GaN／A1xGal-xN异质结二维电子气的磁电阻研究

通过对GaN／A1xGa1-xN异质结中二维电子气磁输运结果的分析,研究了磁电阻的起因．结果表明,整个磁场范围的负磁电阻是由电子一电子相互作用引起的,而高场下的正磁电阻来源于平行电导的进一步修正．用拟合的方法得到了电子一电子相互作用项以及平行电导层的载流子浓度和迁移率,并用不同的计算方法对拟合结果进行了验证．     

InAlAs/InGaAs/InAlAs量子阱高迁移率二维电子气系统中的反弱局域效应研究

研究了Si 重δ 掺杂In_0.52Al_0.48As/In_0.53Ga_0.47As/In_0.52Al_0.48As单量子阱内高迁移率二维电子气系统中的反弱局域效应. 研究表明，强的Rashba自旋轨道相互作用来源于量子阱高的结构反演不对称. 高迁移率系统中，粒子的运动基于弹道输运而非扩散输运. 因此，旧的理论模型不能用于拟合实验结果. 由于最新的模型在实际拟合中过于复杂，一种简单可行的近似用于处理实验结果，并获得了自旋分裂能Δ₀和自旋轨道耦合常数α两个重要的物理参数. 该结果与对纵向电阻的Shubnikov-de Haas—SdH振荡分析获得的结果一致. 高迁移率系统中的反弱局域效应研究表明，发展有效的反弱局域理论模型，对于利用Rashba自旋轨道相互作用来设计自旋器件尤为重要.     

Structural and electrical properties of SrTiO3 thin films as insulator of metal-ferroelectric-insulator-semiconductor （MFIS） structures

SrTiO₃ (STO) thin films were deposited on p-Si(100) substrates at various substrate temperatures from 300℃ to 700℃ by radio frequency (RF) magnetron sputtering technique. Their structure and electrical properties were investigated. It was found that the transition from amorphous phase to polycrystalline phase occurred at the substrate temperatures 300--400℃. Their crystallinity became better when the substrate temperatures further increased. The dielectric and leakage current measurements were carried out by using the Si/STO/Pt metal--insulator--semiconductor (MIS) structures at room temperature. It was found that the fixed charge density decreased and both the interface trap density and the dielectric constant increased when the substrate temperatures were increased. The leakage current mechanisms for STO MIS structures with STO films prepared at 700℃ followed the space charge limited current (SCLC) under the low applied electric field and the Poole--Frenkel emission under the high one. In addition, the resistivity for films prepared at 700℃ was higher than 10¹¹\Omega \cdot cm under the voltage lower than 10V (corresponding to the electric field of 1.54\times 10³kV\cdotcm^-1). It suggested that the STO films prepared at 700℃ were suitable for acting as the insulator of metal--ferroelectric--insulator--semiconductor (MFIS) structures.     

非简并p型Hg1-xMnxTe单晶(x>0.17)的负磁电阻机理研究

研究磁性半导体中负磁电阻产生机理对正确理解载流子与磁性离子间的sp-d磁交换作用 是非常重要的.通过变温(10---300 K)磁输运和变温(5---300 K)磁化率实验研究了一系列不同Mn含量 非简并p型Hg_1-xMn_xTe单晶(x>0.17)的负磁电阻和顺磁增强效应. 实验结果表明其负磁电阻与温度的关系和磁化率与温度的关系基本一致, 两者都包含一个呈指数型变化的温度函数exp(-K/T).根据磁性半导体的杂质能级理论, 非简并p型Hg_1-xMn_xTe单晶在低磁场范围内出现负磁电阻效应的主要物理机理 为外磁场的磁化效应使得受主杂质或受主型束缚磁极化子的有效电离能减小.     

高迁移率InGaAs/InP量子阱中的有效g因子

利用化学束外延法制备了高迁移率的In_0.53Ga_0.47As/InP量子阱样品. 在样品的低温磁输运测试中, 观察到纵向磁阻的Shubnikov-de Hass (SdH) 振荡和零场自旋分裂引起的拍频. 本文提出一种解析的方法, 即通过同时拟合不同倾斜磁场下SdH振荡的傅里叶变换谱, 得到有效g因子的大小.     

弱耦合GaAs/AlGaAs/InGaAs双势阱隧穿结构的磁隧穿特性研究

研究了低温(15 K)条件下弱耦合GaAs/AlGaAs/InGaAs双势阱结构的纵向磁隧穿特性. 研究表明,器件在零偏压下处于共振状态. 通过分析不同偏压下的磁电导振荡曲线,可以得到双量子阱中的基态束缚能级随偏压的变化规律,从而可以确定隧穿电流峰对应的隧穿机制. 所得结果可为弱耦合双量子点器件的制备提供基础. 关键词： 双量子阱 隧穿结构 磁电导振荡     

In0.53 Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱中双子带占据的二维电子气的输运特性

研究了不同沟道厚度的In0.53 Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱中双子带占据的二维电子气的输运特性.在考虑了两个子带电子之间的磁致子带间散射效应后,通过分析Shubnikov-de Haas振荡一阶微分的快速傅里叶变换结果,获得了每个子带电子的浓度、输运散射时间、量子散射时间以及子带之间的散射时间.结果表明,对于所研究的样品,第一子带电子受到的小角散射更强,这与第一子带电子受到了更强的电离杂质散射有关.     

InSb薄膜磁阻效应的厚度依赖性

在12~300K的温度范围内研究了InSb薄膜(利用MBE生长)的磁阻效应随厚度的变化关系.实验发现厚的InSb薄膜只能产生半经典(∝B2)磁阻效应.而减小薄膜厚度,在薄的InSb薄膜中会更容易出现弱反局域化效应,从而造成在低温下(35K)出现了一个异常的随温度增加而迁移率降低的趋势.我们发现该弱反局域化效应可用HLN模型拟合,证明了它可能来源于二维(2-D)体系,比如InSb的界面态.     

HgCdTe薄膜的反局域效应

利用液相外延法制备了Hg0.77Cd023Te薄膜样品,在对样品的低温磁输运测试中观察到反局域效应,说明样品中存在较强的自旋-轨道耦合.通过Hikami-Larkin-Nagaoka(HLN)局域模型加上Drude电导模型拟合磁电导曲线,得到了电子的退相干时间和自旋-轨道散射时间.研究结果表明,电子的退相规律符合Nyquist退相机制.     

双δ掺杂In0.65Ga0.35As/In0.52Al0.48As赝型高迁移率晶体管材料子带电子特性研究

研究了基于InP基的In_0.65Ga_0.35As/In_0.52Al_0.48As赝型高迁移率晶体管材料中纵向磁电阻的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡效应和霍耳效应，通过对纵向磁电阻SdH振荡的快速傅里叶变换分析，获得了各子带电子的浓度，并因此求得了各子带能级相对于费米能级的位置.联立求解Schrdinger方程和Poisson方程，自洽计算了样品的导带形状、载流子浓度分布以及各子带能级和费米能级位置.理论计算和实验结果很好符合.实验和理论计算均表明，势垒层的掺杂电子几乎全部转移到了量子阱中，转移率在95%以上. 关键词： SdH振荡 二维电子气 FFT分析 自洽计算