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AlGaN/GaN异质结构中极化与势垒层掺杂对二维电子气的影响

孔月婵 郑有炓 周春红 邓永桢 顾书林 沈 波 张 荣 韩 平 江若琏 施 毅

AlGaN/GaN异质结构中极化与势垒层掺杂对二维电子气的影响

孔月婵, 郑有炓, 周春红, 邓永桢, 顾书林, 沈 波, 张 荣, 韩 平, 江若琏, 施 毅
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出版历程
  • 收稿日期:  2003-10-13
  • 修回日期:  2003-11-12
  • 刊出日期:  2004-07-15

AlGaN/GaN异质结构中极化与势垒层掺杂对二维电子气的影响

  • 1. 南京大学物理系,南京 210093
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:60136020,60276031和60290080)、国家重点基础研究专项基金(批准号:G20000683)和国家高技术研究发展计划(批准号:2002AA305304)资助的课题.

摘要: 从Ⅲ族氮化物中压电极化对应变弛豫度的依赖关系出发,通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程,分别研究了自发极化、压电极化和AlGaN势垒层掺杂对AlxGa1-xN/GaN异质结构二维电子气的浓度、分布、面密度以及子带分布等性质的影响.结果表明:二维电子气性质强烈依赖于极化效应,不考虑AlGaN势垒层掺杂,当Al组分为0.3时,由极化导致的二维电子气浓度达1.6×10--13cm-2,其中压电极化对二维电子气贡献为0.7×10-13cm-2,略小于自发极化的贡献(0.9×10-13cm-2),但为同一数量级,因而通过控制AlGaN层应变而改变极化对于提高二维电子气浓度至关重要. AlGaN势垒层掺杂对二维电子气的影响较弱, 当掺杂浓度从1×10-17增加到1×10-18cm-3时,二维电子气面密度增加0.2×10-13cm-2.

English Abstract

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