改进的 inverted AlGaAs/GaAs 界面：其对高迁移率量子阱与混合系统的意义
应用物理
2021-06-28 v3
摘要
通过分子束外延（MBE）在 GaAs/AlGaAs 单界面实现的三维电子气（2DEG），若 AlGaAs 合金在 GaAs 之后生长，迁移率可达约 1500 万 cm^2/Vs。令人惊讶的是，对于完全相同但倒置的 AlGaAs/GaAs 界面（即层序反转），迁移率可能降至数百万。本文报道一系列改变生长参数（包括温度、掺杂与组分）的倒置异质结构。将掺杂剂与背景杂质的偏析最小化，使倒置结构迁移率达 1300 万 cm^2/Vs。若无掺杂层位于 2DEG 与相应栅极之间，迁移率随电子密度（由栅极或光照调控）的依赖关系完全相同；否则，其与正序界面结构显著不同。将 2DEG 到表面的距离缩减至 50nm，需要在 2DEG 与表面间附加掺杂层以补偿表面肖特基势垒。讨论了此类浅倒置结构对未来半导体-超导体混合系统的适用性。最后，我们对改进倒置界面的理解使我们能制备优化的双侧掺杂量子阱，在 1K 下展现 4000 万 cm^2/Vs 的电子迁移率。
引用
@article{arxiv.2103.15935,
title = {The improved inverted AlGaAs/GaAs interface: its relevance for high-mobility quantum wells and hybrid systems},
author = {Elcin Külah and Christian Reichl and Jan Scharnetzky and Luca Alt and Werner Dietsche and Werner Wegscheider},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.15935},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 9 figures