二维电子气

摘要： GaN不仅具有与硅媲美的较高声速,而且也有与氮化铝相当(AlN)的大压电系数,所以是制作MEMS谐振器的有力备选材料.研究设计了一款硅基压电氮化镓(GaN)MEMS谐振器.利用GaN中的二维电子气(2DEG)可作为开关嵌入电极的特性,通过GaN压电材料实现由电极、压电薄膜、电极组成薄膜微机械谐振器.工作时在两个电极之间的压电薄膜内产生厚度剪切振动模式,压电薄膜内部就形成了振荡,通过压电效应的正交应力(σx和σy)能够提供相关的应力场从而增加机电共振.使用微机电系统技术和平面加工工艺对谐振器进行了制作,GaN谐振单元物理尺寸90μm^(2).采用了无需加载功率对于谐振器无损伤的XeF2气体释放硅基底(111)形成了GaN谐振器,这样能够减少谐振器的粗糙度、较小残余应力,避免杂质和缺陷造成的散射.测试表明,谐振频率为12.56 MHz,谐振腔的品质因数为3600.

摘要： 为研究磷化铟高电子迁移率晶体管(InP HEMT)外延结构材料的抗电子辐照加固设计的效果,本文采用气态源分子束外延法制备了系列InP HEMT外延结构材料.针对不同外延结构材料开展了1.5 MeV电子束辐照试验,在辐照注量为2×10^(15)cm^(-2)条件下,并测试了InP HEMT外延结构材料二维电子气辐照前后的电学特性,获得了辐照前后不同外延结构InP HEMT材料二维电子气归一化浓度和电子迁移率随外延参数的变化规律,分析了InP HEMT二维电子气辐射损伤与Si-δ掺杂浓度、InGaAs沟道厚度和沟道In组分以及隔离层厚度等结构参数的关系.结果表明:Si-δ掺杂浓度越大,隔离层厚度较薄,InGaAs沟道厚度较大,沟道In组分低的InP HEMT外延结构二维电子气辐射损伤相对较低,具有更强的抗电子辐照能力.经分析原因如下:1)电子束与材料晶格发生能量传递,破坏晶格完整性,且在沟道异质界面引入辐射诱导缺陷,增加复合中心密度,散射增强导致二维电子气迁移率和浓度降低;2)高浓度Si-δ掺杂和薄隔离层有利于提高量子阱二维电子气浓度,降低二维电子气受辐射损伤的影响;3)高In组分应变沟道有利于提高二维电子气迁移率,但辐照后更容易应变弛豫产生位错缺陷,导致二维电子气迁移率显著下降.

摘要： 文章设计了一款基于氮化镓(GaN)的微机械谐振器。该器件采用氮化镓具有较高的声速和优异的压电系数性质及其二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)作为可开关嵌入电极,通过压电材料薄膜内正交应力(σ_(x)和σ_(y))产生厚度剪切振动模式实现增强器件振荡特性;采用平面和微机械工艺进行流片,详细说明了器件工艺过程,特别是肖特基和欧姆接触工艺,得到了尺寸为70μm×100μm谐振单元物理。该器件由电极、压电薄膜、电极组成高迁移率晶体管(high electron mobility transition,HEMT)结构,使得谐振器增加了机电共振效果。测试结果表明器件的谐振频率为26.3 MHz,品质因数为2620。通过实验对器件施加不同的栅极电压,在AlGaN/GaN界面上由于自发极化和压电极化而能够产生较大电荷密度和较高速的电子迁移率的二维电子气层。实验结果表明:HEMT的栅极电压引起的沟道的2DEG对谐振器的机电转换特性具有一定的影响,提高了谐振器的性能。该研究对于谐振器的研制具有一定的指导意义。

摘要： 介绍了两种极低温环境下无接触电极输运的测量方法—电容测量和表面声波测量.两种方法通过高频电场与电子的相互作用来研究量子系统体态的物理特性.首先介绍了在极低温下通过高精度电容测量研究高质量二维电子气特性的初步结果.实验装置具备在10 mK—300 K,0—14 T环境中对小于1 pF的电容实现0.05%以上分辨率的能力.还介绍了利用表面声波研究二维电子系统的结果,可以在0.1 nW的输入激励下获得小于10;的灵敏度.这些测量手段在研究二维系统尤其是无法制作高质量接触电极的材料中具有广泛的应用前景.

摘要： 阐述氮化镓高电子迁移率晶体管的一种光滑行为模型,以连续光滑的曲线来描述晶体管的动态特性,使用GetData提取曲线图数据,使用MATLAB中的Curve Fitting Tool对方程拟合提取参数,使用Simulink对模型进行验证,最终获得较为准确的晶体管模型。对比其他种类的模型,提出的光滑行为模型具有等效电路简洁、拟合参数数量较少等优势。

摘要： 通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法,在6英寸硅(111)衬底上生长了出制作高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)的无裂纹、高均匀性且翘曲度可控的GaN HEMT外延薄膜。通过引入双层AlN/Al_(0.3)Ga_(0.7)N超晶格和AlN/GaN超晶格作为Al_(x)Ga_(1-x)N应力控制层,解决了硅基GaN HEMT外延的裂纹和翘曲控制问题,且二维电子气(2DEG)浓度可达8.9×10^(12) cm^(-2),迁移率高达1980 cm^(2)/(V∙s)。器件的I-V曲线表明当漏电流为1μA/mm^(2),击穿电压大于800 V,具备较高的耐压和不漏电的特性。

摘要： 本文采用气态源分子束外延法(GSMBE)制备了匹配型InGaAs/InAlAs磷化铟基高电子迁移率器件(InP HEMT)外延结构材料.针对该外延结构材料开展了不同能量和注量电子束辐照试验,测试了InP HEMT外延结构材料二维电子气(2DEG)辐照前后的电学特性,获得了辐照前后InP HEMT外延材料二维电子气浓度和迁移率归一化退化规律,分析了不同能量和注量电子束辐照对外延材料电学特性的影响.结果 发现:在相同辐照注量2×1015 cm-2条件下,电子束辐照能量越高,InP HEMT外延材料电学特性退化越严重;1.5 MeV电子束辐照时,当辐照注量超过4×1014 cm-2后,外延材料电学特性开始明显退化,当电子辐照注量达到3×1015 cm-2后,外延材料电学特性退化趋势减弱趋于饱和.产生上述现象原因如下:电子束与材料晶格发生能量传递,产生非电离能损(NIEL),破坏晶格完整性,高能量电子束具有较高的非电离能损,会产生更多的位移损伤缺陷,导致InP HEMT外延材料电学特性更严重退化;InP HEMT外延材料电学特性主要受沟道InGaAs/InAlAs异质界面能带结构和各种散射过程影响,随着电子辐照注量的增加,位移损伤剂量增大,辐射损伤诱导缺陷会在沟道异质界面处集聚直至饱和.

摘要： AlGaN/GaN界面处的二维电子气迁移率是描述高电子迁移率晶体管特性的一个重要参数,极化光学声子散射是高温时限制二维电子气迁移率的主要散射机制.本文对极化光学声子散射进行计算,结果表明在二维电子气浓度为6×1011-1×1013 cm-2,温度为200-400 K范围内,极化光学声子散射因素决定的迁移率随温度的变化近似为μPO=AT-α(α=3.5);由于GaN中光学声子能量较大,吸收声子对迁移率的影响远大于发射声子的影响.进一步讨论了极化光学声子散射因素决定的迁移率随光学声子能量变化的趋势,表明增加极化光学声子能量可提高二维电子气的室温迁移率.

摘要： 硅衬底上AlGaN/GaN高电子迁移率场效应晶体管(HEMTs)在高压功率开关等器件有着广泛的应用前景.由于功率开关器件工作状态是在高压下,因此在高电场下的电子输运性质对器件的性能至关重要.然而,实际测量GaN基材料中电子的饱和漂移速度比理论计算值低很多,其中一个很重要的原因就是由于热声子效应导致的较低的电子能量弛豫率.因此,如何减弱热声子效应进而提高电子的漂移速度是关键.在这篇报道中，系统地研究了硅衬底上的AlGaN/GaN的高场输运特性。采用MOCVD在硅衬底上生长AlGaN/GaN异质结构样品，研究缓冲层和沟道层不同的碳掺杂浓度对二维电子气高场输运性质的影响。制备了两个含有不同碳并入浓度沟道层的样品备，一个是高的碳并入浓度，一个是低的碳并入浓度。采用40ns宽度的脉冲电压测量样品的电流电压特性曲线，以避免高电压下的自热效应，测试样品的结构采用够短长宽为20×20μmH型。

摘要： 本文主要介绍了GaN/AlGaN二维电子气等离激元共振的太赫兹时域光谱透射实验和依此为原理的太赫兹调制器.光栅耦合二维电子气谐振腔器件的低温时域透射光谱结果表明:光栅栅极对二维电子气浓度的调控可以改变等离激元的共振频率,当等离激元频率等于谐振腔腔模频率时,二者发生强耦合并形成等离极化激元.通过对实验结果的分析提出利用该强耦合机制实现对太赫兹波的高效和高速调制.

摘要： 本文研究了压电效应与逆压电效应的问题,得到了电场与外延层(AlGaN)中弹性能量的关系,即得到氮化物材料中逆压电效应表达式。AlGaN/GaN异质结中受电场调控的几种散射机制被研究:粗糙量子阱散射、失配位错散射。

摘要： 本文考虑到电场对AlGaN/AlN/GaN HFETs中二维电子气(2DEG)迁移率的影响,对低场迁移率模型进行了修正。基于quasi-2-D模型,对AlGaN/AlN/GaN HFETs的I-V特性进行了模拟计算,结果表明,使用修正后的迁移率模型计算得到的I-V特性与测试曲线拟合得较好。对线性区内2DEG电子迁移率随漏源偏压和沟道电场的变化进行了分析,发现在较高的漏源偏压和沟道电场下,应变极化梯度库仑场散射对AlGaN/AlN/GaN HFETs的电子迁移率仍起重要作用,随漏源偏压和沟道电场的增加,2DEG面密度降低,极化梯度库仑场散射增强,迁移率降低。此外,栅长不同,应变极化梯度库仑场散射的影响也不同。

摘要： 通过一维Poisson-Schrǒdinger方程自洽求解,得出AlGaN/GaN/AlGaN双异质结导带结构和二维电子气的分布。与单异质结相比,AlGaN/GaN/AlGaN双异质结构大大提高了GaN沟道层下方的势垒高度,使得二维电子气的限域性显著提高。为了提高材料的结晶质量和电学特性,文中采用AlGaN和GaN相结合作为缓冲层,即先生长700nm GaN缓冲层再生长600rim Al0.07Ga0.93N缓冲层。高分辨率X射线衍射仪和原子力显微镜测试结果表明,材料的结晶质量和表面形貌均得到了显著的提高。同时,通过室温霍尔和方阻测试得出,双异质结材料的二维电子气迁移率达到1821cm2/Vs,方块电阻平均值338.5Ω/□,方阻均一性0.85％。最后,利用变温霍尔测试,对AlGaN/GaN/AlGaN双异质结材料的二维电子气密度和迁移率随温度变化进行了研究。与单异质结相比,AlGaN/GaN/AlGaN双异质结具有更好的高温特性。

摘要： 利用测得的方形和圆形ln0.18Al0.82N/AlN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs)不同面积的肖特基电容-电压特性和低漏源电压下的电流-电压特性,发现由欧姆接触工艺和栅偏压所引起的In0.18Al0.82N/AlN界面极化电荷的不规则分布产生了极化库仑场。同AlGaN/AlN/GaNHFET器件一样,该散射机制对方形和圆形的In0.18Al0.82N/AlN/GaN HFET器件中的二维电子气(2DEG)电子迁移率同样有着重要影响。

摘要： 本文主要利用模拟软件对AlGaN/GaN异质结构中二维电子气(2DEG)形成过程中施主表面态的影响进行研究,主要分析施主表面态电离过程及表面态能级位置、表面态密度的影响.模拟显示施主表面态为2DEG中电子来源,A1GaN厚度、施主表面态能级位置、施主表面态密度的改变影响AlGaN能带结构及2DEG密度。

摘要： 利用AFM(原子力显微镜)、CV以及霍尔测试手段,对在GaAs衬底上分子束外延(MBE)制备的两种不同结构的InAs/AlSb材料进行测试,研究了δ掺杂对InAs沟道中电子迁移率与二维电子气的影响。在对InAs/AlSb材料的能带结构分析研究的基础上,可以通过在InAs沟道上下两层的势垒中分别添加N型δ掺杂来提高沟道中二维电子气浓度。测试结果表明,在只有上层δ掺杂的InAs沟道中电子迁移率与二维电子气浓度分别为26000cm2/V·s,8.65×1011 cm-2,在下层势垒区中添加了δ掺杂以及上层势垒区添加InAs量子阱后的InAs/AlSb材料的电子迁移率与二维电子气浓度分别为16000 cm2/V·s,5.9×1012cm-2。

摘要： 本文提出了一种提高AlGaN/GaN HEMT的击穿电压的结构,即纳米沟道阵列。在栅漏间距为lm的情况下,含有纳米沟道阵列结构的器件的关态击穿电压达到105V,而无此结构的常规器件的击穿电压为54.5V。通过计算,纳米沟道阵列器件的栅漏之间的平均击穿场强达到1 MV/cm,大约是常规器件的二倍。

摘要： 本文提出了一种提高AlGaN/GaN HEMT的击穿电压的结构,即纳米沟道阵列。在栅漏间距为lm的情况下,含有纳米沟道阵列结构的器件的关态击穿电压达到105V,而无此结构的常规器件的击穿电压为54.5V。通过计算,纳米沟道阵列器件的栅漏之间的平均击穿场强达到1 MV/cm,大约是常规器件的二倍。

摘要： 一种包括三个半导体层的半导体器件。所述半导体层布置为形成由极化层隔开的2DHG和2DEG。所述器件包括多个电极：第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极电连接到所述2DHG，以使电流能够通过所述2DHG在所述第一电极和所述第二电极之间流动；以及第三电极，所述第三电极电连接到所述2DEG，从而当相对于其他电极中的至少一个的正电压被施加到所述第三电极时，所述2DEG和所述2DHG将至少部分地耗尽。

摘要： 生成二维条码的方法，包括：获得包括第一数据码字和错误纠正码字的数据块，该第一数据码字具有第一信息，该错误纠正码字能够检测和纠正所述第一数据码字的错误；获得用第二数据码字替换所述数据块的一部分的替换数据块，该第二数据码字具有第二信息；以及根据所述替换数据块生成二维条码。读取二维条码的方法，包括：读取二维条码；从替换数据块中的预定位置提取第二数据码字；从提取的所述第二数据码字获得所述第二信息；根据所述替换数据块获得所述第一数据码字；以及从获得的所述第一数据码字获得所述第一信息。

摘要： 一种包括三个半导体层的半导体器件。所述半导体层布置为形成由极化层隔开的2DHG和2DEG。所述器件包括多个电极：第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极电连接到所述2DHG，以使电流能够通过所述2DHG在所述第一电极和所述第二电极之间流动；以及第三电极，所述第三电极电连接到所述2DEG，从而当相对于其他电极中的至少一个的正电压被施加到所述第三电极时，所述2DEG和所述2DHG将至少部分地耗尽。

摘要： 一种二维代码区域提取装置(1)包括：垂直和水平扫描包含二维代码的图像数据的扫描装置(11)；检测由被扫描像素的白色/黑色等级并确定空白部分的空白部分检测装置(12)；计算存在于被检测的空白部分之间的非空白部分的长度和中心坐标的非空白部分计算装置(13)；分别将存在于垂直方向和水平方向的非空白部分的长度和其中心坐标进行比较从而确定二维代码的存在的比较单元(14)；以及比较被检测的多个二维代码候选区域并对其排序的排序确定单元(15)。

摘要： 本发明公开了一种全二维气相色谱仪，包括进样口、一维柱、二维柱、热调制器和检测器，所述热调制器包括第一热调制位置和第二热调制位置，其中进样口与一维柱进口连接，一维柱出口通过管路与第一热调制位置的进口连接，第一热调制位置的出口通过管路与第二热调制位置的进口连接，第二热调制位置的出口通过管路与二维柱的入口连接，二维柱的出口与检测器连接，一维柱出口到二维柱入口之间的管路为调制柱，调制柱亦可以由一维柱的下游一段或二维柱的上游一段充当。所述调制柱仅在其部分长度上的内部涂敷有固定相。通过本发明，能够针对全二维应用获得最佳的调制效果。

摘要： 生成二维条码的方法，包括：获得包括第一数据码字和错误纠正码字的数据块，该第一数据码字具有第一信息，该错误纠正码字能够检测和纠正所述第一数据码字的错误；获得用第二数据码字替换所述数据块的一部分的替换数据块，该第二数据码字具有第二信息；以及根据所述替换数据块生成二维条码。读取二维条码的方法，包括：读取二维条码；从替换数据块中的预定位置提取第二数据码字；从提取的所述第二数据码字获得所述第二信息；根据所述替换数据块获得所述第一数据码字；以及从获得的所述第一数据码字获得所述第一信息。

摘要： 本实用新型公开了一种用于全二维气相色谱仪的调制柱、调制器及全二维气相色谱仪，其中全二维气相色谱仪包括进样口、一维柱、二维柱、热调制器和检测器，所述热调制器包括第一热调制位置和第二热调制位置，其中进样口与一维柱进口连接，一维柱出口通过管路与第一热调制位置的进口连接，第一热调制位置的出口通过管路与第二热调制位置的进口连接，第二热调制位置的出口通过管路与二维柱的入口连接，二维柱的出口与检测器连接，一维柱出口到二维柱入口之间的管路为调制柱，调制柱亦可以由一维柱的下游一段或二维柱的上游一段充当。所述调制柱仅在其部分长度上的内部附着有固定相层。通过本实用新型，能够针对全二维应用获得最佳的调制效果。

摘要： 本发明公开了一种基于二维电子气调控背栅的二维材料晶体管、制法和应用。所述基于二维电子气调控背栅的二维材料晶体管包括：异质结，其包括第一半导体和形成于第一半导体上的第二半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，且所述异质结中形成有二维电子气或二维空穴气；以及形成于所述异质结上的源极、漏极和栅极，所述源极、漏极分布在第二半导体上且彼此间隔设置，同时，所述源极与漏极之间经二维材料电连接，所述二维材料用作所述晶体管的导通沟道，所述栅极与所述二维电子气或二维空穴气电连接。本发明提供的基于二维电子气调控背栅的二维材料晶体管，利用二维电子气的电子高迁移率特性，实现可调制背栅的二维材料晶体管。

摘要： 本发明公开了一种基于二维电子气调控背栅的二维材料晶体管、制法和应用。所述基于二维电子气调控背栅的二维材料晶体管包括：异质结，其包括第一半导体和形成于第一半导体上的第二半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，且所述异质结中形成有二维电子气或二维空穴气；以及形成于所述异质结上的源极、漏极和栅极，所述源极、漏极分布在第二半导体上且彼此间隔设置，同时，所述源极与漏极之间经二维材料电连接，所述二维材料用作所述晶体管的导通沟道，所述栅极与所述二维电子气或二维空穴气电连接。本发明提供的基于二维电子气调控背栅的二维材料晶体管，利用二维电子气的电子高迁移率特性，实现可调制背栅的二维材料晶体管。

摘要： 本发明公开了一种基于氧化物二维电子气的阻态可调的低维二端器件的制备方法，包括以下步骤：S1、采用机械剥离法将少层MoTe2从块材MoTe2上转移到KTaO3单晶基片表面，将样品在50°C下加热2～3h，使MoTe2更加牢固地附着在KTaO3表面；S2、接着使用正性光刻胶将MoTe2及KTaO3衬底覆盖，采用光刻工艺将一侧1/3面积的MoTe2及同侧KTaO3衬底曝光；S3、下一步在2×10^(‑4)～6×10^(‑4)mbar气压下，进行磁控溅射，时间为5～7min，在样品表面沉积约30nm厚的金电极；S4、接着对另一侧1/3面积的MoTe2及同侧KTaO3衬底进行光刻处理，本发明介绍了由MoTe2和KTaO3表面2DEG所构成低维二端器，该器件在无需栅极偏压的情况下，实现可调电阻态，并且该电阻态具有循环记忆和可擦除特点，显示在逻辑计数器和存储器方面具有应用价值。