantsev S L, Zubrilov A 2001 Properties of Advanced Semiconductor Materials GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe (New York, John Wiley Sons) p1-30

    [34]
    [35]

    Smorchkova I P, Chen L, Mates T, Shen L, Heikman S, Moran B, Keller S, DenBaars S P, Speck J S, Mishra U K 2001 J. Appl. Phys. 90 5196

    [36]

    Liu B, Yin J Y, Li J, Feng Z H, Feng Z, Cai S J 2008 15 th National Conference on Compound Semiconductor Materials, Microwave Device and Optoelectronic Device p54 (in Chinese)[刘 波、尹甲运、李 佳、冯志宏、冯震、蔡树军 2008 第十五届全国化合物半导体、微波器件和光电器件学术会议论文集 第54页]

    [37]
    [38]

    Dadgar A, Schulze F, Blsing J, Diez A, Krost A, Neuburger M, Kohn E, Daumiller I, Kunze M 2004 Appl. Phys. Lett. 85 5400

    [39]
    [40]
    [41]

    Tlek R, Ilgaz A, Gkden S, Teke A, ztrk M K, Kasap M, zelik S, Arslan E, zbay E 2009 J. Appl. Phys. 105 013707

  • [1]

    Jeganathan K, Shimizu M, Okumura H, Yano Y, Akutsu N 2007 J. Cryst. Growth 304 342

    [2]

    Katz O, Mistele D, Meyler B, Bahir G, Salzman J 2004 Electron. Lett. 40 1304

    [3]
    [4]

    Kuzmik J, Pozzovivo G, Ostermaier C, Strasser G, Pogany D, Gornik E, Carlin J F, Gonschorek M, Feltin E, Grandjean N 2009 J. Appl. Phys. 106 124503

    [5]
    [6]
    [7]

    Li R F, Yang R X, Wu Y B, Zhang Z G, Xu N Y, Ma Y Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 2450 (in Chinese)[李若凡、杨瑞霞、武一宾、张志国、许娜颖、马永强 2008 物理学报 57 2450]

    [8]
    [9]

    Gonschorek M, Carlin J F, Feltin E, Py M A, Grandjean N 2006 Appl. Phys. Lett. 89 062106

    [10]

    Kuzmik J, Carlin J F, Gonschorek M, Kostopoulos A, Konstantinidis G, Pozzovivo G, Golka S, Georgakilas A, Grandjean N, Strasser G, Pogany D 2007 Phys. Stat. Sol. (a) 204 2019

    [11]
    [12]

    Xie J Q, Ni X F, Wu M, Leach J H, zgr V, Morko H 2007 Appl. Phys. Lett. 91 132116

    [13]
    [14]

    Miyoshi M, Kuraoka Y, Tanaka M, Egawa T 2008 Appl. Phys. Express 1 081102

    [15]
    [16]
    [17]

    Tlek R, Ilgaz A, Gkden S, Teke A, ztrk M K, Kasap M, zelik S, Arslan E, zbay E 2009 J. Appl. Phys. 105 013707

    [18]

    Ni J Y, Hao Y, Zhang J C, Duan H T, Zhang J F 2009 Acta Phys. Sin. 58 4925 (in Chinese)[倪金玉、郝 跃、张进成、段焕涛、张金风 2009 物理学报 58 4925]

    [19]
    [20]
    [21]

    Hiroki M, Yokoyama H, Watanabe N, Kobayashi T 2006 Superlatt. Microstruc. 40 214

    [22]

    Xue J S, Hao Y, Zhou X W, Zhang J C, Yang C K, Ou X X, Shi L Y, Wang H, Yang L A, Zhang J F 2011 J. Cryst. Growth 314 359

    [23]
    [24]

    Fang F F, Howard W E 1966 Phys. Rev. Lett. 16 797

    [25]
    [26]
    [27]

    Zhang J F, Hao Y, Zhang J C, Ni J Y 2008 Sci. in China Ser. E 38 949 (in Chinese)[张金风、郝 跃、张进城、倪金玉 2008 中国科学E辑 38 949]

    [28]

    Zhang J F, Mao W, Zhang J C, Hao Y 2008 Chin. Phys. B 17 2689

    [29]
    [30]
    [31]

    Jena D 2003 Ph.D. Thesis (University of California, Santa Barbara) p50

    [32]
    [33]

    Bougrov V, Levinshtein M E, Rumyantsev S L, Zubrilov A 2001 Properties of Advanced Semiconductor Materials GaN, AlN, InN, BN, SiC, SiGe (New York, John Wiley Sons) p1-30

    [34]
    [35]

    Smorchkova I P, Chen L, Mates T, Shen L, Heikman S, Moran B, Keller S, DenBaars S P, Speck J S, Mishra U K 2001 J. Appl. Phys. 90 5196

    [36]

    Liu B, Yin J Y, Li J, Feng Z H, Feng Z, Cai S J 2008 15 th National Conference on Compound Semiconductor Materials, Microwave Device and Optoelectronic Device p54 (in Chinese)[刘 波、尹甲运、李 佳、冯志宏、冯震、蔡树军 2008 第十五届全国化合物半导体、微波器件和光电器件学术会议论文集 第54页]

    [37]
    [38]

    Dadgar A, Schulze F, Blsing J, Diez A, Krost A, Neuburger M, Kohn E, Daumiller I, Kunze M 2004 Appl. Phys. Lett. 85 5400

    [39]
    [40]
    [41]

    Tlek R, Ilgaz A, Gkden S, Teke A, ztrk M K, Kasap M, zelik S, Arslan E, zbay E 2009 J. Appl. Phys. 105 013707

  • [1] 刘乃漳, 张雪冰, 姚若河. AlGaN/GaN 高电子迁移率器件外部边缘电容的物理模型. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191931
    [2] 翁明, 谢少毅, 殷明, 曹猛. 介质材料二次电子发射特性对微波击穿的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200026
    [3] 梁琦, 王如志, 杨孟骐, 王长昊, 刘金伟. Al2O3衬底无催化剂生长GaN纳米线及其光学性能研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191923
    [4] 赵建宁, 刘冬欢, 魏东, 尚新春. 考虑界面接触热阻的一维复合结构的热整流机理. 物理学报, 2020, 69(5): 056501. doi: 10.7498/aps.69.20191409
    [5] 吴美梅, 张超, 张灿, 孙倩倩, 刘玫. 三维金字塔立体复合基底表面增强拉曼散射特性. 物理学报, 2020, 69(5): 058101. doi: 10.7498/aps.69.20191636
    [6] 庄志本, 李军, 刘静漪, 陈世强. 基于新的五维多环多翼超混沌系统的图像加密算法. 物理学报, 2020, 69(4): 040502. doi: 10.7498/aps.69.20191342
    [7] 张雅男, 詹楠, 邓玲玲, 陈淑芬. 利用银纳米立方增强效率的多层溶液加工白光有机发光二极管. 物理学报, 2020, 69(4): 047801. doi: 10.7498/aps.69.20191526
    [8] 罗端, 惠丹丹, 温文龙, 李立立, 辛丽伟, 钟梓源, 吉超, 陈萍, 何凯, 王兴, 田进寿. 超紧凑型飞秒电子衍射仪的设计. 物理学报, 2020, 69(5): 052901. doi: 10.7498/aps.69.20191157
    [9] 方文玉, 张鹏程, 赵军, 康文斌. H, F修饰单层GeTe的电子结构与光催化性质. 物理学报, 2020, 69(5): 056301. doi: 10.7498/aps.69.20191391
    [10] 任县利, 张伟伟, 伍晓勇, 吴璐, 王月霞. 高熵合金短程有序现象的预测及其对结构的电子、磁性、力学性质的影响. 物理学报, 2020, 69(4): 046102. doi: 10.7498/aps.69.20191671
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  5151
  • PDF下载量:  867
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-01-16
  • 修回日期:  2011-02-22
  • 刊出日期:  2011-11-15

晶格匹配InAlN/GaN和InAlN/AlN/GaN材料二维电子气输运特性研究

  • 1. 宽禁带半导体材料与器件重点实验室,西安电子科技大学微电子学院,西安 710071
    基金项目: 

    国家科技重大专项(批准号: 2008ZX01002-002)、国家自然科学基金(批准号: 60890191)、国家自然科学基金重点项目(批准号: 60736033)和高等学校博士学科点新教师基金项目(批准号: 200807011012)资助的课题.

摘要: 文章研究了InAlN/GaN和引入AlN界面插入层形成的InAlN/AlN/GaN材料的输运性质. 样品均在蓝宝石上以脉冲金属有机物化学气相淀积法生长,霍尔迁移率变温特性具有典型的二维电子气(2DEG)特征. 综合各种散射机理包括声学形变势散射、压电散射、极性光学声子散射、位错散射、合金无序散射和界面粗糙度散射,理论分析了温度对迁移率的影响,发现室温下两种材料中2DEG支配性的散射机理都是极性光学波散射和界面粗糙度散射;AlN插入层对InAlN/GaN材料迁移率的改善作用一方面是免除2DEG的合金无序散射,另外还显著改善异质界面,抑制了界面粗糙度散射. 考虑到2DEG密度也是影响其迁移率的重要因素,结合实验数据给出了晶格匹配InAlN/GaN和InAlN/AlN/GaN材料的2DEG迁移率随电子密度变化的理论上限.

English Abstract

参考文献 (41)

目录

    /

    返回文章
    返回