AlN/GaN 异质结构的极化平衡设计：在双势垒结构中的应用
介观与纳米尺度物理
2015-05-27 v2 材料科学
其他凝聚态物理
计算物理
摘要
在极性异质结构（如 AlN/GaN 和其他氮化物化合物）中，掺杂引线（包层）与有源区之间的界面通常会形成反型和耗尽区。耗尽区的能带弯曲会建立一个势垒，可能严重阻碍垂直电输运。这可能破坏量子级联激光器和共振隧穿二极管等器件的性能。在此，我们引入极化平衡和极化平衡设计的概念：当施加的偏压与自发极化和压电效应引起的电压降匹配时，结构即为极化平衡。设计在此偏压下运行的器件具有极化平衡设计。这些概念提供了一种避免耗尽区形成的系统方法。作为测试案例，我们考虑了具有 AlGaN 引线的 AlN/GaN 双势垒结构的设计。为指导我们的工作，我们推导了由极化效应引起的内禀电压降、有源区的平均合金组分以及引线的合金浓度之间的简单关系。极化平衡设计确保了无偏置结构基态的良好填充，而对于具有有效清空有源区结构的偏置结构，它消除了耗尽势垒。
引用
@article{arxiv.1102.4977,
title = {Polarization-balanced design of AlN/GaN heterostructures: Application to double-barrier structures},
author = {Kristian Berland and Thorvald G Andersson and Per Hyldgaard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.4977},
year = {2015}
}