通过载流子反馈打破材料限制的温度系数电阻
应用物理
2025-08-20 v1
摘要
温度系数电阻（TCR）是材料最基本的属性之一。表现出高TCR的半导体材料是用于自动驾驶系统的高分辨率热成像、高精度温度传感和神经形态计算的理想候选材料。然而，TCR 通常在300 K附近低于5%/K，如vanadium oxide和无定形硅。灵感来自电子电路中反馈的独特特征，我们演示了一种在二维InGaAs/InP n-p-n晶体管中实现近300 K处最高可达150%/K可调TCR的技术，由内部一致的载流子反馈机制实现。在该器件中，电流放大源于温度依赖的晶体管增益与雪崩乘积之间的协同作用。通过晶体管效应在发射结-基准结处放大的载流子被注入到集电结-基准结处，雪崩乘积产生额外的载流子。这些多余载流子随后反馈到发射结-基准结，引发进一步的晶体管放大。这种再生性正反馈回路导致TCR显著升高且可被偏置电压调节。本工作揭示了通过器件工程克服材料层面物理极限的潜力。
引用
@article{arxiv.2508.13987,
title = {Breaking the material-limited temperature coefficient of resistance via carrier feedback in a single transistor},
author = {Jiazhen Chen and Yihao Song and David Alexander Montealegre and Mingyang Cai and Minjoo Larry Lee and Fengnian Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13987},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 4 figures