摘要 — 从硅上外延生长的氮化镓 (GaN) 开始,设计、制造并表征了集成压电换能器的预应力微谐振器。在夹紧梁中,众所周知,拉伸应力可用于增加谐振频率。在这里,我们计算了预应力梁中平面外弯曲模式的模态函数,并推导出一个模型来预测谐振频率和压电驱动因子。我们表明,理论和实验结果之间可以获得良好的一致性,并推导出机电转换的最佳设计。最后,我们的模型预测了由于拉伸应力导致的品质因数增加,这已通过真空下的实验测量得到证实。这项研究展示了如何利用外延工艺产生的材料质量和初始应力。
必须充分利用它们的物理特性并成功实现器件,例如各种成功的 III-V 半导体器件 40,41 ——最终目标是外延和单晶生长。Sb2Te3(以及其他拓扑绝缘体,如 Bi2Te3 和 Bi2Se3)的外延膜已通过分子束外延工艺直接生长,29,30 该技术在批量生产中显示出其局限性。另一方面,化学气相沉积技术存在形态控制不佳的问题,我们专门研究了 MOCVD 在这方面的研究。 TI 生长中常用的衬底,例如 Si(100)、Si(111) 和 Al 2 O 3 (0001),与 Sb 2 Te 3 (以及一般的 TI) 存在明显的晶格失配,因此在存在旋转畴的情况下,会生长为取向性较差的多晶层 23,32 – 34 ,只有少数例外 42,43
III 族氮化物半导体因其在固态照明和功率器件中的出色应用而备受关注,在下一代光电和电子设备的发展中发挥着关键作用。铁电性、铁磁性和超导性等新兴特性正在被整合到 III 族氮化物中,增强了它们在未来先进半导体和量子技术中的应用潜力。最近在氮化物材料(包括 ScAl(Ga)N 和 AlBN)中发现的铁电性实验证据激发了人们的极大研究热情。氮化物铁电体被认为是开发尖端微电子存储器、声学设备和量子设备的有前途的材料,有可能催化铁电特性与微电子的融合和增强功能。本期特刊将深入研究 III 族氮化物半导体,包括结构、特性和各种外延工艺。此外,它还旨在研究 III 族氮化物半导体在电子、光电和铁电领域的应用。
氧化镓 Ga 2 O 3 是一种很有前途的半导体电子材料。近年来,对其性质和合成技术进行了广泛的研究 [1,2]。不幸的是,对其外延生长的研究只集中在一个狭窄的最佳条件范围内。具体来说,还没有发表过关于宽区间温度变化对沉积速率影响的数据。这些数据对于彻底了解金属有机气相外延 (MOVPE) 的机制、充分考虑整个反应器容积内的化学和物理过程以及优化外延反应器的几何形状是必需的。在本研究中,研究了 MOVPE 中 Ga 2 O 3 沉积速率对宽区间温度变化的依赖关系。将获得的结果与众所周知的 GaN 和金属镓 (三甲基镓的单独热解) 的依赖关系进行了比较。为了排除反应器设计和温度测量方法对结果的影响,我们在类似条件下直接在同一反应器中测量了这些依赖关系。与任何其他化学气相外延工艺一样,MOVPE 中的沉积速率对温度的依赖性也具有三个明显的部分。在低温下,沉积速率受表面化学反应速率控制。这种生长方式称为动力学受限方式。在最简单的情况下,阿伦尼乌斯曲线的线性部分与之相对应。在存在分子氢甚至原子氢的情况下,动力学部分向低温(与金属有机化合物的单独热解依赖性相比)移动,这些氢可能由 V 族氢化物提供。在较高温度下,沉积速率受组分向表面的传输控制。