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Electrical characterization of single GaN nanowires

机译：单个GaN纳米线的电学表征

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In this paper a statistically significant study of 1096 individual GaN nanowire (NW) devices is presented. We have correlated the effects of changing growth parameters for hot-wall chemically-vapour-deposited (HW-CVD) NWs fabricated via the vapour-liquid-solid mechanism. We first describe an optical lithographic method for creating Ohmic contacts to NW field effect transistors with both top and bottom electrostatic gates to characterize carrier density and mobility. Multiprobe measurements show that carrier modulation occurs in the channel and is not a contact effect. We then show that NW fabrication runs with nominally identical growth parameters yield similar electrical results across sample populations of >50 devices. By systematically altering the growth parameters we were able to decrease the average carrier concentration for these as-grown GaN NWs approx 10-fold, from 2.29 X 10~(20) to 2.45 X 10~(19) cm~(-3), and successfully elucidate the parameters that exert the strongest influence on wire quality. Furthermore, this study shows that nitrogen vacancies, and not oxygen impurities, are the dominant intrinsic dopant in HW-CVD GaN NWs.
机译：本文提出了对1096个单独的GaN纳米线（NW）器件的统计学意义的研究。我们已经关联了通过蒸气-液-固机制制造的热壁化学蒸气沉积（HW-CVD）NW改变生长参数的影响。我们首先描述一种光学光刻方法，该方法用于通过顶部和底部静电门来创建NW场效应晶体管的欧姆接触，以表征载流子密度和迁移率。多探针测量表明，载波调制发生在通道中，而不是接触效应。然后，我们表明，在名义上具有相同增长参数的NW制造过程中，> 50个设备的样本群体产生了相似的电学结果。通过系统地更改生长参数，我们能够将这些生长的GaN NW的平均载流子浓度降低约10倍，从2.29 X 10〜（20）降低到2.45 X 10〜（19）cm〜（-3），并成功阐明了对电线质量影响最大的参数。此外，这项研究表明，在HW-CVD GaN NW中，氮空位而不是氧杂质是主要的本征掺杂剂。

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