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匹配晶格的多通道 AlScN/GaN 异质结构

材料科学 2024-10-15 v1

摘要

AlScN 是一种新型宽带隙、高介电常数、铁电性材料,适用于射频、存储和功率应用。将高质量 AlScN 与 GaN 在等向层堆中成功集成,严重依赖于通过生长控制晶格参数和表面或界面。本研究 investigates AlScN/GaN 多层异质结构的分子束蒸发生长和传输性能。单层 Al1x_{1-x}Scx_xN/GaN 异质结构在 xx = 0.09 -- 0.11 之间实现晶格匹配组成,生长温度为 330 ^\circC 至 630 ^\circC。通过目标晶格匹配 Sc 组成,实现了具有十个和二十个周期的伪同质 AlScN/GaN 多层结构,经 X 射线衍射 (XRD) 和扫描透射电子显微镜 (STEM) 确认表现出优异的结构和界面性能。这些多层异质结构在二十个通道时表现出最高可达 8.24×10148.24 \times 10^{14}/cm2^2 的大幅极化诱导净可移动电荷密度。单层数目与 AlScN/GaN 周期数呈正比例关系。通过识别晶格匹配生长条件并用于生成多个导电通道,本工作增强了对 AlScN/GaN 材料平台的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.09153,
  title  = {Lattice-Matched Multiple Channel AlScN/GaN Heterostructures},
  author = {Thai-Son Nguyen and Naomi Pieczulewsi and Chandrashekhar Savant and Joshua J. P. Cooper and Joseph Casamento and Rachel S. Goldman and David A. Muller and Huili G. Xing and Debdeep Jena},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.09153},
  year   = {2024}
}