基于 piezomobility 张量设计高迁移率 p型 GaN
材料科学
2025-08-12 v1
摘要
镀氮化石 (GaN) 是一种宽禁带半导体，广泛应用于固态照明、功率电子和射频放大器。其重要限制是其低本征孔迁移率，阻碍了p型器件开发以及GaN CMOS在下一代电子器件中的大规模集成。先前研究探索了应变用于提高GaN孔迁移率的方法，但缺乏对所有可能应变条件及其对迁移率影响的系统性分析。本研究引入piezomobility张量表示法来表征应力与孔迁移率之间的关系。通过求解包含电子-声子散射和GW准粒子能量修正的 ab initio Boltzmann 输运方程来描绘孔迁移率随应变的依赖性。我们表明存在三种最优应变配置：两种单轴应变和一种剪切应变，可显著提升迁移率。特别是，我们预测在2%单轴压缩条件下孔迁移率可达164 cm²/V·s，在2%剪切应变下可达148 cm²/V·s。我们的 методology 为从第一性原理研究半导体输运性质的应变效应提供了通用框架。
引用
@article{arxiv.2508.06723,
title = {Design of high-mobility p-type GaN via the piezomobility tensor},
author = {Jie-Cheng Chen and Joshua Leveillee and Chris G. Van de Walle and Feliciano Giustino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.06723},
year = {2025}
}