正向偏置(p)SiC/(n)GaN异质结构稳态导电特性的模拟

本文利用MATLAB数值模拟了不同晶相(6H、4H、3C)p型掺杂SiC与六方相n型掺杂GaN构成异质结构的正向稳态导电特性.讨论了(p)SiC/(n)GaN异质结构模型,分析了正向偏压、温度对异质结构内载流子分布的影响,考虑了异质结构内载流子复合率随正向偏压的变化,对比了不同温度异质结构的电容-电压特性,探究了异质结构p区及n区不同少子寿命和掺杂浓度、温度等情况下的主要电流成份与正向偏压的关系.模拟数据与文献的实验结果吻合,可指导SiC/GaN异质结构双极晶体管等器件的制造.

Ti0.7W0.3O2@BiVO4 p⁃n复合异质结构界面光催化剂的制备及其可见光催化降解苯酚机理的研究

设计并制备了新型Ti0.7W0.3O2/BiVO4 p⁃n复合异质结构界面光催化剂应用于可见光条件下降解模拟含苯酚污染物的废水.采用粉末X射线衍射(PXRD)、扫描电镜(SEM)、固体粉末紫外漫反射(DRS)及X射线光电子能谱(XPS)等技术表征了Ti0.7 W0.3 O2/BiVO4 p⁃n复合异质结构界面的性状.结果显示BiVO4纳米粒子均匀地分布在Ti0.7W0.3O2纳米颗粒周围并构筑了稳定的p⁃n复合异质结构界面.Ti0.7 W0.3 O2/BiVO4 p⁃n复合异质结构界面光催化剂具有更宽的可见光响应范围和更低的能带宽度.纯BiVO4和Ti0.7W0.3O2纳米颗粒的导带位置分别为-0.62 eV和0.56 eV.优化了Ti0.7W0.3O2/BiVO4 p⁃n复合异质结构界面光催化剂降解苯酚的条件(即:pH值为4.5,催化剂用量为0.60 g·L^-1和苯酚初始浓度95 mg·L^-1),质量分数为5%Ti0.7W0.3O2/BiVO4表现出最高的苯酚催化活性且初始降解速率常数(k)为0.01137 min^-1.6次连续光催化降解苯酚后,Ti0.7W0.3O2/BiVO4 p⁃n复合异质结构表现出良好的稳定性和可循环使用性.自由基捕获结果说明3种自由基均参加了苯酚的光催化降解过程中,且氧化能力由强到弱顺序为:羟自由基(·OH^-)>过氧化物自由基阴离子(·O2^-)>光生空穴(h^+).总有机碳结果表明苯酚在降解的过程中是先产生了中间降解产物,最后这些中间产物再矿化为无机的CO2和H2O.利用对苯二甲酸(TA)荧光探针证明了Ti0.7W0.3O2/BiVO4 p⁃n复合异质结构界面光催化剂降解苯酚为羟自由基(·OH^-)机理反应;同时,利用紫外⁃可见光谱(UV⁃Vis)和高效液相色谱⁃质谱联用技术(HPLC⁃MS)探究了苯酚的中间降解产物,推测了苯酚在Ti0.7W0.3O2/BiVO4 p⁃n复合异质结构界面上可能的降解机理.

含GaN/AlGaN双异质结源极和半超结的增强型垂直HFET的静态特性

GaN/AlGaN异质结垂直型场效应晶体管(HFET)可用作大功率开关等,但性能受限于击穿电压(V_(B))与比导通电阻(R_(on,sp))的折衷,值得深入研发。本文构建了一种包含GaN/Al_(x1(x2))Ga_(1-x1(x2))N双异质结源极和(n)GaN/(p_(1(2)))Al_(x3(x4))Ga_(1-x3(x4))N/(n)GaN叠层异质半超结的增强型垂直HFET,利用Silvaco TCAD软件模拟了Al组份(x_(1),x_(2),x_(3),x_(4))、(p)AlGaN柱宽度、电流阻挡层浓度对器件静态性能的影响。结果表明,双异质结源极能产生更多的二维电子气(2DEG),改变x_(1)及x_(2)能提高器件的漏极电流密度(J_(DS))并降低R_(on,sp)。调节x_(3)及x_(4)可优化器件的载流子通道,降低R_(on,sp);改善漂移区的电场分布,提升V_(B)。相较于非均匀掺杂同质全超结垂直型HFET[DOI:10.1088/1674-1056/27/4/047305],本器件的R_(on,sp)降低39.33%,功率品质因数(FOM_(BR))提升46.15%,可为设计高性能HFET提供新方案。

氮化镓的材料与器件

本书是新加坡世界科技出版公司出版的《电子学与系统专题》丛书的第33卷。GaN半导体具有独特的材料性质，这些性质引发了半导体系统光电子和电子器件的研究与开发的极大兴趣。氮化物材料与器件对高功率、高温度应用极为有前途，其主要优点是高电子迁移率和饱和速度、在异质结界面上的高层载流子浓度、高击穿电场及当它们生长在SiC或大量的A1N基片上时的低热阻抗。