调制掺杂 GaAs 量子结构中二维迁移率的极限：如何实现 1 亿迁移率

考虑到非故意背景带电杂质、调制掺杂层中的带电施主以及 GaAs 声学声子的散射，我们从理论上探讨了调制掺杂 AlGaAs-GaAs 二维半导体结构中载流子迁移率的实际本征（声子）和非本征（背景及施主）极限。我们发现，将背景杂质密度降低至 $10^{12}$ cm$^{-3}$，并将调制掺杂间距设置为 1000 \AA 或以上，可在载流子密度为 $3\times 10^{11}$ cm$^{-2}$ 且 T=1K 时实现 $100 \times 10^6$ cm$^2$/Vs 的迁移率。然而，在 T=4 (10)K 时，二维迁移率的硬性极限将由声学声子散射决定，最大本征迁移率不高于 22 $(5) \times 10^6$ cm$^2$/Vs。本文提供了随载流子密度、调制掺杂距离和温度变化的详细数值结果，为实现超高二维迁移率的实验工作提供定量指导。