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首页> 中文会议>第十五届全国化合物半导体材料、微波器件和光电器件学术会议 >铁电/氮化镓异质结构二维电子气特性研究

铁电/氮化镓异质结构二维电子气特性研究

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随着近年来铁电薄膜技术的发展,不仅使铁电薄膜在半导体衬底上集成--集成铁电器件成为现实,更令人期待的是,由于铁电材料的多功能性,将有可能使铁电材料的特性与半导体特性发生耦合,从而提高半导体性能甚至诱导出新效应。本文系统研究了BTD(111)/GaN(0001)异质结构中BTD在应变下的电子有效质量的变化以及异质结构能带带阶,在此基础上通过电荷控制模型,研究了BTO/GaN、BTO/AlGaN/GaN、AlGaN/GaN/BTO三种典型铁电/氮化镓异质结构中铁电材料对半导体性能的影响。结果表明：采用第一性原理方法,可以获得较为可信的FE/GaN异质结构一些基本物理参数。特别是各种异质结构能带带阶和不同应变下的有效质量。BTO电子有效质量mn*存GaN作用的双轴应变下减小42%；BTO上的应变GaN电子有效质量减小10%。对BTO/GaN异质结构,价带带阶ΔEv为0.52eV, 导带带阶ΔEc为0.22eV。BTO/GaN结构较AlGaN/GaN更易形成增强型器件,大的铁电极化可诱导产生极高浓度的2DCG。BTO/AlGaN/GaN结构中,正的铁电极化使GaN沟道2DEG浓度提高：AlGaN/GaN/BTO双异质结构可在GaN内形成双沟道,提高载流子浓度。增强电流传输能力；铁电体上的应变氮化镓--SSOF,还可进一步提高载流子迁移率,有利于制作高速、高功率器件。

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