AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管传感器的栅极功能化处理方法综述

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作者 王浩宇 郭焱 +3 位作者 周玉刚 陈敦军 张荣 郑有炓 《材料导报》 北大核心 2025年第13期38-47,共10页

半导体场效应晶体管(FET)在传感器中的应用是当前传感领域的热门研究方向之一。以AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)等为代表,FET传感器在检测限、灵敏度、特异性和操作便捷性等方面均优势明显,且易于集成化。器件传感表面的功能化处... 半导体场效应晶体管(FET)在传感器中的应用是当前传感领域的热门研究方向之一。以AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)等为代表,FET传感器在检测限、灵敏度、特异性和操作便捷性等方面均优势明显,且易于集成化。器件传感表面的功能化处理是器件制造的核心工艺之一,是场效应晶体管传感器后续发展的重要方向。本文综述了国内外基于AlGaN/GaN HEMT的传感器栅极功能化处理方法的研究进展,分别对气体、溶液离子和生物物质检测等常用的处理方法进行了介绍,并指出了一些现有处理手段中存在的局限性,展望了未来相关研究的部分发展方向。 展开更多

关键词 高电子迁移率晶体管 栅极功能化处理 气体探测 离子敏传感器 生物传感

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宽带隙半导体材料光电性能的测试

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作者 郭媛 陈鹏 +4 位作者 孟庆芳 于治国 杨国锋 张荣 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期817-820,共4页

主要通过光致发光的实验手段,研究分析了在自支撑GaN衬底上生长的InGaN/GaN多量子阱(InGaN/GaN MQW)有源层中的载流子复合机制,实验中发现多量子阱的光致发光光谱中有一个与有源区中的深能级相关的额外的发光峰。在任何温度大功率激发... 主要通过光致发光的实验手段,研究分析了在自支撑GaN衬底上生长的InGaN/GaN多量子阱(InGaN/GaN MQW)有源层中的载流子复合机制,实验中发现多量子阱的光致发光光谱中有一个与有源区中的深能级相关的额外的发光峰。在任何温度大功率激发条件下,自由激子的带边复合占主导地位,并且带边复合的强度随温度或激发功率的下降而减弱;在室温以下小功率激发条件下,局域化能级引入的束缚激子复合占主导地位,其复合强度随温度的下降而单调上升,随激发功率的下降而上升。带边复合在样品温度上升或者激发功率变大时发生蓝移,而局域的束缚激子复合辐射的峰值波长,随样品温度和激发功率的变化没有明显变化。 展开更多

关键词 光致发光 深能级 自由激子 束缚激子 多量子阱 蓝移

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大失配、强极化第三代半导体材料体系生长动力学和载流子调控规律 被引量：2

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作者 王新强 黎大兵 +2 位作者 刘斌 孙钱 张进成 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1305-1309,共5页

高质量氮化镓(Ga N)材料是发展第三代半导体光电子与微电子器件的根基。大失配、强极化和非平衡态生长是Ga N基材料及其量子结构的固有特点,对其生长动力学和载流子调控规律的研究具有重要的科学意义与实用价值,受到各国科学界与产业界... 高质量氮化镓(Ga N)材料是发展第三代半导体光电子与微电子器件的根基。大失配、强极化和非平衡态生长是Ga N基材料及其量子结构的固有特点,对其生长动力学和载流子调控规律的研究具有重要的科学意义与实用价值,受到各国科学界与产业界广泛高度重视。本文对大失配、强极化氮化物半导体材料体系外延生长动力学和载流子调控规律进行了研究,旨在攻克蓝光发光效率限制瓶颈,突破高Al和高In氮化物材料制备难题,实现高发光效率量子阱和高迁移率异质结构,制备多波段、高效率发光器件和高频率、高耐压电子器件,实现颠覆性的技术创新和应用,带动电子材料产业转型升级。 展开更多

关键词 氮化镓 大失配 强极化 生长动力学 载流子调控

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氢化物气相外延生长GaN膜性质研究 被引量：1

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作者 刘战辉 张李骊 +3 位作者 李庆芳 修向前 张荣 谢自力 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第23期3412-3415,3420,共5页

利用氢化物气相外延技术在c面蓝宝石上生长得到纤锌矿结构GaN膜。采用高分辨X射线衍射、拉曼光谱和光致发光谱对GaN外延膜进行了结构表征和光学性质研究,重点探讨了光致发光谱的温度变化特性。样品(002)面和(102)面摇摆曲线半高宽分别为... 利用氢化物气相外延技术在c面蓝宝石上生长得到纤锌矿结构GaN膜。采用高分辨X射线衍射、拉曼光谱和光致发光谱对GaN外延膜进行了结构表征和光学性质研究,重点探讨了光致发光谱的温度变化特性。样品(002)面和(102)面摇摆曲线半高宽分别为322和375 arcsec,表明生长的GaN膜具有较好的晶体质量。高分辨X射线衍射、拉曼光谱和光致发光谱测试表明,外延膜中存在0.26 GPa的面内压应力。变温光致发光谱研究发现GaN外延膜中A自由激子发射峰和施主束缚激子发射峰随温度变化服从能带收缩理论。但由于A自由激子单声子伴峰可能是一种与自由激子动能变化相关的自由激子-声子相互作用的复合机制,导致其峰位呈现先蓝移后红移变化,以及其积分强度出现先增加后降低的现象。 展开更多

关键词 氮化镓 氢化物气相外延 高分辨X射线衍射 拉曼光谱 变温光致发光谱

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基于STC10F04EX的多串口数据收发系统 被引量：4

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作者 胡立群 陈敦军 《现代电子技术》 2010年第22期199-202,共4页

为了转发水质监测数据,采用新型的1T周期单片机STC10F04EX为控制核心,将双4选1模拟开关4052的2个公用端与单片机的RxD、TxD端连接,通过分时连通的方式,对单片机的UART进行扩展,构成一个多串口的数据转发系统。扩展的串口分别连接到3个... 为了转发水质监测数据,采用新型的1T周期单片机STC10F04EX为控制核心,将双4选1模拟开关4052的2个公用端与单片机的RxD、TxD端连接,通过分时连通的方式,对单片机的UART进行扩展,构成一个多串口的数据转发系统。扩展的串口分别连接到3个不同的水质监测设备,以及一个与无线发射模块。单片机分时得到3个水质监测设备传来的数据,并将得到的数据通过无线模块进行转发,转发距离可达3 000 m。远离现场的计算机完成数据接收及分析。该方法用于对单片机串口扩展和远距离数据传送简洁可靠。所建的数据收发系统,可以同时连接多台串口监测设备,弥补了计算机串口较少的不足,并且功能有别于多串口卡。该系统已成功应用于多传感器水环境监测的数据转发。 展开更多

关键词 STC10F04EX 串口 收发控制 水质监测 无线模块

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分布式探测器系统测量数据的无线传送 被引量：2

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作者 胡立群 陈敦军 张开骁 《现代电子技术》 2013年第19期95-98,共4页

为了在一个广阔区域中监测水质变化,需要布居多个智能传感器,采用无线数据传送是理想的数据汇总方式。分析比较了无线射频模块、GSM模块、GPRS模块的特性,给出了本地单片机与这3种模块进行连接的方法,以及如何通过这3种模块进行无线数... 为了在一个广阔区域中监测水质变化,需要布居多个智能传感器,采用无线数据传送是理想的数据汇总方式。分析比较了无线射频模块、GSM模块、GPRS模块的特性,给出了本地单片机与这3种模块进行连接的方法,以及如何通过这3种模块进行无线数据传送;同时也给出了在一种分布式系统中对终端数据信息的识别方法。所建立的基于无线传输的分布式水环境监测系统已投入试验应用。 展开更多

关键词 无线射频模块 GSM GPRS模块 分布式探测器 数据传送

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基于单片机的多通道控制器的设计 被引量：2

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作者 胡立群 陈敦军 吴凡超 《电子测量技术》 2014年第1期66-69,共4页

半导体材料的组分不同,决定了其特性的显著差异。为了精确地控制半导材料在生长过程中的气体组分,设计了一种多通道电磁阀控制器。该控制器以单片机为控制核心,具有32个带功率放大的直接数字量输出(DO),可以直接驱动电磁阀从而控制材料... 半导体材料的组分不同,决定了其特性的显著差异。为了精确地控制半导材料在生长过程中的气体组分,设计了一种多通道电磁阀控制器。该控制器以单片机为控制核心,具有32个带功率放大的直接数字量输出(DO),可以直接驱动电磁阀从而控制材料生长气路的通断。该控制器可以独立工作,也可以通过RS485接口与上位计算机连接。多个这样的控制器可以进行组合,从而扩展控制规模。与一般的电磁阀控制器相比,抗干扰能力强,设置相对方便。 展开更多

关键词 单片机 直接数字量输出(DO) RS485 电磁阀 半导体气路控制

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红橙光InGaN/GaN量子阱的结构与光学性质研究

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作者 苏辉 张荣 +8 位作者 谢自力 刘斌 李毅 傅德颐 赵红 华雪梅 韩平 施毅 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期747-750,共4页

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术生长了具有高In组分InGaN阱层的InGaN/GaN多量子阱(MQW)结构,高分辨X射线衍射(HRXRD)ω-2θ扫描拟合得到阱层In含量28%。比较大的表面粗糙度表明有很大的位错密度。室温下光致荧光(PL)研究发现该... 采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术生长了具有高In组分InGaN阱层的InGaN/GaN多量子阱(MQW)结构,高分辨X射线衍射(HRXRD)ω-2θ扫描拟合得到阱层In含量28%。比较大的表面粗糙度表明有很大的位错密度。室温下光致荧光(PL)研究发现该量子阱发射可见的红橙光,峰位波长在610 nm附近。变温PL(15～300 K)进一步揭示量子阱在低温下有两个发光机制,对应的发射峰波长分别为538 nm和610 nm。由于In分凝和载流子的局域化导致的载流子动力改变,使得量子阱PL发光峰值随温度增加呈明显的"S"变化趋势。 展开更多

关键词 INGAN/GAN多量子阱 金属有机化学气相沉积 光致荧光谱 原子力显微镜 红橙光

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深能级对白光LED的电致发光和I-V特性的影响 被引量：1

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作者 孟庆芳 陈鹏 +4 位作者 郭媛 于治国 杨国锋 张荣 郑有炓 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期751-754,812,共5页

为了研究一种无荧光粉的单芯片白光发光二极管(LED)的光电性质,实际测量了它的升温电致发光光谱和升温电流-电压(I-V)特性,并测量了相似结构的蓝光LED以作对比。实验发现白光LED的电致发光光谱中有一个与有源区中的深能级相关的较宽的... 为了研究一种无荧光粉的单芯片白光发光二极管(LED)的光电性质,实际测量了它的升温电致发光光谱和升温电流-电压(I-V)特性,并测量了相似结构的蓝光LED以作对比。实验发现白光LED的电致发光光谱中有一个与有源区中的深能级相关的较宽的长波长发光峰,根据这个发光峰的强度与温度之间的依赖关系,通过数据拟合,得到了深能级的平均激活能,约为199 meV。由于有源区中存在大量深能级,也对白光LED的I-V特性产生一定影响,有源区中的深能级成为额外的载流子源,使白光LED的I-V特性表现出独特的性质。 展开更多

关键词 氮化镓 深能级 发光二极管(LED) 电致发光 电流-电压特性

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GaZnO透明导电层提高绿光LED发光效率

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作者 张李骊 刘战辉 +3 位作者 钟霞 修向前 张荣 谢自力 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期51-56,62,共7页

详细研究了分别利用Ga Zn O薄膜和纳米级Ni/Au薄膜作为透明导电层(TCL)的绿光LED芯片的光电性能。利用扫描电子显微镜和透射光谱对Ga Zn O TCL和传统的纳米级Ni/Au TCL进行结构表征,结果表明,Ga Zn O透明导电层表面呈现为高密度、纳米... 详细研究了分别利用Ga Zn O薄膜和纳米级Ni/Au薄膜作为透明导电层(TCL)的绿光LED芯片的光电性能。利用扫描电子显微镜和透射光谱对Ga Zn O TCL和传统的纳米级Ni/Au TCL进行结构表征,结果表明,Ga Zn O透明导电层表面呈现为高密度、纳米尺度的突起,而纳米级Ni/Au TCL样品表面则较为平整;研究波长范围内,Ga Zn O薄膜具有较高的透射率(大于90%)。对两种LED芯片的光电特性进行测试,结果表明,Ga Zn O作为透明导电层的LED芯片发光均匀,具有较小的正向开启电压、等效串联电阻,发光峰中心波长变化仅有5.6 nm,而发光效率相对于传统的Ni/Au TCL LED提高40%,光电工作特性优异。 展开更多

关键词 绿光发光二极管(LED) 镓掺杂氧化锌(GaZnO)薄膜 发光效率 透明导电层(TCL) 多量子阱(MQW)

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低维磁性耦合体系的新物性及电/光场调控进展

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作者 王学锋 徐永兵 张荣 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期309-319,共11页

简要介绍了3种不同的低维磁性耦合材料体系(即磁体/半导体、石墨烯、拓扑绝缘体形成的异质结构体系)的研究进展,重点讨论了其新物性、电/光场调控以及存在的若干问题,并提出了一些可能的解决方法.

关键词 自旋电子学 量子调控 异质结 自旋场效应晶体管(SFET)

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