新型半導(dǎo)體氮化銦薄膜的電學(xué)輸運(yùn)特性.pdf

1、本文研究的主要內(nèi)容是新型半導(dǎo)體氮化銦(InN)的電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)。InN在光電子和微電子器件領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。然而它的一些基本性質(zhì)到目前為止還不很清楚。因此很有必要對(duì)氮化銦的電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)作一個(gè)詳細(xì)的研究。 首先介紹了半導(dǎo)體電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)的研究方法和實(shí)驗(yàn)儀器，還簡要介紹了拉曼光譜儀和空間相干模型作為電學(xué)研究的補(bǔ)充。接著對(duì)氮化銦薄膜的經(jīng)典輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了研究。用遷移率譜分析方法研究了InN的表面和體載流子的對(duì)體系輸運(yùn)的貢獻(xiàn)。并且通過深入

2、研究了這兩種載流子的遷移率和濃度隨溫度變化的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)載流子的濃度在10-300K的范圍內(nèi)Ne≈ND-NA,基本上不隨溫度變化；而在所研究的溫度范圍內(nèi)氮化銦中的電離中心散射引起的載流子的變化被LO聲子散射抵消掉了，因此遷移率也基本上不隨溫度變化。還研究了較高溫度下的樣品晶界勢(shì)壘模型的研究，發(fā)現(xiàn)晶界勢(shì)壘的高度隨著磁場升高而線性增加。 本文另一個(gè)重點(diǎn)是對(duì)MOVPE生長的氮化銦薄膜量子輸運(yùn)特性的研究。因?yàn)榈熡休^強(qiáng)的自旋-軌道耦合作

3、用，它在低溫和小磁場下的磁致電導(dǎo)行為表現(xiàn)出明顯的“反弱局域化效應(yīng)”的特點(diǎn)。根據(jù)弱局域化理論的分析得出下面的結(jié)果：MOVPE生長的InN薄膜的量子退相干由三個(gè)獨(dú)立的過程組成：自旋-軌道耦合散射、電子-聲子散射和樣品的結(jié)構(gòu)缺陷引起的與溫度無關(guān)的散射。根據(jù)D’yakonov-Perel關(guān)系式，還第一次用實(shí)驗(yàn)的方法得出了氮化銦的自旋分裂能為5.7meV。這澄清了理論上關(guān)于分裂能從1到13meV的爭論。 為了進(jìn)一步了解氮化銦中的電子退相位