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AlN/β-Ga2O3异质结电子输运机制

Electron transport mechanism in AlN/β-Ga2O3 heterostructures

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β-Ga2O3具有禁带宽度大、击穿电场强的优点,在射频及功率器件领域具有广阔的应用前景.β-Ga2O3(¯201)晶面和AlN(0002)晶面较小的晶格失配和较大的导带阶表明二者具有结合为异质结并形成二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)的理论基础,引起了众多研究者关注.本文利用AlN的表面态假设,通过求解薛定谔-泊松方程组计算了AlN/β-Ga2O3异质结导带形状和2DEG面密度,并将结果应用于玻尔兹曼输运理论,计算了离化杂质散射、界面粗糙散射、声学形变势散射、极性光学声子散射等主要散射机制限制的迁移率,评估了不同散射机制的相对重要性.结果表明,2DEG面密度随AlN厚度的增加而增加,当AlN厚度为6 nm,2DEG面密度可达1.0×1013 cm–2,室温迁移率为368.6 cm2/(V·s).在T<184 K的中低温区域,界面粗糙散射是限制2DEG迁移率的主导散射机制,T>184 K的温度区间,极性光学声子散射是限制2DEG迁移率的主导散射机制.

周展辉、李群、贺小敏

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西安理工大学自动化与信息工程学院, 西安 710048

AlN/b-Ga2O3异质结 二维电子气 电子输运 迁移率

国家自然科学基金中国博士后科学基金陕西省自然科学基础研究计划

621041902019M653881XB2019JM-323

2023

10.7498/aps.72.20221545

物理学报
中国物理学会，中国科学院物理研究所

物理学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.038
ISSN：1000-3290
年,卷(期)：2023.72(2)
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