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基于脉冲方法的超短栅长GaN基高电子迁移率晶体管陷阱效应机理被引量：4: 2018年; 陷阱效应导致的电流崩塌是制约GaN基微波功率电子器件性能提高的一个重要因素,研究深能级陷阱行为对材料生长和器件开发具有非常重要的意义.随着器件频率的提升,器件尺寸不断缩小,对小尺寸器件中深能级陷阱的表征变得越发困难.本文制备了超短栅长(Lg=80 nm)的AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管(MOSHEMT),并基于脉冲I-V测试和二维数值瞬态仿真对器件的动态特性进行了深入研究,分析了深能级陷阱对AlGaN/GaN MOSHEMT器件动态特性的影响以及相关陷阱效应的内在物理机制.结果表明,AlGaN/GaN MOSHEMT器件的电流崩塌随着栅极静态偏置电压的增加呈非单调变化趋势,这是由栅漏电注入和热电子注入两种陷阱机制共同作用的结果.根据研究结果推断,可通过改善栅介质的质量以减小栅漏电或提高外延材料质量以减少缺陷密度等措施达到抑制陷阱效应的目的,从而进一步抑制电流崩塌.; 周幸叶吕元杰谭鑫王元刚宋旭波何泽召张志荣刘庆彬韩婷婷房玉龙冯志红; 关键词：氮化镓高电子迁移率晶体管动态特性

氢终端金刚石半导体电学特性测量有效性影响因素分析: 2020年; 本文对基于霍尔效应的氢终端金刚石半导体电学特性测量有效性影响因素进行讨论,并提出相应改善措施,使氢终端电学特性测量结果更为准确地为器件研制工作服务,同时也有助于氢终端金刚石半导体电学特性测量标准的建立。; 郭建超蔚翠张雄文周闯杰何泽召刘庆彬高学栋崔波冯志红; 关键词：电学特性

表面预处理对石墨烯上范德瓦耳斯外延生长GaN材料的影响: 2017年; 基于范德瓦耳斯外延生长的氮化镓/石墨烯材料异质生长界面仅靠较弱的范德瓦耳斯力束缚,具有低位错、易剥离等优势,近年来引起了人们的广泛关注.采用NH_3/H_2混合气体对石墨烯表面进行预处理,研究了不同NH_3/H_2比对石墨烯表面形貌、拉曼散射的影响,探讨了石墨烯在NH_3和H_2混合气氛下的表面预处理机制,最后在石墨烯上外延生长了1.6μm厚的GaN薄膜材料.实验结果表明:石墨烯中褶皱处的C原子更容易与气体发生刻蚀反应,刻蚀方向沿着褶皱进行;适当NH_3/H_2比的混合气体对石墨烯进行表面预处理可有效改善石墨烯上GaN材料的晶体质量.本研究提供了一种可有效提高GaN晶体质量的石墨烯表面预处理方法,可为进一步研究二维材料上高质量的GaN外延生长提供参考.; 王波房玉龙尹甲运刘庆彬张志荣郭艳敏李佳芦伟立冯志红; 关键词：石墨烯氮化镓

双层准自由态外延石墨烯和晶体管: 由于石墨烯材料优越的电学特性，在高速高频电子领域已经显露出极大的潜能.准自由态外延石墨烯因其良好的晶体质量、高的载流子迁移率和无需转移等特点，是未来高频器件应用的候选材料.本文我们报道了碳化硅衬底外延的单层石墨烯在氢气环...; 冯志红蔚翠何泽召李佳刘庆彬

氢终端金刚石薄膜生长及其表面结构: 2024年; 氢终端金刚石的导电性问题是目前限制其在器件领域应用的关键因素.传统的氢终端金刚石制备工艺由于金刚石中含有杂质元素以及表面的加工损伤的存在,限制了氢终端金刚石的电特性.在金刚石衬底上直接外延一层高纯、表面平整的氢终端金刚石薄膜成为一种可行方案,但该方案仍存在薄膜质量表征困难,表面粗糙度较大等问题.本文采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)技术,在含氮CVD金刚石衬底上外延一层亚微米级厚度金刚石薄膜,并研究分析了不同甲烷浓度对金刚石薄膜生长以及导电性能的影响.测试结果显示:金刚石薄膜生长厚度为230—810 nm,且外延层氮浓度含量低于1×10^(16) atom/cm^(3),不同的甲烷浓度生长时,金刚石外延层表面出现了三种生长模式,这主要与金刚石的生长和刻蚀作用相关.经过短时间生长后的金刚石薄膜表面为氢终端(2×1:H)结构,而氧、氮元素在其中的占比极低,这使得生长后的金刚石薄膜具有P型导电特性.霍尔测试结果显示,甲烷浓度为4%条件下生长的氢终端金刚石薄膜导电性最好,其方块电阻为4981Ω/square,空穴迁移率为207 cm^(2)/(V·s),有效地提升了氢终端金刚石电特性,为推进大功率金刚石器件发展应用起到支撑作用.; 马孟宇蔚翠何泽召郭建超郭建超刘庆彬; 关键词：电性能

蓝宝石衬底上化学气相沉积法生长石墨烯被引量：8: 2016年; 化学气相沉积(CVD)法是制备大面积、高质量石墨烯材料的主要方法之一,但存在衬底转移和碳固溶等问题,本文选用蓝宝石衬底弥补了传统CVD法的不足。利用CVD法在蓝宝石衬底上生长石墨烯材料,研究生长温度对石墨烯表面形貌和晶体质量的影响。原子力显微镜(AFM)、光学显微镜(OM)、拉曼光谱和霍尔测试表明,低温生长有利于保持材料表面的平整度,高温生长有利于提高材料的晶体质量。研究氢气和碳源对蓝宝石衬底表面刻蚀作用机理,发现氢气对蓝宝石衬底有刻蚀作用,而单纯的碳源不能对衬底产生刻蚀效果。在1200℃下,直径为50 mm的晶圆级衬底上获得平整度和质量相对较好的石墨烯材料,室温下载流子迁移超过1000 cm^2?V^(-1)?s^(-1)。; 刘庆彬蔚翠何泽召王晶晶李佳芦伟立冯志红; 关键词：石墨烯蓝宝石化学气相沉积法生长温度

多晶金刚石对硅基氮化镓材料的影响: 2023年; 氮化镓(GaN)器件的自热问题是目前限制其性能的关键因素,在GaN材料上直接生长多晶金刚石改善器件的自热问题成为研究的热点,多晶金刚石距离GaN器件工作有源区近,散热效率高,但多晶金刚石和GaN材料热失配可能会导致GaN电特性衰退.本文采用微波等离子体化学气相沉积法,在2 in (1 in=2.54 cm)Si基GaN材料上生长多晶金刚石.测试结果显示,多晶金刚石整体均匀一致,生长金刚石厚度为9—81 μm,随着多晶金刚石厚度的增大, GaN (002)衍射峰半高宽增量和电性能衰退逐渐增大.通过激光切割和酸法腐蚀,将Si基GaN材料从多晶金刚石上完整地剥离下来.测试结果表明:金刚石高温生长过程中,氢原子对氮化硅外延层缺陷位置有刻蚀作用形成孔洞区域,刻蚀深度可达本征GaN层;在降温过程,孔洞周围形成裂纹区域.剥离下来的Si基GaN材料拉曼特征峰峰位, XRD的(002)衍射峰半高宽以及电性能均恢复到本征状态,说明多晶金刚石与Si基GaN热失配产生应力,引起GaN晶格畸变,导致GaN材料电特性衰退,这种变化具有可恢复性,而非破坏性.; 刘庆彬蔚翠郭建超马孟宇何泽召周闯杰高学栋余浩冯志红; 关键词：多晶金刚石氮化镓电性能

绝缘衬底上化学气相沉积法生长石墨烯材料被引量：4: 2017年; 利用化学气相沉积法,在Si衬底、蓝宝石衬底和SiC衬底上生长石墨烯材料,研究石墨烯的表面形貌、缺陷、晶体质量和电学特性。原子力显微镜、光学显微镜和拉曼光谱测试表明,Si_3N_4覆盖层可以有效抑制3CSiC缓冲层的形成;低温生长有利于保持材料表面的平整度,高温生长有利于提高材料的晶体质量。5.08cm蓝宝石衬底上石墨烯材料,室温下非接触Hall测试迁移超过1000cm2·V^(-1)·s^(-1),方块电阻不均匀性为2.6%。相对于Si衬底和蓝宝石衬底,SiC衬底上生长石墨烯材料的表面形态学更好,缺陷更低,晶体质量和电学特性更好,迁移率最高为4900cm2·V^(-1)·s^(-1)。; 刘庆彬蔚翠何泽召王晶晶周闯杰郭建超冯志红; 关键词：石墨烯绝缘衬底化学气相沉积形态学电学特性

蓝宝石衬底上PECVD生长石墨烯及其气敏传感器被引量：1: 2017年; 在蓝宝石衬底上,利用PECVD在相对较低的温度和相对短的时间制备石墨烯。实验发现,在950℃,生长15 min,可制备纳米晶石墨烯。所制备的石墨烯为双层结构,存在较多的缺陷,使得其适合用于制作气敏传感器。制作的纳米晶石墨烯气敏传感器对甲醛气体显示出良好的响应和恢复特性。分析发现纳米晶石墨烯中大量的晶界和褶皱使气体的吸附和解吸附能垒降低是其表现出良好气敏特性的主要原因。; 蔚翠何泽召刘庆彬李娴谢丹蔡树军冯志红; 关键词：石墨烯甲醛曝气

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刘庆彬

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