压缩应变载荷下氮化镓隧道结微观压电特性及其巨压电电阻效应

电子器件可控性研究在日益追求器件智能化和可控化的当今社会至关重要.基于第一性原理和量子输运计算,本文研究了压缩应变载荷对氮化镓(Ga N)隧道结基态电学性质和电流输运的影响,在原子尺度上窥视了氮化镓隧道结的微观压电性,验证了其内在的巨压电电阻(GPR)效应.计算结果表明,压缩应变载荷可以调节隧道结内氮化镓势垒层的电势能降、内建电场、电荷密度和极化强度,进而实现对隧道结电流输运和隧穿电阻的调控.在-1.0 V的偏置电压下,-5%的压缩应变载荷将使氮化镓隧道结的隧穿电阻增至4倍.本研究展现了氮化镓隧道结在可控电子器件中的应用潜力,也展现了应变工程在调控电子器件性能方面的光明前景.