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采用原子层淀积(ALD)方法,制备了Al2O3为栅介质的高性能AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管(MOS-HEMT)。在栅压为-20 V时,MOS-HEMT的栅漏电比Schottky-gate HEMT的栅漏电低4个数量级以上。在栅压为+2 V时,Schottky-gate HEMT的栅漏电为191μA;在栅压为+20 V时,MOS-HEMT的栅漏电仅为23.6 nA,比同样尺寸的Schottky-gate HEMT的栅漏电低将近7个数量级。AlGaN/GaN MOS-HEMT的栅压摆幅达到了±20 V。在栅压Vgs=0 V时, MOS-HEMT的饱和电流密度达到了646 mA/mm,相比Schottky-gate HEMT的饱和电流密度(277 mA/mm)提高了133%。栅漏间距为10μm的AlGaN/GaN MOS-HEMT器件在栅压为+3 V时的最大饱和输出电流达到680 mA/mm,特征导通电阻为1.47 mΩ·cm2。Schottky-gate HEMT的开启与关断电流比仅为105,MOS-HEMT的开启与关断电流比超过了109,超出了Schottky-gate HEMT器件4个数量级,原因是栅漏电的降低提高了MOS-HEMT的开启与关断电流比。在Vgs=-14 V时,栅漏间距为10μm的AlGaN/GaN MOS-HEMT的关断击穿电压为640 V,关断泄露电流为27μA/mm。 相似文献
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介绍了一种具有高阈值电压和大栅压摆幅的常关型槽栅AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管。采用原子层淀积(ALD)方法实现Al2O3栅介质的沉积。槽栅常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT的栅长(Lg)为2 μm,栅宽(Wg)为0.9 mm(0.45 mm×2),栅极和源极(Lgs)之间的距离为5 μm,栅极和漏极(Lgd)之间的距离为10 μm。在栅压为-20 V时,槽栅常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT的栅漏电仅为0.65 nA。在栅压为+12 V时,槽栅常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT的栅漏电为225 nA。器件的栅压摆幅为-20~+12 V。在栅压Vgs=+10 V时,槽栅常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT电流和饱和电流密度分别达到了98 mA和108 mA/mm (Wg=0.9 mm), 特征导通电阻为4 mΩ·cm2。槽栅常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT的阈值电压为+4.6 V,开启与关断电流比达到了5×108。当Vds=7 V时,器件的峰值跨导为42 mS/mm (Wg=0.9 mm,Vgs=+10 V)。在Vgs=0 V时,栅漏间距为10 μm的槽栅常关型AlGaN/GaN MOS-HEMT的关断击穿电压为450 V,关断泄露电流为0.025 mA/mm。 相似文献
3.
含有机物工业废水的处理仍然是人类实现可持续发展的重大挑战.而光催化作为一种先进的氧化环保技术,以其反应条件温和、能耗相对较低的优点在有机废水处理中受到越来越多的关注.近年来,人们设计和合成了许多不同结构和形状的光催化剂.特别是金属氧化物半导体以其适宜的能带结构、稳定的物化性质、无毒性等特点已成为光催化降解有机废水的研究热点.此外,一维纳米结构(1D)已被证实有利于光催化降解过程,其优势在于比表面积大,离子的迁移路径短,以及独特的一维电子转移轨道.尤其是TiO2纳米纤维由于其亲水性、特殊的形貌和合适的能带位置,在污染物水溶液的处理中表现出优异的光催化性能.然而,TiO2(~3.2 eV)的宽禁带、光生载流子的易复合等缺陷导致其光利用率较低,限制了其实际应用.因此,人们提出了许多提高光催化活性的策略,如掺杂金属或非金属元素、负载贵金属、构建异质结等.构建梯形(S型)异质结已被证实是提高复合材料光催化活性的一种有前途的策略.S型异质结不仅能有效地分离光生电子和空穴,而且还原能力低的半导体CB上的电子和氧化能力低的半导体VB上的空穴复合,而氧化还原能力较强的空穴和电子分别被保留.因此,这一电子转移过程赋予了复合物最大的氧化还原能力.同时,在g-C3N4中引入硫元素可以拓宽其光吸收范围,从而产生更多的光生载流子.此外,额外的表面杂质将有助于e?-h+对的分离,其光催化活性明显高于单纯的g-C3N4.综合一维纳米结构、硫掺杂和S型异质结的优势,本文采用静电纺丝和煅烧法制备了一系列硫掺杂的g-C3N4(SCN)/TiO2 S型光催化剂.制备的SCN/TiO2复合材料在光催化降解刚果红(CR)水溶液中表现出比纯TiO2和SCN更优越的光催化性能.光催化活性的显著增强是由于一维分布的纳米结构和S型异质结.此外,XPS分析和DFT计算表明,电子从SCN通过SCN/TiO2复合材料的界面转移到TiO2.在模拟太阳光照射下,界面内建电场、带边缘弯曲和库仑相互作用协同促进了复合物相对无用的电子和空穴的复合.因此,剩余的电子和空穴具有较高的还原性和氧化性,使复合材料具有最高的氧化还原能力.这些结果通过自由基捕获实验、ESR实验和XPS原位分析得到了充分的验证,说明光催化剂中的电子迁移遵循S型异质结机理.本文不仅可以丰富了新型S型异质结光催化剂的设计和制备方面的知识,并为未来解决环境污染问题提供一个有前景的策略. 相似文献
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随着近年来工业化进程的加速,能源消耗急剧增加,同时伴随着环境的恶化,开发可再生能源的需求日益迫切.氢能因具有高能量密度、零碳排放和可循环利用性而被认为是化石燃料最理想的替代者之一.当下几种制氢技术(如水电解法、丙烷脱氢法和石脑油热解法等)通常需要高温或高功耗,因此其大规模应用受到限制.半导体光催化分解水制氢技术可以将太阳能直接将转化为氢能,为解决能源和环境危机提供了新的契机.ZnO是一种常见的n型半导体,由于其具有优异的环境相容性、高氧化还原电位和低成本等特点,被认为是光催化制氢的理想材料.然而,由于其光生电子-空穴对的快速复合,导致光催化反应效率较低,实际应用受到极大的限制.最近的研究表明,通过耦合两种半导体材料构建S型异质结是提升光催化性能的有效方式.ZnO是一种低价带氧化型半导体,将其与另一种高导带还原型半导体耦合有助于S型异质结的构筑.ZnS是一种理想的还原型半导体材料,与ZnO拥有相同的金属元素.特别是ZnS还可以在ZnO上原位生长并形成致密的接触界面,有望提升体系的光催化性能.在ZnS与ZnO构筑的S型异质结体系中,ZnO中具有弱还原能力的较低导带电子可以与ZnS中具有弱氧化能力的较高价带空穴在异质结界面处直接复合.同时,ZnS中具有较高还原能力的导带电子和ZnO中具有较高氧化能力的价带空穴将得以保留,分别参与还原反应(光催化分解水制氢或二氧化碳还原制备有机燃料)和氧化反应(光催化制氧).由此可见,通过构建S型异质结,不仅可以增强光生电子-空穴分离效率,还可以提高光催化体系的氧化还原能力.此外,ZnS与ZnO还具有相似的晶体结构,表明它们之间的晶格失配度低,载流子传输速度快.本文采用简单的原位硫化法将ZnS负载到ZnO空心微球外壳上,制备出了一种ZnO@ZnS核壳结构的S型空心球光催化剂.S型ZnO@ZnS空心微球光催化剂具有比表面积大、光利用率高、光生载流子分离效率高等优点.XPS测试和材料模拟计算表明,ZnO和ZnS形成S型异质结归因于内部电场的存在.与纯ZnO相比,ZnO@ZnS空心微球的光催化制氢性能得到了极大的提高.本文还提出了ZnO@ZnS光催化剂的S型异质结增强制氢性能的机理.综上,本文为设计高性能制氢光催化剂提供了参考. 相似文献
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本文利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法系统地研究了p-AlGaN层掺杂机理及优化设计生长. 明确了生长温度、压力及TMAl的流量对AlGaN层Al组分的影响关系,并给出了各自不同的机理与作用. 研究发现,Al组分介于10%—30%之间能够很好地将电子限定在量子阱区域并保持高的材料晶体质量. 发展了一种新的生长技术来克服p-AlGaN层掺入效率低下和空穴注入不足的问题. 优化条件下生长的p型AlGaN电子阻挡层很大地提升了InGaN/GaN基LED的输出光功率.
关键词:
氮化镓基
LED
Al组分
电子阻挡层 相似文献
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影响发光二极管光提取效率的主要因素有:出光表面状态、上电极和体内吸收.对于AlGaInP高亮度发光二极管体内吸收主要是衬底和发光区的吸收.一般采用出光表面粗化、窗口层、DBR反射器等措施来提高光提取效率.本文以自发辐射随机分布模型为基础,以AlGaInP高亮度发光二极管典型结构的各种参数为依据,从理论上分析了这几种主要措施对光提取效率的影响. 相似文献
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Frontiers of Physics - Recent progress in the observation of surface-enhanced Raman scattering (SERS) is reviewed to examine the possibility of finding a novel route for the effective... 相似文献
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p-GaN surfaces axe nano-roughened by plasma etching to improve the optical performance of GaN-based light emitting diodes (LEDs). The nano-roughened GaN present a relaxation of stress. The light extraction of the LEDs with nano-roughened surfaces is greatly improved when compared with that of the conventional LEDs without nano-roughening. PL-mapping intensities of the nano-roughened LED epi-wafers for different roughening times present two to ten orders of enhancement. The light output powers are also higher for the nano-roughened LED devices, This improvement is attributed to that nano-roughened surfaces can provide photons multiple chances to escape from the LED surfaces, 相似文献