温度梯度对GaN热压电pn结电学性能的影响
CSTR:
作者:
作者单位:

(1. 河南省计量科学研究院, 郑州 450018;2. 郑州大学 力学与安全工程学院, 郑州 450001)

作者简介:

王 蕾(1990-),女,硕士,工程师,主要从事半导体电学测试与电磁技术研究;

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金项目(12002316);河南省科技攻关计划项目(192102210012).通信作者:秦国帅


Influence of Temperature Gradient on the Electrical Properties of GaN Thermopiezoelectric pn Junction
Author:
Affiliation:

(1. Henan Institute of Metrology, Zhengzhou 450018, CHN;2. School of Mechanics and Safety Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, CHN)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    热感应产生的极化电势可以改变压电半导体结构内的力电物理量,这在人工智能、微机电系统(MEMS)中极具应用价值。文章针对温度梯度作用下的氮化镓(GaN)压电pn结,采用二维压电半导体多场耦合方程和精确的热电物理边界条件,数值分析了温度梯度改变对GaN热压电pn结内极化强度、电势、电场、载流子分布及电流等物理场的影响。结果表明:由于温度梯度场和极化电荷之间存在耦合,热压电pn结电学性能对温度梯度高度敏感,由温度改变产生的热感应极化电荷可以有效调节该结构的开启电压和载流子传输特性,这为操控与温度相关的智能异质结器件电流传输提供了新的方法和理论指导。

    Abstract:

    The polarization potential generated by thermal variation can change the mechanical and electrical physical quantities in the piezoelectric semiconductor structure, which is of valuable application in artificial intelligence and MEMS. By utilizing a developed two-dimensional model together with the accurate thermoelectric physical boundary conditions, it is systematically investigated the temperature gradient-dependent physical fields such as polarization, electric potential, electric field, carrier distribution and current in a GaN piezoelectric pn junction. It is found that, due to the coupling between the thermal-gradient fields and polarization charges, the electromechanical field of a piezoelectric pn junction has a quick response to thermal-gradient. Furthermore, gate voltage and carrier transport characteristics can be effectively tuned with thermal-induced and piezoelectric charges. This may provide an alternative approach and theoretical guidance to manipulate the carrier transport in intelligent heterojunction devices.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2021-04-01
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2021-09-03
  • 出版日期:
文章二维码

漂浮通知

①《半导体光电》新近入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版),这是本刊自1992年以来连续第10次被《中文核心期刊要目总览》收录。
②目前,《半导体光电》已入编四个最新版高质量科技期刊分级目录,它们分别是中国电子学会《电子技术、通信技术领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国图象图形学学会《图像图形领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国电工技术学会《电气工程领域高质量科技期刊分级目录》(T3)和中国照明学会《照明领域高质量科技期刊分级目录》(T2)。
③关于用户登录弱密码必须强制调整的说明
④《半导体光电》微信公众号“半导体光电期刊”已开通,欢迎关注