Nghiên cứu luận án tiến sĩ vật lý: Hiện tượng vận chuyển điện tử trong cấu trúc nano bán dẫn AlGaN/GaN và penta-graphene nanoribbon
Nghiên cứu luận án tiến sĩ vật lý về vận chuyển điện tử trong cấu trúc nano AlGaN/GaN và penta graphene nanoribbon.
Luan An
Luận án tiến sĩ
Số trang
117
Thời gian đọc
18 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Tổng quan cấu trúc nano bán dẫn AlGaN/GaN vùng cấm rộng
- Số trang:
- 117 trang
- Tác giả:
- Luan An
Tóm tắt nội dung luận án
I. Tổng quan cấu trúc nano bán dẫn AlGaN GaN vùng cấm rộng
Vật liệu bán dẫn vùng cấm rộng (wide bandgap semiconductors) đóng vai trò then chốt trong công nghệ bán dẫn hiện đại. Nhóm vật liệu nitride như GaN và AlGaN sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội. Chúng có độ bền đánh thủng cao. Vận tốc điện tử bão hòa lớn. Khả năng dẫn nhiệt tốt. Dị cấu trúc bán dẫn AlGaN/GaN tạo ra bước ngoặt lớn cho linh kiện công suất và tần số cao. Quá trình chế tạo không cần pha tạp cưỡng bức mà vẫn hình thành mật độ hạt tải cao. Hiện tượng này bắt nguồn từ trường phân cực nội tại khổng lồ tại mặt phân cách. Cấu trúc nano này mở ra tiềm năng lớn cho các thiết bị truyền thông không dây và hệ thống radar. Luận án đi sâu nghiên cứu bản chất vật lý và hành vi chuyển động của các hạt tải điện trong hệ vật liệu này.
1.1. Đặc tính vật liệu bán dẫn vùng cấm rộng nitride
Vật liệu nhóm III-nitride có năng lượng vùng cấm lớn. GaN có độ rộng vùng cấm khoảng 3.4 eV ở nhiệt độ phòng. AlN có độ rộng vùng cấm lên tới 6.2 eV. Hợp kim AlGaN cho phép điều chỉnh vùng cấm linh hoạt theo thành phần nhôm. Vật liệu có cấu trúc tinh thể wurtzite không đối xứng tâm. Tính chất này tạo ra phân cực tự phát rất mạnh dọc theo trục c. Ngoài ra, độ lệch mạng giữa các lớp tinh thể sinh ra phân cực áp điện. Sự kết hợp giữa hai loại phân cực tạo nên điện trường nội tại mạnh hàng triệu volt trên mỗi centimet. Đặc tính này giúp hệ vật liệu hoạt động bền bỉ ở nhiệt độ cao và môi trường khắc nghiệt. Linh kiện chế tạo từ GaN vượt xa giới hạn vật lý của silicon truyền thống.
1.2. Cơ chế phân cực áp điện và tự phát ở tiếp giáp
Phân cực áp điện và tự phát (piezoelectric and spontaneous polarization) là yếu tố quyết định tính chất tiếp giáp AlGaN/GaN. Độ lớn của phân cực tự phát phụ thuộc chặt chẽ vào tỉ lệ Al trong hợp kim. Độ chênh lệch phân cực giữa hai lớp vật liệu dẫn đến sự tích tụ điện tích dương lớn tại mặt phân cách dị cấu trúc bán dẫn AlGaN/GaN. Điện tích này uốn cong các vùng năng lượng. Đáy vùng dẫn bị kéo xuống dưới mức Fermi. Hiện tượng giam cầm lượng tử xuất hiện. Các điện tử tự do tích tụ lại tạo thành giếng thế lượng tử tam giác sắc nét. Lớp điện tử này có mật độ rất cao, đạt khoảng 10 mũ 13 hạt trên mỗi centimet vuông. Quá trình không đòi hỏi pha tạp donor trực tiếp vào kênh dẫn, giúp bảo toàn tính toàn vẹn tinh thể.
II. Phân bố khí điện tử hai chiều 2DEG trong dị cấu trúc
Khí điện tử hai chiều (2DEG) hình thành tại mặt phân cách dị cấu trúc bán dẫn AlGaN/GaN với mật độ rất cao. Các điện tử bị giam cầm chặt theo phương thẳng đứng. Chúng chỉ có thể tự do chuyển động trong mặt phẳng hai chiều song song với mặt phân cách. Trạng thái này làm thay đổi cơ bản mật độ trạng thái và động học hạt tải. Nghiên cứu phân bố không gian của 2DEG giúp xác định chính xác năng lượng các mức lượng tử con. Mô hình hóa hàm sóng điện tử đóng vai trò tiên quyết trong việc tính toán các tính chất vận chuyển. Sự biến thiên mật độ 2DEG phụ thuộc vào bề dày lớp AlGaN, nồng độ pha tạp và điện thế điều khiển. Việc kiểm soát chính xác 2DEG quyết định hiệu năng của toàn bộ cấu trúc linh kiện nano.
2.1. Hàm sóng biến phân trong mô hình rào thế hữu hạn
Hàm sóng của điện tử trong giếng lượng tử được xác định thông qua phương pháp biến phân với rào thế hữu hạn. Mô hình rào hữu hạn phản ánh chính xác thực tế vật lý hơn mô hình rào vô hạn. Điện tử có xác suất xuyên hầm nhất định vào lớp rào AlGaN. Hàm sóng biến phân mô tả sự phân bố không gian của electron trong vùng con thấp nhất. Nghiên cứu tối ưu hóa năng lượng toàn phần của một điện tử bằng cách giải phương trình Schrödinger kết hợp phương trình Poisson tự nhất quán. Kết quả tính toán chỉ ra rằng đỉnh hàm sóng dịch chuyển lại gần mặt phân cách khi mật độ điện tích phân cực tăng lên. Độ thâm nhập của hàm sóng vào rào chắn ảnh hưởng trực tiếp đến các cơ chế tán xạ hạt tải.
2.2. Ảnh hưởng của pha tạp điều biến đến thế giam cầm
Kỹ thuật pha tạp điều biến đưa các nguyên tử tạp chất donor vào lớp rào AlGaN ở một khoảng cách xác định so với mặt phân cách. Khoảng cách này tạo ra một lớp đệm không pha tạp (spacer). Lớp đệm ngăn cách các ion tạp chất với khí điện tử hai chiều (2DEG). Thế giam cầm lượng tử thay đổi mạnh theo mật độ donor và chiều rộng vùng phân bố tạp chất. Khi tăng mật độ donor, độ sâu của giếng thế tăng lên. Năng lượng vùng con thấp nhất dịch chuyển tương ứng. Cấu hình pha tạp hợp lý giúp tối đa hóa mật độ hạt tải trong kênh dẫn. Đồng thời, cấu hình này giảm thiểu sự suy giảm động năng do tương tác tĩnh điện trực tiếp. Việc tối ưu hóa hình học lớp rào mang lại hiệu quả giam giữ điện tử vượt trội.
III. Cơ chế tán xạ và độ linh động điện tử trong AlGaN GaN
Độ linh động điện tử (electron mobility) là thông số cốt lõi đánh giá chất lượng vận chuyển trong cấu trúc bán dẫn. Trong dị cấu trúc bán dẫn AlGaN/GaN, độ linh động bị giới hạn bởi nhiều cơ chế tán xạ phức tạp hoạt động đồng thời. Ở nhiệt độ thấp, tán xạ độ nhám mặt phân cách (interface roughness scattering) và tán xạ hợp kim (alloy disorder scattering) chiếm ưu thế tuyệt đối. Khi nhiệt độ tăng lên đến nhiệt độ phòng, tán xạ phonon quang phân cực (polar optical phonon scattering) trở thành yếu tố chi phối chính. Ngoài ra, tán xạ tạp chất ion hóa (ionized impurity scattering) cũng đóng góp một phần đáng kể tùy theo mức độ pha tạp. Phân tích chi tiết từng cơ chế cho phép tìm ra giới hạn vật lý và phương pháp nâng cao độ linh động kênh dẫn.
3.1. Tán xạ hợp kim và tán xạ độ nhám mặt phân cách
Tán xạ hợp kim bắt nguồn từ sự sắp xếp ngẫu nhiên của các nguyên tử nhôm và gali trong lớp rào AlGaN. Khi hàm sóng điện tử thâm nhập vào lớp rào, sự thăng giáng thế năng hợp kim làm lệch hướng chuyển động của electron. Tán xạ độ nhám mặt phân cách xuất hiện do sự không hoàn hảo về mặt hình học tại ranh giới AlGaN và GaN. Các mấp mô nguyên tử tại mặt phân cách tạo ra sự nhiễu loạn thế năng cục bộ. Nghiên cứu kết hợp hai cơ chế này bằng cách sử dụng hàm tự tương quan Gaussian hoặc Exponential. Độ linh động giới hạn bởi tán xạ nhám tỷ lệ nghịch với bình phương chiều cao mấp mô. Kiểm soát tốt độ nhám bề mặt trong quá trình mọc tinh thể epitaxy là chìa khóa để đạt độ linh động cực đại ở dải nhiệt độ thấp.
3.2. Tán xạ phonon quang phân cực và tạp chất ion hóa
Ở nhiệt độ cao và nhiệt độ phòng, mạng tinh thể dao động mạnh tạo ra các lượng tử dao động gọi là phonon. Trong vật liệu phân cực mạnh như GaN, phonon quang dọc (LO phonon) sinh ra điện trường dao động tương tác mạnh với điện tử. Cơ chế tán xạ phonon quang phân cực làm tiêu tán năng lượng hạt tải rất nhanh. Hiện tượng này làm giảm mạnh độ linh động điện tử khi nhiệt độ vượt quá 100 Kelvin. Bên cạnh đó, tán xạ tạp chất ion hóa xảy ra do lực hút Coulomb giữa electron và các ion donor tích điện dương trong lớp rào hoặc vùng đệm. Tác động của ion tạp chất giảm dần khi tăng bề dày lớp đệm không pha tạp. Hiệu ứng màn chắn tĩnh điện của khí điện tử hai chiều (2DEG) nồng độ cao giúp làm suy yếu đáng kể lực Coulomb này.
IV. Ứng dụng dị cấu trúc AlGaN GaN trong tranzito HEMT cao
Tranzito độ linh động điện tử cao (HEMT) chế tạo từ dị cấu trúc AlGaN/GaN là giải pháp hàng đầu cho vi mạch khuếch đại công suất vi sóng. Nhờ độ rộng vùng cấm lớn và điện trường phân cực mạnh, kênh dẫn 2DEG duy trì mật độ dòng điện bão hòa rất lớn. Điện trở trạng thái bật của linh kiện giảm xuống mức tối thiểu. Tốc độ chuyển mạch tăng cao. Các thiết bị HEMT hoạt động ổn định ở tần số hàng chục Gigahertz và mức điện áp hàng trăm Volt. Nhu cầu ứng dụng bao gồm trạm phát sóng di động 5G, 6G, radar quét mảng pha và bộ chuyển đổi năng lượng xe điện. Luận án cung cấp cơ sở lý thuyết vững chắc để tối ưu hóa thiết kế cấu trúc lớp và thông số hình học cho linh kiện HEMT thế hệ mới.
4.1. Tối ưu hóa độ linh động điện tử cho vi điện tử
Để nâng cao hiệu suất HEMT, việc tối ưu hóa độ linh động điện tử trong kênh dẫn là yêu cầu bắt buộc. Các giải pháp công nghệ tập trung vào giảm thiểu các nguồn tán xạ tại bề mặt phân cách. Kỹ thuật đưa vào một lớp xen kẽ siêu mỏng AlN giữa AlGaN và GaN giúp tăng đáng kể độ cao rào thế. Lớp AlN làm giảm sự thâm nhập của hàm sóng vào hợp kim AlGaN, từ đó loại trừ phần lớn tán xạ hợp kim. Đồng thời, tối ưu hóa quá trình nuôi cấy lớp chuyển tiếp giúp giảm mật độ sai hỏng mạng và mật độ tạp chất nền. Kết quả thực nghiệm đối sánh chứng minh độ linh động có thể vượt mức 2000 cm2/Vs ở nhiệt độ phòng. Kênh dẫn chất lượng cao giúp tăng dòng dẫn cực đại và giảm tổn thất năng lượng.
4.2. Khả năng chịu công suất và tần số cao của HEMT
Tranzito HEMT GaN vượt trội so với linh kiện gốc Silicon và GaAs về mật độ công suất đầu ra. Nhờ trường đánh thủng tới hạn cao trên 3 MV/cm, linh kiện hoạt động an toàn ở điện áp phân cực lớn mà không bị phá hủy. Vận tốc trôi bão hòa cao của điện tử trong giếng lượng tử AlGaN/GaN rút ngắn thời gian quá cảnh qua kênh dẫn. Điều này nâng cao tần số cắt dòng và tần số dao động cực đại của transistor. Khả năng tản nhiệt hiệu quả của đế SiC hoặc kim cương hỗ trợ duy trì hiệu suất ổn định khi vận hành liên tục ở công suất cao. Thiết bị mang lại kích thước nhỏ gọn hơn và giảm thiểu yêu cầu về hệ thống làm mát cồng kềnh trong các trạm viễn thông hiện đại.
V. Vận chuyển điện tử trong penta graphene nanoribbon mới
Bên cạnh dị cấu trúc bán dẫn truyền thống, vật liệu nano carbon hai chiều mới như penta-graphene nanoribbon mở ra hướng đi đột phá trong điện tử học nano. Penta-graphene gồm các mạng vòng ngũ giác chứa cả nguyên tử carbon lai hóa sp2 và sp3. Cấu trúc nanoribbon biên răng cưa (sawtooth) hoặc armchair thể hiện các tính chất điện tử độc đáo. Nghiên cứu tính chất vận chuyển lượng tử dựa trên lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) kết hợp hàm Green không cân bằng. Sự phân bố mật độ trạng thái (DOS) và cấu trúc vùng năng lượng biến đổi mạnh theo hiệu ứng pha tạp nguyên tử Bo và Nitơ. Việc khám phá đặc tính vận chuyển lượng tử trong các dải nano này bổ sung bức tranh toàn diện về vật lý chất rắn thu nhỏ ở cấp độ nguyên tử.
5.1. Đặc trưng cấu trúc biên răng cưa và pha tạp B N
Hình học biên của nanoribbon quyết định trạng thái điện tử cục bộ ở mép dải. Cấu trúc biên răng cưa tạo ra các trạng thái biên đặc biệt gần mức Fermi. Quá trình pha tạp thay thế bằng Bo (nhận điện tử) hoặc Nitơ (cho điện tử) tại các vị trí nguyên tử khác nhau làm thay đổi rõ rệt cấu trúc vùng dẫn và vùng hóa trị. Đồng pha tạp B-N cho phép điều chỉnh khe năng lượng từ kim loại sang bán dẫn một cách linh hoạt. Mật độ trạng thái riêng (PDOS) phản ánh sự đóng góp của các quỹ đạo nguyên tử pha tạp vào dòng điện truyền qua. Việc tối ưu hóa cấu trúc biên và vị trí tạp chất là chìa khóa để thiết kế các kênh dẫn lượng tử có độ chọn lọc năng lượng cao.
5.2. Đường đặc trưng dòng thế trong cấu trúc nano
Đặc tính dòng - thế (I-V) của thiết bị nanoribbon thể hiện hành vi phi tuyến rõ rệt khi đặt điện áp phân cực ngoài. Đường cong I-V chịu ảnh hưởng mạnh từ vị trí pha tạp B, N trong dải nano. Một số cấu hình pha tạp tạo ra hiệu ứng điện trở vi phân âm (NDR). Hiệu ứng này rất hữu ích cho các bộ dao động tần số siêu cao và cổng logic nano. Ở điện áp thấp, dòng truyền qua phụ thuộc vào sự mở rộng của cửa sổ truyền qua lượng tử qua các mức năng lượng cộng hưởng. Khi tăng điện thế, sự lệch mức giữa các điện cực làm thay đổi phổ truyền dẫn. Kết quả mô phỏng số cung cấp hiểu biết sâu sắc cho việc chế tạo transistor hiệu ứng trường graphene (GFET) thế hệ tương lai.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (117 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộii Ch÷ìng 2 Ph¥n bè i»n tû trong c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc AlGaN/GaN 38 2.1 H m sâng bi¸n ph¥n cho c§u tróc dà ch§t ìn r o húu h¤n .2 C¡c th¸ giam giú i»n tû trong c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc pha t¤p i·u bi¸n .3 Têng n«ng l÷ñng ùng vîi mët electron trong vòng con th§p nh§t .4 K¸t qu£ t½nh sè v th£o luªn. 50 Ch÷ìng 3 Hi»n t÷ñng vªn chuyºn i»n tû trong c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc AlGaN/GaN 56 3.1 K¸t qu£ gi£i t½ch .2 K¸t qu£ t½nh sè v th£o luªn .1 ë linh ëng g¥y bði t¡n x¤ b§t trªt tü hñp kim v t¡n x¤ nh¡m k¸t hñp .2 So s¡nh vîi dú li»u thüc nghi»m. 69 Ch÷ìng 4 Hi»n t÷ñng vªn chuyºn i»n tû trong penta-graphene nanoribbon d¤ng bi¶n r«ng c÷a pha t¤p 74 4.2 °c t½nh vªn chuyºn i»n tû. 81 Ph¦n k¸t luªn 90 Danh s¡ch cæng bè cõa t¡c gi£ 93 T i li»u tham kh£o 95 iii Danh mục các từ viết tắt Tên Viết tắt Khí điện tử hai chiều (two-dimensional electron gas) 2DEG Armchair penta-graphene nanoribbon AAPGNR Hàm tự tương quan (Autocorrelation function) ACF Mất trật tự hợp kim (Alloy disorder) AD Armchair graphene nanoribbon AGNR Nhám rào (Barrier roughness) BR Nhám kết hợp (Combined roughness) CR Lý thuyết phiếm hàm mật độ (Density functional theory) DFT Mật độ trạng thái (Density of state) DOS Transistor hiệu ứng trường (Field effect transistor) FET Transistor hiệu ứng trường graphene (Graphene field effect GFET transistor) Graphene nanoribbon GNR Transistor độ linh động điện tử cao (High electron mobility HEMT transistor) Transistor hiệu ứng trường cấu trúc dị chất (Heterojunction HFET field effect transistor) Cấu trúc dị chất (Heterostructure) HS Điốt phát quang (Light Emitting Diode) LED Mật độ trạng thái riêng (Partial density of state) PDOS Penta-graphene PG Penta-graphene nanoribbon PGNR Nhám phân cực (Polarization roughness) PR Giếng lượng tử (Quantum well) QW Sawtooth penta-graphene nanoribbon SSPGNR Zigzag-armchair penta-graphene nanoribbon ZAPGNR Zigzag graphene nanoribbon ZGNR Zigzag penta-graphene nanoribbon ZZPGNR iv Danh s¡ch h¼nh v³ 1.1 Sü sp x¸p nguy¶n tû tr¶n m°t Ga v N cõa tinh thº GaN.
Môi t¶n ch¿ h÷îng ph¥n cüc tü ph¡t [11].2 Gi£n ç vòng v sü h¼nh th nh kh½ i»n tû hai chi·u t¤i b· m°t AlGaN/GaN [11].3 Sü thay êi mªt ë kh½ i»n tû hai chi·u theo th nh ph¦n Al v b· d y AlGaN [11].4 Mët sè c§u tróc cõa carbon.5 Sü h¼nh th nh c¡c c§u tróc carbon tø graphite.6 C§u tróc graphene v hai d¤ng graphene nanoribbon: zigzag v armchair.7 a) Và tr½ pha t¤p B trong AGNR, b) Pha t¤p N trong AGNR, c) Pha t¤p B-N trong AGNR, d) Mæ h¼nh thi¸t bà cõa AGNR pha t¤p B, N ho°c çng pha t¤p B-N [86].8 a) C§u tróc vòng cõa AGNR thu¦n v AGNR pha t¤p B ð c¡c và tr½ kh¡c nhau, b) Phê I-V cõa AGNR thu¦n v AGNR pha t¤p B ð và tr½ P4 v P6 t÷ìng ùng trong h¼nh 1.9 a) C§u tróc vòng cõa AGNR thu¦n v AGNR pha t¤p B-N k¸t hñp ð c¡c và tr½ kh¡c nhau, b) Phê I-V cõa AGNR thu¦n v AGNR pha t¤p B-N ð và tr½ P1 [86].10 a) Sì ç c§u tróc nguy¶n tû cõa 8-ZGNR v 4 và tr½ t¤p thay th¸ kh¡c nhau, b) Mæ h¼nh thi¸t bà cõa 8-ZGNR ÷ñc tæi hâa bi¶n hydro [87].11 C§u tróc vòng cõa ZGNR pha t¤p B ð 4 và tr½ kh¡c nhau (a, b, c, d) v ZGNR thu¦n (e) [87].12 C§u tróc vòng cõa ZGNR pha t¤p N ð 4 và tr½ kh¡c nhau (a, b, c, d) v ZGNR thu¦n (e) [87].13 C§u tróc penta-graphene [39].14 C¡c c§u tróc penta-graphene nanoribbon [53].15 Sì ç vòng h¼nh th nh t¤i ti¸p gi¡p cho mët HEMT.16 Mæ h¼nh HEMT GaN.17 Mæ h¼nh transistor hi»u ùng tr÷íng düa tr¶n graphene.1 Mæ h¼nh pha t¤p i·u bi¸n trong c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc Al- GaN/GaN.2 H m sâng (a) v c¡c th¸ giam c¦m (b) trong c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc AlGaN/GaN vîi mªt ë 2DEG ns = 5 × 1012 cm−2 , mªt ë donor NI = 5 × 1018 cm−3 , k½ch th÷îc ph¥n bè t¤p Ld = 150 A, kho£ng c¡ch tø 2DEG ¸n t¤p Ls = 70 A khi mªt ë i»n t½ch ph¥n cüc l¦n l÷ñt l σ/e = 5 × 1012 , 1013 v 5 × 1013 cm−2 , ÷ñc kþ hi»u t÷ìng ùng a, b v c. ÷íng li·n n²t v ùt n²t ùng vîi mæ h¼nh r o húu h¤n v mæ h¼nh r o væ h¤n.3 H m sâng trong c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc AlGaN/GaN vîi h m l÷ñng Al trong hñp kim x = 0.3, mªt ë donor NI = 5 × 1018 cm−3 , mªt ë i»n t½ch ph¥n cüc σ/e = 1013 cm−2 , k½ch th÷îc ph¥n bè t¤p Ld = 150 A v kho£ng c¡ch tø 2DEG ¸n t¤p Ls = 70 A khi mªt ë 2DEG l¦n l÷ñt l ns = 1012 , 5 × 1012 , 1013 cm−2 , ÷ñc kþ hi»u t÷ìng ùng a, b v c. ÷íng li·n n²t v ùt n²t ùng vîi mæ h¼nh r o húu h¤n v mæ h¼nh r o væ h¤n.4 H¼nh (a), h m sâng trong c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc AlGaN/GaN vîi h m l÷ñng Al trong hñp kim x = 0.3, mªt ë 2DEG ns = 5 × 1012 cm−2 , k½ch th÷îc ph¥n bè t¤p Ld = 150 A, kho£ng c¡ch tø 2DEG ¸n t¤p Ls = 70 A khi mªt ë donor l¦n l÷ñt l NI = 1018 , 5 × 1018 v 1019 cm−3 , ÷ñc kþ hi»u t÷ìng ùng a, b v c. H¼nh (b), h m sâng trong c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc AlGaN/GaN vîi h m l÷ñng Al trong hñp kim x = 0.3, mªt ë 2DEG ns = 1013 cm−2 , k½ch th÷îc ph¥n bè t¤p Ld = 150 A, mªt ë donor NI = 5 × 1018 cm−3 khi kho£ng c¡ch tø 2DEG ¸n t¤p l¦n l÷ñt l Ls = 0 A, 70 A v 150 A ÷ñc kþ hi»u t÷ìng ùng a, b v c.
÷íng li·n n²t v ùt n²t ùng vîi mæ h¼nh r o húu h¤n v mæ h¼nh r o væ h¤n.1 ë linh ëng khi x²t t¡n x¤ b§t trªt tü hñp kim (AD), t¡n x¤ nh¡m k¸t hñp (CR) v têng c¡c t¡n x¤ (Tot) theo mªt ë i»n t½ch ph¥n cüc σ/e trong c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc pha t¤p i·u bi¸n AlGaN/GaN khi bi¶n ë nh¡m ∆ = 3 A v ë d i t÷ìng quan Λ = 70 A. ç thà nhä k±m theo mæ t£ h m sâng cõa c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc AlGaN/GaN khi mªt ë 2DEG ns = 5×1012 cm−2 , mªt ë donor NI = 5 × 1018 cm−3 , k½ch th÷îc ph¥n bè t¤p Ld = 150 A v kho£ng c¡ch tø t¤p ¸n 2DEG Ls = 70 A; a, b, c ùng vîi gi¡ trà mªt ë i»n t½ch ph¥n cüc σ/e = 5 × 1012 , 1013 , 5 × 1013 cm−2 .2 ë linh ëng khi x²t t¡n x¤ b§t trªt tü hñp kim (AD), t¡n x¤ nh¡m k¸t hñp (CR) v têng c¡c t¡n x¤ (Tot) theo mªt ë donor NI trong c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc pha t¤p i·u bi¸n AlGaN/GaN vîi h m l÷ñng Al x = 0.3, mªt ë 2DEG ns = 5 × 1012 cm−2 , k½ch th÷îc ph¥n bè t¤p Ld = 150 A v kho£ng c¡ch tø t¤p ¸n 2DEG Ls = 70 A khi bi¶n ë nh¡m ∆ = 3 A v ë d i t÷ìng quan Λ = 70 A. ç thà nhä k±m theo mæ t£ h m sâng cõa c§u tróc dà ch§t ph¥n cüc AlGaN/GaN khi mªt ë 2DEG ns = 5 × 1012 cm−2 , k½ch th÷îc ph¥n bè t¤p Ld = 150 A v kho£ng c¡ch tø t¤p ¸n 2DEG Ls = 70 A; a, b, c ùng vîi mªt ë donor NI = 1018 , 5 × 1018 , 1019 cm−3 .3 ë linh ëng khi x²t t¡n x¤ b§t trªt tü hñp kim (AD), t¡n x¤ nh¡m k¸t hñp (CR) v têng c¡c t¡n x¤ (Tot) trong c§u tróc dà ch§t pha t¤p i·u bi¸n AlGaN/GaN theo h m l÷ñng Al x vîi NI = 4 × 1018 cm−3 , Ld = 150 A v Ls = 70 A. Chi·u cao r o V0 (x), mªt ë i»n t½ch ph¥n cüc σ (x), mªt ë 2DEG ns (x), bi¶n ë nh¡m ∆ v ë d i t÷ìng quan Λ thay êi theo x.
C¡c ch§m trán t÷ìng ùng vîi dú li»u thüc nghi»m ÷ñc o ð 77 K [115].4 ë linh ëng khi x²t t¡n x¤ b§t trªt tü hñp kim (AD), t¡n x¤ nh¡m k¸t hñp (CR) v têng c¡c t¡n x¤ (Tot) vîi mæ h¼nh r o húu h¤n cho c§u tróc Al0. C¡c kþ hi»u vuæng ÷ñc tæ en v c¡c kþ hi»u vuæng trèng l¦n l÷ñt l dú li»u thüc nghi»m o ð 20 K cho c§u tróc Al0.73 N/GaN v AlN/GaN [144].1 a) C§u tróc mët æ cì sð cõa SSPGNR ¢ ÷ñc tæi hâa bi¶n hydro v pha t¤p 1 nguy¶n tû (Si, N, P) ð còng và tr½, b) Mæ h¼nh linh ki»n cõa SSPGNR thu¦n ho°c pha t¤p (Si, N, P).2 C§u tróc vòng cõa SSPGNR, Si-SSPGNR, N-SSPGNR v P- SSPGNR.3 Mªt ë tr¤ng th¡i v mªt ë tr¤ng th¡i ri¶ng cõa SSPGNR, Si- SSPGNR, N-SSPGNR v P-SSPGNR.4 ç thà I(V) cõa SSPGNR, Si-SSPGNR, N-SSPGNR v P-SSPGNR.5 Phê truy·n qua T (E) cõa (a) SSPGNR, (b) Si-SSPGNR, (c) N- SSPGNR v (d) P-SSPGNR.6 C§u tróc vòng i»n cüc tr¡i, i»n cüc ph£i v phê truy·n qua t¤i 1.0 V cõa SSPGNR, Si-SSPGNR, N-SSPGNR v P-SSPGNR.7 C§u tróc vòng i»n cüc tr¡i, i»n cüc ph£i v phê truy·n qua cõa N-SSPGNR t¤i a) 0. Vòng m u v ng thº hi»n kho£ng i»n th¸ kh£o s¡t. c) v d) Tr¤ng th¡i t¡n x¤ t¤i nhúng gi¡ trà n«ng l÷ñng °c bi»t trong cêng i»n th¸ cho N-SSPGNR vîi isovalue b¬ng 0.8 C§u tróc vòng i»n cüc tr¡i, i»n cüc ph£i v phê truy·n qua cõa P-SSPGNR t¤i a) 0.
Vòng m u v ng thº hi»n kho£ng i»n th¸ kh£o s¡t. c) v d) Tr¤ng th¡i t¡n x¤ t¤i nhúng gi¡ trà n«ng l÷ñng °c bi»t trong cêng i»n th¸ cho P-SSPGNR vîi isovalue b¬ng 0. 88 ix Danh s¡ch b£ng 1.1 nh h÷ðng cõa t¿ sè c0 /a0 ¸n c÷íng ë cõa ph¥n cüc tü ph¡t trong nitride nhâm III [11].2 H» sè ¡p i»n cõa GaN v AlN c§u tróc wurtzite ÷ñc dòng trong t½nh to¡n [11].1 Nhúng thay êi v· ë d i li¶n k¸t tø c¡c và tr½ ÷ñc pha t¤p ¸n carbon l¥n cªn. Chi·u d i ÷ñc t½nh b¬ng ìn và A.2 Gi¡ trà Ip , Iv v t sè Ip /Iv ð bèn m¨u kh£o s¡t.
86 1 Ph¦n mð ¦u Trong thíi ¤i ng y nay, cæng ngh» b¡n d¨n l mët trong nhúng l¾nh vüc quan trång v câ £nh h÷ðng nh§t ¸n sü ph¡t triºn cõa khoa håc - cæng ngh». Cæng ngh» b¡n d¨n l n·n t£ng cõa x¢ hëi thæng tin, ¢ v ang thóc ©y x¢ hëi lo i ng÷íi ti¸n l¶n vîi nhúng sü thay êi trong s£n xu§t, sinh ho¤t, giao ti¸p v thªm ch½ trong c£ suy ngh¾.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Luận án tiến sĩ: Vận chuyển điện tử trong cấu trúc nano bán dẫn AlGaN/GaN (n.d.) [Luận án tiến sĩ]. LuanAn.net. https://luanan.net/vat-ly/luan-an-tien-si-vat-ly-hien-tuong-van-chuyen-dien-tu-trong-cac-cau-truc-nano-ban-dan-dua-tren-vat-lieu-phan-cuc-algan-gan-va-penta-graphene-nanoribbon
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Luận án tiến sĩ: Vận chuyển điện tử trong cấu trúc nano bán dẫn AlGaN/GaN" nghiên cứu về vấn đề gì?
Nghiên cứu luận án tiến sĩ vật lý về vận chuyển điện tử trong cấu trúc nano AlGaN/GaN và penta graphene nanoribbon.
Luận án "Luận án tiến sĩ: Vận chuyển điện tử trong cấu trúc nano bán dẫn AlGaN/GaN" có bao nhiêu trang?
Luận án "Luận án tiến sĩ: Vận chuyển điện tử trong cấu trúc nano bán dẫn AlGaN/GaN" có 117 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Luận án tiến sĩ: Vận chuyển điện tử trong cấu trúc nano bán dẫn AlGaN/GaN" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.