这项研究展示了暗场 X 射线显微镜 (DFXM)(一种纳米结构的 3D 成像技术)在表征 GaN/AlN/Si/SiO 2 纳米柱顶部的新型氮化镓 (GaN) 外延结构以用于光电应用方面的潜力。纳米柱旨在使独立的 GaN 纳米结构聚结成高度取向的薄膜,因为 SiO 2 层在 GaN 生长温度下变软。在纳米级的不同类型的样品上展示了 DFXM,结果表明,通过这种生长方法可以实现取向极好的 GaN 线(标准偏差为 0.04)以及面积高达 10 10 平方毫米的区域的高度取向材料。在宏观尺度上,高强度 X 射线衍射表明 GaN 金字塔的聚结会导致纳米柱中硅的方向错误,这意味着生长按预期进行(即柱在聚结过程中旋转)。这两种衍射方法证明了这种生长方法对于微型显示器和微型 LED 的巨大前景,这些显示器和 LED 需要小岛状的高质量 GaN 材料,并提供了一种新方法来丰富对最高空间分辨率下光电相关材料的基本理解。
近年来,5G手机服务已成为主流,移动设备的数据传输变得越来越快,为公众提供基础设施非常方便。与移动设备通信的基站安装在地面上并且不动。如果它们由于自然或人为的灾难而受到损坏,则需要时间,可能会导致大规模和长时间的沟通关闭。相比之下,卫星通信系统在地面上发射到太空站的卫星之间建立了通信。地球站可以安装在车辆中,该车站可以迅速移动到必要的位置,以迅速建立和恢复通讯。此外,即使在很难安装基站的海洋上,卫星通信系统也可以在整个区域内提供通信。因此,卫星通信系统已成为我们生活中必不可少的一部分,因为它的多个优势是一种交流手段。
图3给出了不同AlN间隔层厚度下二维电子气密度的变化。间隔层厚度越高,片状电荷密度(ns)越好,在0.5nm~2nm之间与AlN间隔层厚度几乎呈线性关系。电子密度的增加是由于压电和自发极化的影响。由于明显的极化效应,AlN间隔层可能引起偶极散射增加,结果二维电子气迁移率下降。在此临界厚度以下,间隔层增强了导带位移,有效降低了波函数对AlN势垒的穿透,从而降低了合金无序扩散的影响。电子片密度为1.81×1013cm-2,与[15]中计算的1nm AlN层电子片密度大致相同。
摘要 —本文报告了增强型 (E-mode) p-GaN 栅极 Al-GaN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 的高温 (HT) 稳定性,重点介绍了数字和模拟混合信号应用的关键晶体管级参数。从室温 (RT) 到 500°C 的现场测量表明,VVV th、RRR ON、III D , max 和 III G , max 的趋势与基于半导体特性的一阶变化的预期基本一致。制备的晶体管在 500°C 下 20 天内表现出稳定的性能。据作者所知,这项工作是首次系统地研究 E-mode p-GaN 栅极 AlGaN/GaN HEMT 的 HT 性能,并揭示了它们在混合信号和低压电源电路中的应用。索引词 —GaN、p-GaN、晶体管、高温、长期生存
自 1993 年 Shuji Nakamura 制成第一只 GaN 基蓝光发光二极管 (LED) 以来 [1],基于 III 族氮化物材料的 LED 发展迅速并得到了广泛的应用。然而,导致绿光 LED 效率低下的“绿光隙”一直未能得到解决,而蓝光和红光 LED 却实现了较高的发光效率 [2,3]。造成上述问题的原因之一是 InxGa1-xN/GaN 多量子阱 (MQW) 中铟组分的增加,而这是为了使 InGaN 基 LED 能够发出更长的波长的光。由于 InGaN 与 GaN 之间的晶格常数和热膨胀系数不匹配 [4,5],以及 InN 在 GaN 中的低混溶性 [6],高铟组分 InGaN QW 的绿光 LED 会遭受晶体质量劣化。同时,还会产生大量的位错,它们充当非辐射复合中心[7],对发光是不利的。另一方面,有源区产生的光很难从高折射率半导体(n GaN = 2.5)逸出到空气中(n air = 1)。内部光的临界角(θ c )或逸出锥仅为~23.6°[θ c = sin −1(n air /n GaN )],超过此角度发射的光子会发生全内反射,因此只有一小部分光可以逸出到周围的空气中[8]。绿光是三原色之一,提高绿光LED的发光效率是实现高效率、高亮度RGB(红、绿、蓝)LED的关键。
1 英国布里斯托大学 HH Wills 物理实验室器件热成像与可靠性中心 (CDTR),Tyndall Avenue,布里斯托 BS8 1TL,英国。2 中国科学院半导体研究所超晶格与微结构国家重点实验室,北京 100083,中国。3 中国科学技术大学纳米科学与技术研究所,合肥 230026,中国。4 上海高压科学与技术先进研究中心,上海 201203,中国。5 哈尔滨工业大学理学院,深圳 518055,中国。 6 北京工业大学光电子技术教育部重点实验室,北京 100124,中国 7 大阪市立大学电子信息系统系,大阪住吉杉本 3-3-138,日本 558-8585 8 大阪都立大学工程研究生院,大阪住吉杉本 3-3-138,日本 558-8585
通过AlGaN/GaN/InGaN结构实现8 W mm 1,通过N极性GaN HEMT实现94 GHz时8 W mm 1 [3]。这些结果对于商业(5G及以上、汽车雷达)和国防(SATCOM、雷达)应用越来越重要,所有这些应用都在向毫米波频率范围(30 – 300 GHz)推进。为了进一步提高GaN HEMT的优势,我们的研究小组在氮化铝(AlN)缓冲层上引入了HEMT。[4 – 6]通过用AlN替换AlGaN顶部势垒并用AlN替换典型的GaN缓冲层,AlN/GaN/AlN异质结构具有更高的热导率、改善了薄GaN通道(<30nm)的载流子限制,并且与其他传统顶部势垒材料(如AlGaN或InAlN)相比,顶部势垒具有出色的垂直可扩展性。其他研究小组也展示了基于AlN 的器件的有希望的结果,包括基于AlN 衬底的HEMT,在X 波段实现15 W mm 1 [7] ,AlN 缓冲区击穿功率为 5 MV cm 1 [8] 。已经展示了使用AlN 顶部势垒的HEMT,包括GaN HEMT 记录f T = f max 为454/444 GHz,[9 – 11] PAE 为27% ,相关输出功率为1.3 W的W 波段功率放大器,[12] 噪声系数小于2的K a 波段低噪声放大器,[13] 以及40 GHz 时为4.5 W mm 1 [14] 。所有这些器件都基于AlN/GaN/AlGaN 异质结构。 AlN/GaN HEMT 已显示出 Ga 极性 HEMT 在 W 波段的创纪录输出功率,在 94 GHz 时 P out ¼ 4 W mm 1。[15] 除了射频 (RF) HEMT 之外,氮化铝还具有单片集成大电流 GaN/AlN p 型场效应晶体管 (pFET) [16 – 18] 和晶体 AlN 体声波滤波器 [19] 的潜力,这两者都是通过 AlN 缓冲层实现的。SiC 衬底以衬底集成波导 (SIW) 和天线的形式实现了进一步的集成。[20] 这种集成生态系统被称为 AlN 平台,使高功率氮化物互补金属氧化物半导体 (CMOS)、RF 滤波器、单片微波集成电路 (MMIC) 以及 RF 波导和天线共存于一个单片芯片上。[21]
摘要 - 我们报告了ALSCN屏障宽带氮化物晶体管中铁电盖的首次观察。通过直接外观生长生长所实现的这些铁热型装置,其中一类新的铁电晶体管本身是极性的,其中半导体是极性的,并且结晶铁电屏障与底物搭配。迄今为止,此处报道的铁热室使用最薄的氮化物高和铁电屏障,以在4 A/mm处提供最高的电流,以及在任何铁电晶体管中观察到的最高速度ALSCN晶体管。ferrohemts hysteric i d-v gs环,阈值斜率低于玻尔兹曼的极限。对照ALN屏障Hemt既不表现出滞后,也不表现出子螺栓行为。这些结果将第一个外延高K和铁电屏障技术引入了RF和MM-Wave电子设备,但它们也引起了人们的兴趣,它是将数字电子中记忆和逻辑功能相结合的新材料平台。
约430 nm。为了便于GaN芯片与条带的有效组装,将使用3D聚乳酸打印机制备的固定器扣在PCB上并用于固定条带的一端,如图1d所示。条带与器件之间的初始间距设计为0.2 mm,选择杨氏模量为190 GPa的304型不锈钢作为条带材料,以避免与被测流体发生化学反应。使用宽度为6 mm的宽条带不仅可以避免环境光的影响,还可以确保发射器的发光被高度覆盖。而且由于GaN器件不接触流体,流体的吸收或透明度不会影响测量结果。
NASA STI 计划由机构首席信息官主持运作。该计划收集、组织、归档和传播 NASA 的 STI。NASA STI 计划提供对 NASA 技术报告服务器 — 注册 (NTRS Reg) 和 NASA 技术报告服务器 — 公共 (NTRS) 的访问权限,从而提供世界上最大的航空航天科学 STI 集合之一。结果在非 NASA 渠道和 NASA 的 NASA STI 报告系列中发布,其中包括以下报告类型:• 技术出版物。已完成的研究或重要研究阶段的报告,介绍 NASA 计划的结果并包含大量数据或理论分析。包括被认为具有持续参考价值的重要科学和技术数据和信息的汇编。NASA 对应同行评审的正式专业论文,但对手稿长度和图形演示范围的限制不那么严格。• 技术备忘录。初步或具有专门意义的科学和技术发现,例如“快速发布”报告、工作文件和包含最少注释的参考书目。不包含广泛的分析。