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利用导电氧化物界面实现电阻式随机存取存储器
二维电子气 (2DEG) 可在某些氧化物界面处形成，为创造非凡的物理特性提供了肥沃的土壤。这些特性可用于各种新型电子设备，例如晶体管、气体传感器和自旋电子器件。最近有几项研究展示了 2DEG 在电阻式随机存取存储器 (RRAM) 中的应用。我们简要回顾了氧化物 2DEG 的基础知识，强调了可扩展性和成熟度，并描述了从外延氧化物界面（例如 LaAlO 3 /SrTiO 3 ）到简单且高度可扩展的非晶态-多晶系统（例如 Al 2 O 3 /TiO 2 ）的最新发展趋势。我们批判性地描述和比较了基于这些系统的最新 RRAM 设备，并强调了 2DEG 系统在 RRAM 应用中的可能优势和潜力。我们认为当前的挑战是围绕从一个设备扩展到大型阵列，其中需要在串联电阻降低和制造技术方面取得进一步进展。最后，我们列出了基于 2DEG 的 RRAM 所带来的一些机遇，包括增强的可调性和设计灵活性，这反过来可以为多级功能提供优势。
引用：Arteev DS、Sakharov AV、Nikolaev AE、Zavarin EE、Tsatsulnikov AF，基于 2DEG 的多层 AlGaN/GaN 异质结构，具有较低的 sh
由于 III-N 材料体系的独特性质，AlGaN/GaN 基异质结构可用于制造高电流 (> 1 A/mm [1, 2]) 和高功率 (> 40 W/mm [1]) 的高电子迁移率晶体管和肖特基势垒二极管等器件。此类结构中二维电子气 (2DEG) 浓度的典型值为 N s = 1.0–1.3·10 13 cm -2，电子迁移率 μ ~ 2000 cm 2 V -1 s -1 。通过增加势垒层中的 Al 摩尔分数进一步增加浓度会受到应变弛豫的阻碍 [3]。此外，当 2DEG 密度增加时，2DEG 迁移率通常会大幅下降 [4]，因此电导率保持不变甚至变得更低。使用具有多个 2DEG 的多通道设计的结构可能是实现更高电导率的替代方法 [5, 6]。有关 GaN 多通道功率器件的进展、优点和缺点的更多详细信息，请参阅最近的评论文章 [6]。这种设计能够在不降低迁移率的情况下增加总电子浓度。然而，强的内部极化电场会导致导带能量分布发生显著改变，因此一些无意掺杂的结构的通道可能会完全耗尽，总电导率会明显低于预期。另一方面，向势垒层引入过多的掺杂剂可能会导致寄生传导通道的形成。因此，需要优化设计。在本文中，我们研究了单通道和三通道 AlGaN/AlN/GaN 异质结构的设计对其电学性能的影响。
帽层对6英寸Si(111)衬底上生长的AlN势垒HEMT性能的影响
近年来，氮化镓 (GaN) 基高电子迁移率晶体管 (HEMT) 因其在降低开关损耗、维持高击穿电压以及保持高温稳定性方面所表现出的卓越性能，其商业化进程不断加快 [1,2]。大尺寸 Si 衬底上 GaN 外延生长技术的进步降低了生产成本。同时，Si 上的 HEMT 器件可以轻松集成到现有的 Si 铸造厂中 [4-6]。上述优势使 GaN 基 HEMT 器件更接近大众市场应用。阻挡层是 HEMT 器件中的关键元件之一，它决定了导电通道的电阻。AlGaN 是最常用的阻挡材料。在 AlGaN / GaN 界面区域形成的二维电子气 (2DEG) 表现出良好的稳定性、低的薄层电阻、高的载流子密度和高的电子迁移率 [7,8]。由于在 AlN / GaN 界面区域形成了更高的 2DEG 密度，AlN 作为阻挡层材料也引起了人们的关注 [9]。据报道，薄层电阻 (Rs) 值低至 128 Ω/sq，2DEG 密度为 3.21 × 10 13 / cm 2 [10]。此外，在 AlN 系统中可以避免合金散射，从而提高 2DEG 霍尔迁移率 [11,12]。已经证明了基于 AlN 阻挡层的 HEMT 器件具有低栅极漏电和高 I on / I off 比 [13]。表 1 总结了最近对具有最佳 Rs 性能的 AlN / GaN 异质结构的研究。然而，由于 AlN 与 GaN 沟道层的晶格失配较大 (2.5%)，因此 AlN 的弛豫是一个主要挑战。氮化硅 (SiN x ) 帽层已被用作表面钝化层，以避免/减少 AlN 弛豫 [ 14 ] 。然而，钝化帽层的成分和厚度对抑制弛豫的影响很少被研究。在本文中，我们报告了包含原位生长的 GaN 和/或 SiN x 帽层的 AlN/GaN 异质结构的长期 2DEG 稳定性。
超导KTAO3（111）界面的电子带结构
基于KTAO 3的二维电子气体（2DEGS）由于其高RASHBA自旋 - 轨耦合（SOC）和栅极电压可调性而成为自旋轨道货币学的有前途的平台。最近在KTAO 3 2DEG中发现了超导状态，现在将其潜力扩大到拓扑超导性。尽管使用角度分辨光发射光谱（ARPES）绘制了各种晶体学取向的KTAO 3表面的带状结构，但对于超导KTAO 3 2DEGS并非如此。在这里，我们通过ARPES测量结果揭示了基于KTAO 3（111）单晶的超导2DEG的电子结构。我们使用紧密结合模型拟合数据，并计算相关的旋转纹理，以使您的SOC驱动物理学洞悉该迷人系统的SOC驱动物理。
GaN 层厚度对两者的影响
A.Bellakhdar a,b,* , A.Telia ba LMSF 半导体和功能材料实验室，Amar Telidji Laghouat 大学，阿尔及利亚 b Laboratoire des Microsystèmes et Instrumentation LMI, Département d'Electronique, Faculté de Technologie, Université des Frères Mentouri, 2 Campus Ahmed Hamani, Ain El Bey, Constantine, Algeria In本研究提出了具有不同 GaN 盖层厚度和重 n 掺杂 GaN 盖层的 GaN/AlInN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT)。为了研究 GaN 覆盖层对 (GaN/AlInN/GaN) 异质结构性能的影响，通过求解一维 (1 D) 泊松方程，提出了一种简单的 GaN/AlInN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 阈值电压分析模型，从而找到了二维电子气 (2DEG) 与控制电压之间的关系。分析中考虑了 AlInN/GaN 和 GaN/AlInN 界面处的自发极化和压电极化。我们的模拟表明，GaN 覆盖层降低了二维电子气 (2DEG) 的面密度，从而导致漏极电流减小，并且 n+ 掺杂的 GaN 覆盖层比未掺杂的 GaN 覆盖层具有更高的面密度。 （2021 年 11 月 28 日收到；2022 年 2 月 19 日接受）关键词：GaN 帽、GaN/AlInN/GaN HEMT、2DEG、2DHG、自发极化、压电极化
干式 3He 稀释制冷机内量子级联激光器的太赫兹频率辐射定向传输
我们提出了一种将太赫兹 (THz) 频率量子级联激光器 (QCL) 完全集成到稀释制冷机内的方案，以便将 THz 功率定向传输到样品空间。我们描述了位于制冷机脉冲管冷却器级上的 2.68 THz QCL 的成功运行，其输出通过空心金属波导和 Hysol 热隔离器耦合到位于毫开尔文样品级上的二维电子气 (2DEG) 上，实现了从 QCL 到样品的总损耗 ∼− 9 dB。热隔离器限制了热量泄漏到样品空间，实现基准温度 ∼ 210 mK。我们观察了 QCL 在 2DEG 中引起的回旋共振 (CR)，并探讨了 QCL 对制冷机所有阶段的加热影响。在低至 ∼ 430 mK 的电子温度下可以观察到由 THz QCL 引起的 CR 效应。结果表明，在稀释制冷机环境中利用 THz QCL 以及在极低温（< 0.5 K）凝聚态实验中传输 THz 功率是可行的。
通过阻抗测量值对Algan/GAN自切换二极管中陷阱状态的分析
在过去的几年中，基于Algan/GAN异质结构的设备因其物质特性而受到了极大的关注，包括宽带，高电子迁移率和二维电子气体（2DEG）的高密度，使其成为高功率和高频应用的最佳选择之一。然而，在散装或表面上存在几个不同性质的陷阱，阻碍了这些设备的性能，其行为的不良变化并限制了其可靠性[1]。捕获gan设备中的效果是显着的，这是两个有趣的原因。首先，它们可以通过捕获电子来耗尽2DEG，从而减少电流。第二，它们的缓慢性质会导致频率分散，从而限制了它们的动态性。最近，已经使用了多种技术来研究捕获机制的行为[2-4]，这是由阻抗测量组成的最流行方法之一，允许查找电荷陷阱的激活能（E A）。晶体管中的表面和散装陷阱通常与经典的小信号等效电路并行或串联为RC电路建模，从而捕获设备输出阻抗的频率分散体。为了确定陷阱的参数，必须以广泛的温度（首先进行）进行AC表征，因为陷阱机制的影响在降低温度时会增加，其次，因为人们可以观察到电荷释放的热激活。
温度是 SETSAW 精度的限制因素...
温度是限制 SETSAW 器件作为电流量子标准的精度的一个因素 Nick Fletcher、Jan-Theodoor Janssen 和 Tony Hartland NPL，英国米德尔塞克斯郡泰丁顿 1.摘要 我们测量了声电流平台 I n = nef 的斜率 (∆ I / ∆ V g ) n（n =1 和 2），作为浴温 T 在 0.3 至 4.2 K 范围内的函数。限制在一维通道中的电子“冲浪”频率为 f ≈ 2.8 GHz 的表面声波，该波由沉积在 GaAs 异质结构上的换能器产生。通道宽度由施加到同样沉积在异质结构上的肖特基栅极的电压 V g 控制。将归一化斜率 S = ( ∆ I / ∆ V g ) n /( ∆ I / ∆ V g ) n -1 → n 与使用 Flensburg 等人 [11] 提出的描述器件行为的模型计算出的斜率进行了比较。在这个模型中，S 与有效温度 T eff 相关，该温度可能大于 T 。测量表明，对于 n =1，T eff 的最小值为 1.65 ± 0.1 K，对应于最小值 S ≈ 10 -3 。2.简介 目前，国家计量机构正在进行大量研究工作，旨在开发基于单电子传输的电流量子标准。NPL 参与了两个这样的项目，一个使用单电子 R 泵（详见本摘要 [1] 中的其他内容），另一个基于本文的主题 SETSAW（表面声波单电子传输）技术。图 1 显示了 SETSAW 设备的示意图。该设备制造在半导体衬底（GaAs/Al x Ga 1-x As 异质结构）上，该衬底表面附近包含准二维电子气 (2DEG)。设备一端的叉指换能器 (IDT) 产生表面声波 (SAW)，该表面声波传播通过形成 2DEG 收缩的中心区域。该行进机械波在压电 GaAs 材料中产生相应的电势，该电势与 2DEG 相互作用。在收缩区域（通常由沉积在表面上的金属分裂栅形成，相对于 2DEG 保持在负电位），SAW 电位的最小值可视为移动量子阱，其通过收缩通道传输电子。如果通道足够封闭，即上述量化电流的首次实现于 1996 年 [2] 报道。然而，尽管过去 5 年不断进行研究和开发 [例如“夹断” 使得正常传导被禁止，并且可以布置 SAW 的电位，使得每个电位最小值传输相同（少量）数量的电子，然后该设备用作电流源，产生电流 I=nef ，其中 n 是整数，e 是电子电荷，f 是 SAW 的频率。与使用通过金属-绝缘体-金属隧道结进行电子泵送相比，该技术的优势在于更高的工作频率 - 高达 5 GHz [3] 产生近 1 nA，而约 10 MHz 产生几个 pA。4,5,6]，SETSAW 设备的量化精度仍然低于电子泵 [7]。本文介绍了一项实验的结果，该实验旨在测量 SETSAW 设备特性的温度依赖性，以期更好地理解（并希望控制）误差机制。
新型RESURF AlGaN/GaN HEMTs 器件耐压分析
摘要 本文通过对有源区耗尽层的分析，首次得出AlGaN/GaN HEMT中耗尽层过程不同于硅功率器件的结论。基于AlGaN/GaN HEMT这种特殊的破坏原理，提出了一种新的RESURF AlGaN/GaN HEMT结构，以降低表面电场，提高击穿电压。该结构在极化AlGaN层中引入两个不同的负电荷区，通过耗尽2DEG来降低高边缘电场；在近漏极加入正电荷，首次降低了漏极高电场峰值。应用ISE仿真软件，在器件中验证了虚拟栅极效应。
与微波谐振器耦合的硅三量子点谷分辨光谱理论
含有丰富核自旋无同位素的半导体越来越多地被研究用作自旋量子比特的主体材料，例如硅[1]、锗[2]和石墨烯[3,4]。结果表明，大多数此类材料在块体材料导带中都包含一个电子谷自由度[5]。在基于这些半导体材料的许多纳米结构中，由此产生的谷分裂仍未完全了解，因此在实践中代表了一个不可预测的系统参数。已知谷自由度可描述为二维电子气（2DEG）中的伪自旋，其属性（即谷分裂和谷相）极大地取决于异质结构的界面[6-13]。单个原子步骤可以改变伪自旋的量化轴，并且电子的谷轨道耦合的复相位可以被修改多达π