半導體達到性能基線的瓶頸,氮化鎵晶體缺陷的罪魁禍首可能是氮

隨著硅基半導體逐漸達到其性能極限,氮化鎵(GaN)正成為推動LED技術,高頻晶體管和光伏器件發展的下一代材料。然而由於異質外延存在晶格失配,氮化鎵晶體有著明顯的缺陷,阻礙了相關技術的發展。

半導體達到性能基線的瓶頸,氮化鎵晶體缺陷的罪魁禍首可能是氮

據報道,希臘亞里士多德大學的研究小組,通過檢查和確定氮化鎵晶格的六種核心配置,發現了氮(N)原子可能是氮化鎵基設備發生位錯的的主要原因,這可以幫助科學家找到優化這種材料的具體方法。研究成果發表於《Journal of Applied Physics》上。

半導體達到性能基線的瓶頸,氮化鎵晶體缺陷的罪魁禍首可能是氮

論文作者Joseph Kioseoglou表示,他們通過分子動力學和密度泛函理論模擬的方法進行計算分析,來確定氮化鎵中沿<1-100>方向的a型基底邊緣位錯的結構和電子特性。該研究基於三種具有不同核心配置的模型,並使用大約15,000個原子,對每種配置進行分子動力學計算。最終研究人員發現,與Ga極配置相比,N極配置在帶隙中展現了更多的狀態,以及更小的帶隙值。“這些發現可能證明了氮是GaN基設備位錯的主要因素。


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