Si/AlN p-n 异构结接触超薄 SiO2
应用物理
2024-10-14 v2 材料科学
摘要
超宽带隙（UWBG）材料在高功率射频电子器件和深紫外光子器件中具有巨大的潜力。其中，AlGaN 作为一种可调带隙从 3.4 eV（GaN）到 6.1 eV（AlN）并具有卓越材料特性的材料，备受青睞。然而，在高铝组成 AlGaN 中实现有效的 p 型掺杂仍是一个巨大的挑战。本研究提出了一种替代方法，通过 semiconductor grafting 技术制造 p+ Si/n-AlN/n+ AlGaN 异构结结构。原子力显微镜（AFM）分析显示，AlN 和纳米膜表面呈现光滑的拓扑结构，粗糙度分别为 1.96 nm 和 0.545 nm。高角度圆锥形暗场扫描电子显微镜（HAADF-STEM）确认 Si/AlN 界面锋利且清晰，具有最小的缺陷和强大的化学键，对于高效载流子传输至关重要。X射线光电子能谱（XPS）测量显示，pn 结具有型 I 异构特性，价带偏移为 2.73 eV-2.84 eV，导带偏移为 2.22 eV-2.11 eV。pn 二极管器件表现出线性电压-电流（I-V）特性，理想因子为 1.92，整流比为 3.3E4，开启电压为表明有效的 p-n 异构结。温度依赖 I-V 测量显示其在 90°C 时仍可稳定工作。该异构结的高质量界面和电气性能展示了其在先进 AlGaN 基 optoelectronic 和电子器件中的潜力。
引用
@article{arxiv.2407.17360,
title = {Si/AlN p-n heterojunction interfaced with ultrathin SiO2},
author = {Haris Naeem Abbasi and Jie Zhou and Ding Wang and Kai Sun and Ping Wang and Yi Lu and Jiarui Gong and Dong Liu and Yang Liu and Ranveer Singh and Zetian Mi and Zhenqiang Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.17360},
year = {2024}
}
备注
23 pages, 6 figures