Quantum Hall效应首先是由Klitzing等人意外发现的。,1980年在2deg。此后在二维材料(例如石墨烯和WSE 2(过渡金属二甲基化)等材料中观察到了它。为了拥有QHE或QAHE,系统必须是二维的,因为拓扑Chern数仅在偶数上定义。另外,需要通过磁场或磁化而打破时反转对称性。最后,必须有一个完全填充的非零Chern数的能量带。在实践中,我们通常需要一个低温的环境,以避免在能量间隙上进行热激发,并具有高磁场以扩大能量隙(再次避免进行热启动)。如果间隙能量比热能大得多,则可能具有室温QHE(Novoselov等人。,2007年)。
AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)或金属绝缘体半导体HEMT(MIS-HEMT),凭借优越的极化诱导高迁移率二维电子气(2DEG),因其高开关速度、低寄生参数和低导通电阻而受到广泛关注,并在高频射频和功率开关应用方面都取得了公认的成功[1-4]。通常在厚钝化电介质(如SiNx)上设置栅极和/或源极场板,以减轻栅极漏极区域的高电场并获得更高的击穿电压[5-7]。它们也有助于抑制表面态引入的电流崩塌[5,8]。然而,场板结构将引入额外的寄生电容,导致更高的VDS×IDS功率损耗和更长的开关持续时间。此外,钝化层还会引入钝化电介质/(Al)GaN界面态,甚至电介质本身的体态,它们的捕获/去捕获过程会引起寄生电容的动态漂移,导致实际应用中开关转换紊乱,dV/dt控制失效[9-11]。
这项研究研究了垂直堆叠的CVD生长的RES 2 /MOS 2单极异质结构设备作为现场效应晶体管(FET)设备,其中Res 2上的RES 2充当排水管,而MOS 2在底部充当源。进行了RES 2 /MOS 2 FET设备的电气测量值,并针对不同VGS(闸门电压)(漏极电压)的ID(排水电流)(漏极电压)变化,显示了N型设备特性。此外,阈值电压是在栅极偏置电压上计算的,对应于〜12V。拟议的RES 2 /MOS 2 HeteroJunction FET设备的迁移率为60.97 cm 2 V -1 S -1。利用紫外线光学光谱和可见的紫外线光谱法提取了制造的VDW异质结构的带状结构,揭示了Res 2 /MOS 2界面处的2D电子气体(2DEG)的形成,从而探索了制造Fet的高载流子迁移率。通过跨异构结的屏障高度调节,研究了野外效应行为,并根据跨异构结的电荷传输提出了详细的解释。
无序诱导的量子相变 (QPT) 的 Griffiths 奇异性是二维超导体 (2DSC) 中的一个关键问题。在超导系统中,发现无序强度与涡旋钉扎能量有关,而涡旋钉扎能量又与量子 Griffiths 奇异性密切相关;然而,直接研究以阐明涡旋钉扎能量对 2DSC 中量子 Griffiths 奇异性的影响仍有待开展。这里,通过在 2De 电子气体 (2DEG) 上随机沉积超导纳米岛来设计一种人工 2DSC 系统。量子 Griffiths 奇异性存在于石墨烯/Pb 岛阵列混合物中,其中超导行为转变为由垂直磁场诱导的弱局部金属行为,并表现出临界行为,其发散的动态临界指数接近零温度。与石墨烯/Sn岛阵列复合材料中观察到的尖锐QPT相比,通过阿伦尼乌斯图分析获得的石墨烯/Pb岛阵列复合材料中的涡旋钉扎能量更大,这可能有助于量子Griffiths奇异性的存在。这项工作可以为2DSC中的QPT提供全面的解释。
疾病诱导的量子相变(QPT)的奇异性是2D超导体(2DSC)的关键问题。在超导系统中,发现无序的强度与涡旋固定能量有关,这与量子差异密切相关。但是,一项直接研究旨在阐明涡旋固定能量对2DSC中量子的奇异性的作用。在这里,人工2DDSC系统的设计是通过在2DELECTRONT GAS(2DEG)上随机沉积纳米群岛。量子差异性存在于石墨烯/PB-Islands-array混合体中,其中超导行为转变为垂直磁场引起的弱局部金属行为,并表现出与接近零温度的动态临界指数的关键行为。与观察到尖锐的QPT的石墨烯/SN-ISLAY-ARRAY混合的研究相比,从Arrhenius图中获得的涡流固定能量在石墨烯/PB-ISLANDS-rashay杂种中更大,这可能有助于量子gri-riffliflifliffli-riffliflifflifliffli-rifflifliffli-ths singularity。这项工作可以对2DSC中的QPT进行全面的解释。
为了为 CERN 加速器隧道的新灯具提供耐辐射 LED 电源,需要对商用级功率晶体管在高水平粒子辐照下进行特性分析,因为这对半导体器件来说是一个恶劣的环境。这项工作描述了 24 GeV/ c 质子辐照对商用 GaN 混合漏极嵌入式栅极注入晶体管 (HD-GIT) 的影响,当时的剂量为 5.9 × 10 14 p/cm 2。漏极漏电流、阈值电压和 I ds − V ds 曲线的测量表明,在考虑的剂量之后,GaN HD-GIT 的电性能仅发生微小变化;例如,辐照后阈值电压平均增加约 11-13 mV。我们还对质子辐照引起的性能退化提出了物理解释;尤其是高电场下 2DEG 通道中的电子漂移速度似乎由于辐射引起的声子弛豫速率增加而降低。最后,提出了一种使用 GaN HD-GIT 进行电流控制的 AC/DC LED 电源,用于 CERN 隧道的新型灯具,满足辐射硬度和光质量方面的要求。
自 1990 年以来,电阻尼特的表示一直基于二维电子态中发生的 QHE 的整数量化电阻平台。这些量化的电阻值为 RHU) = R'(.,JO/i,其中 R H 是量化的霍尔平台电阻 RK。!lQ 是 1990 年推荐的冯·克利青常数值,i 是整数量子数 [1]。在 1980 年发现 QHE 后的最初几年里,Si-MOSFET 和半导体异质结构(最常见的是 GaAs/Al,Ga(1)As)被用于计量表征和比较 [2-4],最近,几家国家计量研究所已经开发和改进了生长半导体 QHE 器件的配方,适用于在相对较高的电流和弱磁场下进行精确的电阻计量 [5, 6],因此该标准更容易获得并且在计量上更有用。11 不是一个简单的过程来生产在量子水平上经过良好量化的器件在源漏(-D)电流为 20 μJ 至 100 μJ 且温度为 T2:14 μJ 时,i = 2 平台在相对较低的磁通量(8 < 9 T)下工作。这要求 GaAs/AlxGa(I-x)As 异质结构中的材料成分难以复制,从而通过杂质故意降低电子迁移率以增加平台宽度,同时保持相对较高的载流子浓度 ['1]。此外,金属触点必须扩散到异质结构的器件层中,并且通常很难使用现代光刻技术获得多个高导电触点。自从使用微机械解理技术 [7] 发现石墨烯以来,已经开发出几种其他相对简单的方法来生产表现出 QHE 平台的碳基 2DEG(二维电子气)器件。单层石墨烯中独特的电子态产生了一些对基础物理来说最重要的特性,其中单粒子能带结构使电子和π都具有相对论狄拉克费米子的特性,例如,最低的Landa能级之间的间隔非常大。对于一些单层石墨烯器件,这有助于扩大i = 2 QHE平台的o(钉扎)[8, 9],并可能导致器件在比传统半导体QHE器件高得多的温度、更高的电流或更低的场下实现良好的量化,以进行精密计量。此外,在暴露表面上直接制造电极允许在各种配置中进行电子传输测量。与异质结构器件(其中2DEG埋在半导体内部)不同,石墨烯器件中的导电通道可以位于衬底的表面上,因此可以使用表面科学技术对其进行微观扫描和表征。通过使用原子力显微镜(AFM)、低能电子显微镜(LEEM)[10]、扫描隧道显微镜/光谱(STM/STS)[11J和拉曼光谱,石墨烯器件可以收集石墨烯中异常QHE状态下详细形态和微观电子结构之间关系的数据。
电子产品中的辐射损伤减轻仍然是一个挑战,因为唯一成熟的技术——热退火,并不能保证获得良好的结果。在本研究中,我们介绍了一种非热退火技术,其中使用来自非常短持续时间和高电流密度脉冲的电子动量来瞄准和调动缺陷。该技术在 60 Co 伽马辐照(5 × 10 6 拉德剂量和 180 × 10 3 拉德 h − 1 剂量率)GaN 高电子迁移率晶体管上进行了演示。在 30 °C 或更低温度下,饱和电流和最大跨导完全恢复,阈值电压部分恢复。相比之下,300 °C 下的热退火大多使辐照后特性恶化。拉曼光谱显示缺陷增加,从而降低了二维电子气 (2DEG) 浓度并增加了载流子散射。由于电子动量力不适用于聚合物表面钝化,因此所提出的技术无法恢复栅极漏电流,但性能优于热退火。这项研究的结果可能有助于减轻电子器件中某些形式的辐射损伤,而这些损伤很难通过热退火实现。© 2022 电化学学会(“ ECS ” )。由 IOP Publishing Limited 代表 ECS 出版。[DOI:10.1149/2162-8777/ ac7f5a ]
自 1990 年以来,电阻尼特的表示一直基于二维电子态中发生的 QHE 的整数量化电阻平台。这些量化的电阻值为 RHU) = R'(.,JO/i,其中 R H 是量化的霍尔平台电阻 RK。!lQ 是 1990 年推荐的冯·克利青常数值,i 是整数量子数 [1]。在 1980 年发现 QHE 后的最初几年里,Si-MOSFET 和半导体异质结构(最常见的是 GaAs/Al,Ga(1)As)被用于计量表征和比较 [2-4],最近,几家国家计量研究所已经开发和改进了生长半导体 QHE 器件的配方,适用于在相对较高的电流和弱磁场下进行精确的电阻计量 [5, 6],因此该标准更容易获得并且在计量上更有用。11 不是一个简单的过程来生产在量子水平上经过良好量化的器件在源漏(-D)电流为 20 μJ 至 100 μJ 且温度为 T2:14 μJ 时,i = 2 平台在相对较低的磁通量(8 < 9 T)下工作。这要求 GaAs/AlxGa(I-x)As 异质结构中的材料成分难以复制,从而通过杂质故意降低电子迁移率以增加平台宽度,同时保持相对较高的载流子浓度 ['1]。此外,金属触点必须扩散到异质结构的器件层中,并且通常很难使用现代光刻技术获得多个高导电触点。自从使用微机械解理技术 [7] 发现石墨烯以来,已经开发出几种其他相对简单的方法来生产表现出 QHE 平台的碳基 2DEG(二维电子气)器件。单层石墨烯中独特的电子态产生了一些对基础物理来说最重要的特性,其中单粒子能带结构使电子和π都具有相对论狄拉克费米子的特性,例如,最低的Landa能级之间的间隔非常大。对于一些单层石墨烯器件,这有助于扩大i = 2 QHE平台的o(钉扎)[8, 9],并可能导致器件在比传统半导体QHE器件高得多的温度、更高的电流或更低的场下实现良好的量化,以进行精密计量。此外,在暴露表面上直接制造电极允许在各种配置中进行电子传输测量。与异质结构器件(其中2DEG埋在半导体内部)不同,石墨烯器件中的导电通道可以位于衬底的表面上,因此可以使用表面科学技术对其进行微观扫描和表征。通过使用原子力显微镜(AFM)、低能电子显微镜(LEEM)[10]、扫描隧道显微镜/光谱(STM/STS)[11J和拉曼光谱,石墨烯器件可以收集石墨烯中异常QHE状态下详细形态和微观电子结构之间关系的数据。
摘要 - 在本文中,我们对在长期外国家应力下具有p-gan栅极的gan-on-on-si功率hemt中发生的时间依赖性排水崩溃进行了广泛的研究。尤其是,研究了由高温偏移应力引起的时间依赖性分解,这是不同过程和结构变化的函数。主要结果表明,通过改变门对距离距离(L GD)和场板配置,故障的物理位置也会发生变化。如果L GD相对较短(3 µm),则会通过排水和源之间的GAN通道层发生时间分解。在这种情况下,较薄的GAN层显着改善了长期偏离应力的稳健性。如果L GD相对长(≥4µm),则故障发生在二维电子气体(2DEG)和源场板之间。在第二种情况下,GAN层的厚度和L GD对时间依赖性分解没有显着影响,而可以优化场板长度以减少暴露于高电场的面积,因此限制了故障的可能性。最后,也已经分析了Algan屏障层的作用。如果L GD = 3 µm,则首选较薄的α层,而如果LGD≥4µm,则较低的铝含量的较厚层会增加较长的时间,以使较长的时间在未稳定应力下分解。
