人工晶体学报

作者：杨帆, 许并社, 董海亮, 张爱琴, 梁建, 贾志刚

单位：1.太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024; ；2.山西浙大新材料与化工研究院,太原 030000; ；3.陕西科技大学材料原子·分子科学研究所,西安 710021

关键词：AlGaN/GaN,纳米线结构,平面结构,二维电子气浓度,异质结构,能带结构,

基金：国家自然科学基金(21972103,61904120,61604104,51672185);山西浙大新材料与化工研究院研发项目(2021SX-AT001,2021SX-AT002)

本文设计了纳米线核壳AlGaN/GaN异质结构,研究了势垒层厚度、Al组分、掺杂浓度对平面和纳米线异质结构中二维电子气(2DEG)浓度的影响规律。结果表明,随着势垒层厚度的逐渐增大,两种结构中2DEG浓度增速逐渐减缓,当达到40 nm后,由于表面态电子完全发射,2DEG浓度逐渐稳定不变。随着Al组分的增加,极化效应逐渐增强,使得两种结构在异质界面处的2DEG浓度都逐渐增加。当掺杂浓度逐渐提高时,两者在异质界面处电势差增大,势阱加深,束缚电子能力加强,最终导致2DEG浓度逐渐增加,当掺杂浓度增加到2.0×1018 cm-3后,2DEG面密度达到最大值。与平面结构相比,纳米线结构可以实现更高的Al组分,在高Al组分之下,2DEG面密度最高可达5.13×1013 cm-2,相比于平面结构有较大的提高。

来源：2023年第6期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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