GaN-基半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的磁輸運(yùn)性質(zhì)研究.pdf

1、由于AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)材料在高頻、高能電子器件中具有廣闊的應(yīng)用前景，所以近幾十年來(lái)該材料受到了人們的廣泛關(guān)注。理論上，通過(guò)提高勢(shì)壘層AlGaN中Al的含量可以提高載流子的濃度，然而這樣會(huì)增加AlGaN和GaN之間的晶格失配，進(jìn)而使霍爾遷移率降低。為了解決此問(wèn)題，Kuzmí等人提出利用AlInN代替AlGaN作為勢(shì)壘層，當(dāng)其中In的成分為18％時(shí)，AlInN與GaN可以實(shí)現(xiàn)完美晶格匹配。本文利用MOCVD的方法制備了高質(zhì)量的AlGa

2、N/GaN、AlInN/AlN/GaN和AlInN/GaN/AlN/GaN異質(zhì)結(jié)樣品，系統(tǒng)地研究了它們的磁輸運(yùn)性質(zhì)。
　　測(cè)量了AlGaN/GaN和AlInN/AlN/GaN兩個(gè)樣品不同溫度下（2-270K）的載流子濃度和霍爾遷移率，在整個(gè)溫區(qū)范圍內(nèi)AlInN/AlN/GaN中二維電子氣的濃度都要高于AlGaN/GaN中二維電子氣的濃度，然而AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)中電子卻擁有更高的霍爾遷移率和更低的方塊電阻。在兩者的磁電阻中都觀

3、察到了SdH（Shubnikov-de Haas oscillations）振蕩現(xiàn)象，然而AlGaN/GaN中的振蕩明顯比AlInN/AlN/GaN樣品中的振蕩強(qiáng)，表明在AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)中電子具有更高的量子遷移率。通過(guò)SdH振蕩的FFT（Fast Fourier Transformation）變換譜，可以知道兩個(gè)樣品中的電子均只占據(jù)最低的能級(jí)并且可以得到二維電子氣的濃度，利用這種方法得到的載流子濃度和霍爾測(cè)量得到的值基本一致，表

4、明兩個(gè)樣品中不存在平行電導(dǎo)。2K下，霍爾遷移率和量子遷移率的比值都遠(yuǎn)大于1，說(shuō)明在低溫下，電子受到的主要散射是小角散射，散射源可能來(lái)自勢(shì)壘層中的電離雜質(zhì)等。
　　從AlInN/AlN/GaN和AlInN/GaN/AlN/GaN兩個(gè)樣品的AFM圖像可以觀察到GaN插入層的存在有效地降低了樣品的粗糙度。同時(shí)，GaN插入層增大了二維電子氣波函數(shù)與AlInN勢(shì)壘層之間的距離，從而降低了二維電子氣波函數(shù)進(jìn)入勢(shì)壘層的可能性，進(jìn)而降低了合金無(wú)序