AlGaN/AlN/GaN结构中二维电子气的输运特性

摘要

对使用金属有机物汽相沉积法生长的AlGaN/AlN/GaN结构进行的变温霍尔测量,测量结果指出在AlN/GaN界面处有二维电子气存在且迁移率和浓度在2 K时分别达到了1.4×104 cm2·V-1·s-1和9.3×1012 cm-2,且在200 K到2 K范围内二维电子气的浓度基本不变,变磁场霍尔测量发现只有一种载流子(电子)参与导电.在2 K温度下,观察到量子霍尔效应,Shubnikov-de Haas (SdH) 振荡在磁场约为3T时出现,证明了此结构呈现了典型的二维电子气行为.通过实验数据对二维电子气散射过程的半定量分析,推出量子散射时间为0.23 ps,比以往报道的AlGaN/GaN结构中的散射时间长,说明引入AlN层可以有效减小合金散射,进一步的推断分析发现低温下以小角度散射占主导地位.