金刚石与立方氮化硼中声子与缺陷限制的电子和空穴迁移率:一项关键比较
材料科学
2021-08-11 v2
摘要
金刚石和 cBN 是应用于高功率高频电子器件最有前景的超宽禁带(UWBG)半导体中的两种。然而尽管对这些材料中的载流子输运已有广泛研究,其报道的载流子迁移率仍存在巨大差异。本文中,我们通过原子尺度第一性原理计算研究 cBN 与金刚石中声子和掺杂限制的的电子与空穴迁移率,以理解其载流子输运的基本上限。结果表明,尽管 cBN 与金刚石的声子限制电子迁移率相当,但 cBN 的空穴迁移率因其更重的空穴有效质量而显著更低。此外,尽管在低掺杂下晶格散射主导迁移率,但由于高掺杂电离能,中性杂质散射在较高掺杂浓度下成为主导散射机制。我们的分析提供了关键见解,并揭示了金刚石与 cBN 载流子迁移率随掺杂和温度变化的本征上限,以用于高功率电子器件应用。
引用
@article{arxiv.2105.06928,
title = {Phonon- and defect-limited electron and hole mobility of diamond and cubic boron nitride: a critical comparison},
author = {Nocona Sanders and Emmanouil Kioupakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.06928},
year = {2021}
}
备注
18 pages, 7 figures