epitaxial CrN 层中载流子输运与电子带隙
材料科学
2025-11-26 v1
摘要
研究了利用等离子体辅助分子束沉积法在 AlN(0001) 和 AlN(11\bar{2}2) 模板上同时生长的约 75 nm 厚的无掺杂 CrN 层的输运性能与电子带隙。生长于 AlN(0001) 和 AlN(11\bar{2}2) 的层面呈现 (111) 和 (113) 表面取向。所有层均表现出约 280 K 的亚铁磁性，通过温度依赖的磁学和电学测量得以观察。霍尔效应测量表明其在 4~920 K 的宽温范围内表现出 n 型半导体行为。在低温 (4~260 K) 时，数据显示来自金属掺杂带和导带的平行导电通道。载流子迁移率的温度依赖性符合非伪金刚石半导体的特征，在 400 K 以下由离子杂质散射主导，在 400 K 以上由声子散射主导。通过分析 300~920 K 范围内温度依赖的载流子浓度，可得出与本征导电相关的两个激活能：0.15 eV（不确定度为 -0.02/+0.10 eV），我们将其归因于基本带隙；以及 0.50 eV（不确定度为 -0.05/+0.15 eV），表示更高能态的跃迁。
引用
@article{arxiv.2511.20625,
title = {Carrier transport and electrical bandgaps in epitaxial CrN layers},
author = {Duc V. Dinh and Jens Herfort and Andreas Fiedler and Oliver Brandt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.20625},
year = {2025}
}