شماره 46 - بهار 1396
ICNS7
شماره 47-تابستان 1396
فهرست

بررسی نظری خواص ترابری الکتریکی تحت تاثیر "پدیده فوتورسانش پایدار PPC" در ساختار ناهمگون AlxGa1−xN/AlN/GaN

نشریه: شماره 45- زمستان 1395 - مقاله 1   صفحات :  4 تا 10



کد مقاله:
45-01

مولفین:
عطیه قلیچ لی
حسین عشقی: دانشگاه صنعتی شاهرود - دانشکده فیزیک


چکیده مقاله:

در این مقاله به مطالعه نظری وابستگی تحرک پذیری الکترونی به تراکم گاز الکترون دو بعدی 2DEG در ساختار ناهمگون AlxGa1-xN/GaN 25/0 و 15/0x تحت تاثیر پدیده فوتورسانش پایدار در دمای پایین K 6/1 پرداخته‌ایم. نتایج تحلیل ما مبتنی بر انواع سازوکار‌های پراکندگی و قاعده ماتیسن حاکی از آن است که در تراکم‌های الکترونی پایین، پراکندگی دررفتگی‌ها سهم غالب را در کنترل تحرک گاز الکترون دو بعدی برای هر دو نمونه بر عهده داشته‌اند؛ اما در تراکم‌های بالاتر، نه تنها دررفتگی‌ها بلکه سازوکار‌های "ناخالصی‌های بخشنده‌های از راه دور" و "ناهمواری‌های سطح مشترک" نیز بر تحرک الکترون‌ها تاثیر می‌گذارند. محاسبات ما همچنین نشان می‌دهد که با کاهش کسر مولی آلومینیوم در لایه سد AlGaN، تراکم دررفتگی‌ها کاهش یافته و منجر به تحرک پذیری الکترونی بالاتری شده است.


Article's English abstract:

In this paper, we have theoretical studied the dependence of electron mobility to the density of the two-dimensional electron gas 2DEG under the influence of persistent photoconductivity phenomenon of AlxGa1-xN/AlN/GaN x0.15 and 0.25 heterostructure in low temperature 1.6 K. The results of our analysis based on various scattering mechanisms and Matthiessen’s rule indicate that in low electron densities in both samples, the dislocation scattering is the main controlling mechanism of the 2DEG mobility; but in higher densities, not only the dislocation scattering but also "impurities due to remote donors" and "interface roughness" mechanisms affect the mobility of the electrons. Our calculations also show that by decreasing the aluminum mole fraction in the AlGaN barrier layer, the dislocation density is reduced and lead to a higher electron mobility.


کلید واژگان:
خواص ترابری الکتریکی، ساختار ناهمگون، چاه کوانتومی مثلثی، گاز الکترون دو بعدی، ، سازوکار‌‌های پراکندگی

English Keywords:
Electrical transport properties, heterostructure, triangular quantum well, two dimensional electron gas, scattering mechanisms

منابع:

English References:
1. A, Nakajim; P, Liu; M, Ogura; T, Makino; K, Kakushima; SI, Nishizawa; H, Ohashi; S, Yamasaki; H, Iwai; Generation and transportation mechanisms for two-dimensional hole gases in GaN/AlGaN/GaN double heterostructures. Journal of Applied Physics 115 (15): 153707, 2014. 2. N, Biyikli; J, Xie; YT, Moon; F, Yun; CG, Stefanita; S, Bandyopadhyay; H, Morkoç; I, Vurgaftman; JR, Meyer; Quantitative mobility spectrum analysis of AlGaN/GaN heterostructures using variable-field hall measurements. Appl. Phys. Lett 88: 142106, 2006. 3. H, Wang; Y, Chen; Y, Li; X, He; Dependence of the Structure, Optical Phonon Modes and Dielectric Properties on Pressure in Wurtzite GaN and AlN. Advances in Materials Physics and Chemistry 5 (08): 316-324, 2015. 4. E, Tiras; O, Celik; S, Mutlu; S, Ardali; SB, Lisesivdin; E. Ozbay; Temperature dependent energy relaxation time in AlGaN/AlN/GaN heterostructures. Superlattices and Microstructures 51 (6): 733-744, 2012. 5. C, Liu; S, Yang; K, Shi; G, Liu; H, Zhang; D, Jin; C, Gu; G, Zhao; L, Sang; X, Liu; Q, Zhu; Z, Wang; Two dimensional electron gas mobility limited by scattering of quantum dots with indium composition transition region in quantum wells. Physica E: 52: 150-154, 2013. 6. A, Mohanbabu; N, Anbuselvan; N, Mohankumar; D, Godwinraj; CK, Sarkar; Modeling of sheet carrier density and microwave frequency characteristics in Spacer based AlGaN/AlN/GaN HEMT devices. Solid-State Electronics 91: 44-52, 2014. 7. S, Baskaran; A, Mohanbabu; N, Anbuselvan; N. Mohankumar, D, Godwinraj; CK, Sarkar; Modeling of 2DEG sheet carrier density and DC characteristics in spacer based AlGaN/AlN/GaN HEMT devices. Superlattices and Microstructures 64: 470-482, 2013. 8. M, Demir; Z, Yarar; M, Ozdemir; Effect of polarization and interface roughness on the transport properties of AlGaN/GaN heterostructure. Solid State Communications 158: 29-33, 2013. 9. Y, Du; B, Chang; X, Fu; X, Wang; M, Wang; Electronic structure and optical properties of zinc-blende GaN. Optik 123 (24): 2208-2212, 2012. 10. T, Arai; D, Timmerman; R, Wakamatsu; DG, Lee; A, Koizumi; Y, Fujiwara; Enhanced excitation efficiency of Eu ions in Eu-doped GaN/AlGaN multiple quantum well structures grown by organometallic vapor phase epitaxy. Journal of Luminescence 158: 70-74, 2015. 11. VS, Katti; SS, Kubakaddi; High field transport properties in a GaN/AlGaN heterostructure. Physica E: 44 (1): 156-162, 2011. 12. Y, Sato; S, Ishizaki; Y, Murakami; M, Idham; N, Ain; T, Matsunaga; Some Properties of Group-III Nitride Thin Films Directly Grown on Non-Single-Crystalline Substrates by Using a Molecular Beam Epitaxy Apparatus. Journal of Modern Physics 6 (09): 1289-1297, 2015. 13. SW, Kaun; E, Ahmadi; B, Mazumder; F, Wu; EC, Kyle; PG, Burke; UK, Mishra; JS, Speck; GaN-based high-electron-mobility transistor structures with homogeneous lattice-matched InAlN barriers grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy. Semicond. Sci. Technol 29 (4): 045011, 2014. 14. E, Arslan; S, Bütün; SB, Lisesivdin; M, Kasap; S, Ozcelik; E, Ozbay; The persistent photoconductivity effect in AlGaN/GaN heterostructures grown on sapphire and SiC substrates. J. Appl. Phys 103 (10): 103701, 2008. 15. Ö, Kelekçi; PT, Ta?l?; H, Yu; M, Kasap; S, Özçelik; E, Özbay; Electron transport properties in Al0.25Ga0.75N/AlN/GaN heterostructures with different InGaN back barrier layers and GaN channel thicknesses grown by MOCVD. Phys. Status Solidi A 209 (3): 434-438, 2012. 16. A, Bengi; SB, Lisesivdin; M, Kasap; T, Mammadova; S, Ozcelik; E, Ozbay; Analysis of defect related optical transitions in biased AlGaN/GaN heterostructures. Materials Science in Semiconductor Processing 13 (2): 105-108, 2010. 17. RB, Tan; W, Xu; Y, Zhou; XY, Zhang; H, Qin; Two-dimensional electron transport in AlGaN/GaN heterostructures. Physica B: Condensed Matter 407 (21): 4277-4280, 2012. 18. N, Biyikli; Ü, Özgür; X, Ni; Y, Fu; H, Morkoç; Ç, Kurdak; Illumination and annealing characteristics of two-dimensional electron gas systems in metal-organic vapor-phase epitaxy grown AlxGa1?xN/AlN/GaN heterostructures. J. Appl. Phys 100: 103702, 2006. 19. J, Singh; Semiconductor Optoelectronic. Mc Graw- Hill, Inc, 1995. 20. H, Eshghi; M, Mootabian; A quantitative study on the effect of nitrogen concentration on two-dimensional electron gas (2DEG) mobility in a dilute nitride GaAsN/AlGaAs heterostructure. Solid State Communications 151 (1): 80–83, 2011. 21. K, Lee, MS, Shur; TJ, Drummond; CH, Morko; Low field mobility of 2d electron gas in modulation doped AlXGa1-XAs/GaAs layers. J. Appl. Phys 54 (11): 6432, 1983. 22. JH, Davies; The Physics of Low dimensional Semiconductors. Cambridge University Press, Cambridge, 1998. 23. I, Lo; JK, Tsai; Li-Wei Tu; KY, Hsieh; MH, Tsai; CS, Liu; JH, Huang; S, Elhamri; WC, Mitchel; JK, Sheu; Piezoelectric effect on Al0.35-?In?Ga0.65N/GaN heterostructures. Appl. Phys. Lett 80: 2684, 2002. 24. KR, Begum; NS, Sankeshwar; Phonon-limited electron mobility in III-nitride heterojunctions. Diamond



فایل مقاله
تعداد بازدید: 323
تعداد دریافت فایل مقاله : 6



طراحی پرتال|طراحی پورتالطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک