【摘 要】
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随着微纳电子器件集成度的不断提高,半导体工艺制程不断逼近原子尺度,量子效应对器件性能的制约使得采用新的技术路径来摆脱这一困境成为紧迫的研究课题,近年来对自旋电子学与拓扑材料的研究是这一研究课题中的热点内容。本论文以此为背景主要对AlGaN/GaN异质结及HgTe单晶的低温磁输运现象进行了研究:(1)研究了两个AlxGa1-xN/GaN(x=0.087,0.33)异质结样品的基本输运性质:通过Sd
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)
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随着微纳电子器件集成度的不断提高,半导体工艺制程不断逼近原子尺度,量子效应对器件性能的制约使得采用新的技术路径来摆脱这一困境成为紧迫的研究课题,近年来对自旋电子学与拓扑材料的研究是这一研究课题中的热点内容。本论文以此为背景主要对AlGaN/GaN异质结及HgTe单晶的低温磁输运现象进行了研究:（1）研究了两个AlxGa1-xN/GaN（x=0.087,0.33）异质结样品的基本输运性质:通过Sd H振荡和量子霍尔效应获得了电子浓度和迁移率;通过不同温度下的Sd H振荡拟合,得到了电子的有效质量;快速傅里叶变换显示二者均为单子带占据;对二者的反弱局域效应进行拟合,获得了退相干时间的温度依赖关系。（2）研究了栅压调控下AlxGa1-xN/GaN（x=0.087）异质结中的慢弛豫和反常场效应。观测到了低温下显著的电迟滞和负栅压区电阻的反常减小。通过低磁场下的霍尔效应分析,电迟滞起源于电场驱动下的二维电子气导电沟道和沟道外的局域化缺陷能级之间的电子转移。而负栅区电阻反常减小则是受到散射机制的影响。通过推导获得了迁移率与载流子浓度的负相关关系,浓度越高,迁移率越低,表明低温下样品中的主要散射机制是界面粗糙度散射。（3）研究了HgTe单晶在电流与磁场方向平行时的负磁阻效应。分别制备了正方形与长条状样品,并对应地使用了范德堡法和四电极法进行测量。对于正方形样品,测量结果显示出了很强的负磁阻效应。通过分析,负磁阻应主要是由电流分布不均引起。四电极法的测量结果显示,样品中电流分布不均匀带来的影响被显著地抑制了,负磁阻应主要来源于手性反常效应。但由于样品中的载流子浓度过高,费米能级偏离Weyl点较多,负磁阻效应变化的幅度不够大。
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