新型半导体氮化铟薄膜的电学输运特性

作     者：贾照伟 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：沈文忠

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：InN薄膜 变磁场霍尔效应 迁移率谱分析技术 电子迁移率 晶界势垒模型 弱局域 电子退相位 自旋-轨道耦合 拉曼光谱 空间相干模型 

摘      要：本文研究的主要内容是新型半导体氮化铟(InN)的电学输运性质。InN在光电子和微电子器件领域有很好的应用前景。然而它的一些基本性质到目前为止还不很清楚。因此很有必要对氮化铟的电学输运性质作一个详细的研究。 首先介绍了半导体电学输运性质的研究方法和实验仪器,还简要介绍了拉曼光谱仪和空间相干模型作为电学研究的补充。接着对氮化铟薄膜的经典输运性质进行了研究。用迁移率谱分析方法研究了InN的表面和体载流子的对体系输运的贡献。并且通过深入研究了这两种载流子的迁移率和浓度随温度变化的性质,发现载流子的浓度在10-300K的范围内Ne≈ND-NA,基本上不随温度变化;而在所研究的温度范围内氮化铟中的电离中心散射引起的载流子的变化被LO声子散射抵消掉了,因此迁移率也基本上不随温度变化。还研究了较高温度下的样品晶界势垒模型的研究,发现晶界势垒的高度随着磁场升高而线性增加。 本文另一个重点是对MOVPE生长的氮化铟薄膜量子输运特性的研究。因为氮化铟有较强的自旋-轨道耦合作用,它在低温和小磁场下的磁致电导行为表现出明显的“反弱局域化效应的特点。根据弱局域化理论的分析我们得出下面的结果:MOVPE生长的InN薄膜的量子退