Polarization fields in GaN/AlN nanowire heterostructures studied by Off axis holography
在这项工作中，我们提出了一个离轴全息研究GAN/AlN异质结构纳米线生长的等离子体辅助分子束外延。我们讨论了样品制备的纳米线样品的电子全息和结合使用全息投影电位的理论计算，以获得了解这些纳米结构的电位分布得到的电位分布。讨论了表面态的影响
2014-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Screening of the quantum-confined Stark effect in AlN/GaN nanowire superlattices by Germanium doping
我们报道了在AlN/GAN纳米线异质结构中极化诱导的内部电场的静电屏蔽，其中锗掺杂的GAN纳米盘嵌入AlN势垒之间。以高于$10^{20}\,\text{cm}^{-3}$的浓度掺入锗使GAN纳米盘的光致发光发射能量转移到更高的能量，伴随着光致发光衰减时间的减少。同时，发射能量的厚度依赖性偏移显著降低。尽管施主浓度高，但没有观察到光致发光特性的劣化。
2014-02-13 cond-mat.mtrl-sci
MOCVD growth of N-polar GaN on on-axis sapphire substrate: impact of AlN nucleation layer on GaN surface hillock density
本文报道了用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）法在名义上同轴（0001）蓝宝石衬底上生长N极性GAN时，生长条件对表面小丘密度的影响。通过优化的高温AlN成核层和在GAN过生长中使用铟表面活性剂，实现了小丘密度的大幅度降低。结果，小丘密度从1000个小丘/cm $^{-2}$减少到170个小丘/cm，减少了五分之一以上。所得GAN薄膜的晶体质量和表面形貌的特征在于高分辨率X射线衍射和原子力显微镜，并发现是相对不受缓冲条件。它还表明，较小的表面特征的密度是不受AlN缓冲条件。
2017-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Interface Phonon Modes in the [AlN/GaN]20 and [Al0.35Ga0.65N/Al0.55Ga0.45N]20 2D Multi Quantum Well Structures
报道了等离子体辅助分子束外延生长的c面取向[AlN/GAN]20和Al0.35Ga0.65N/Al0.55Ga0.45N]20多量子阱结构的界面声子模。研究了势垒层介电常数的变化对多量子阱中周期性排列阱层的中频光学声子模的影响。
2017-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Grafted Low-Leakage Si/AlN p-n Diodes Enabled by Fluorinated AlN Interface
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）；Northrop Grumman Corporation（诺斯罗普·格鲁曼公司）；Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）
本文提出一种通过氟化诱导AlFx形成与SiNx钝化结合的界面工程方法，有效抑制p-Si/n-AlN异质结二极管的缺陷辅助漏电流，提升器件性能。
2026-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Electron transport in GaN(ZB) and AlN(WZ)
为了更好地理解n型掺锌GAN和纤锌矿AlN中的电子输运，本文采用非平衡统计算符方法进行了理论研究，该方法提供了一组耦合的非线性微分演化方程，该方程描述了系统中的耗散现象.电子漂移速度的超快时间演化（和稳态）得到假设不同的值的电子有效质量。
2021-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Impact of AlN buffer thickness on electrical and thermal characteristics of AlGaN/GaN/AlN HEMTs
Linköping University（林雪平大学）；Stanford University（斯坦福大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Tech University of Korea（韩国科技大学）
AlN缓冲层厚度影响AlGaN/GaN/AlN HEMTs的电学和热学性能，薄层提升电子迁移率，厚层增强热导率，需优化设计平衡应变松弛与热管理。
2025-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Observation of ferromagnetism above 900 K in Cr-GaN and Cr-AlN
本文报道了Cr-GaN和Cr-AlN薄膜在900 K以上的铁磁性观测结果。在我们最好的Cr-GaN和Cr-AlN薄膜中，在低温下的饱和磁矩分别为0.42和0.6 μ B/Cr原子，表明分别有14%和20%的Cr原子是磁活性的。虽然Cr-AlN是高电阻的，但Cr-GaN表现出热激活传导，其遵循局部状态之间的可变范围跳跃所预期的指数定律。对Cr-GaN样品的霍尔测量表明，迁移率为0.06 cm^2/V.s，这属于跳跃传导的特征范围，自由载流子密度（1.4E20/cm^3）与测量的磁活性Cr浓度（4.9E19/cm^3）的大小相似。一个大的负磁阻是由于散射与非铁磁杂质的松散自旋。结果表明，Cr-GaN和Cr-AlN的铁磁性可以归因于双交换机制，作为近中间间隙替代Cr杂质带之间的跳跃的结果。
2004-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Significant impact of Al1-xGaxN interlayer on GaN/AlN thermal boundary conductance
Department of Mechanical Engineering, University of Utah（犹他大学机械工程系）
本研究通过第一性原理计算发现，AlGaN中间层显著降低GaN/AlN界面热边界导热性，且S型Al组成过渡可提升导热性。
2026-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Tight-binding branch-point energies and band offsets for cubic InN, GaN, AlN and AlGaN alloys
从经验紧束缚能带结构出发，计算了InN、GAN和AlN的锌掺杂相的分支点（BP）能量和由此产生的价带偏移（VBO）.此外，GAN和AlN的BPs的方向依赖性进行了讨论，使用Tersoff的格林函数方法。然后，我们将展示如何获得的BPs的二元半导体合金内的带对角表示的相干势近似（CPA），并将此方法应用到立方AlGaN合金。由此产生的频带偏移显示出良好的协议，从文献中获得的实验和理论数据。我们的研究结果可以用来确定在等价的异质结构，涉及纯立方III族氮化物或AlGaN合金的任意浓度的能带排列。
2013-02-07 cond-mat.mtrl-sci
AlN interlayer to improve the epitaxial growth of SmN on GaN (0001)
报道了用分子束外延技术在Ga极性GAN（0001）模板上原位外延生长SmN薄膜的研究。使用X射线光电子能谱学，我们发现，Ga偏析在生长的第一阶段的表面。我们发现，有关Ga表面偏析的问题，可以简单地通过生长几个单层的氮化铝开始SmN生长之前抑制。这导致通过X射线衍射评估的SmN薄膜的结晶度的显著改善。
2016-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Nucleation and Growth of GaN/AlN Quantum Dots
研究了等离子体辅助分子束外延在AlN（0001）衬底上Stranski-Krastanov模式下生长GAN岛的成核过程。特别是，我们评估其高度和密度的变化作为GAN覆盖率的函数。我们表明，GAN的生长通过四个阶段：最初，生长是逐层的;随后，二维前体岛的形式，转化为真正的三维岛。在后一阶段，岛的高度和密度随着GAN覆盖率的增加而增加，直到密度饱和。在进一步的GAN生长过程中，密度保持恒定，并出现双峰高度分布。岛的高度和密度作为衬底温度的函数的变化进行了讨论的框架中的一个平衡模型为Stranski-Krastanov生长。
2003-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Thermal resistance of GaN/AlN graded interfaces
电力电子器件中的成分梯度界面消除了位错，但它们也会降低热传导，导致过热。我们量化的GAN/AlN梯度界面的热阻不同厚度的从头算格林函数，并与突变界面的情况下进行比较。从合金和失配散射机制的相互作用中出现了热阻与界面厚度的非平凡的功率依赖性。我们表明，这种梯度界面的整体行为是非常相似的薄膜的有效合金的长度尺度相关的真实接口。
2019-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Dual Optical Marker Raman Characterization of Strained GaN-channels on AlN Using AlN/GaN/AlN Quantum Wells and 15N Isotopes
这项工作表明，嵌入在AlN基质中的高应变GAN量子阱与受控的氮同位素浓度的组合能够实现拉曼光谱的双标记方法。通过结合这些技术，我们证明了在研究垂直方向上的应变的有效性。这种技术将能够精确探测异质结构中掩埋有源层的特性，并且可以在未来扩展到垂直器件，例如用于光发射器和电力电子器件的垂直器件。
2015-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acceptor binding energies in GaN and AlN
采用简并空穴能带的有效质量理论计算了GAN和AlN中Be、Mg、Zn、Ca、C和Si等替代受主的结合能。分别通过6 $\times $ 6 Rashba-Sheka-Pikus和Luttinger-Kohn矩阵哈密顿量对纤锌矿（WZ）和锌锌矿（ZB）晶相进行计算。受主赝势的解析表示用于引入杂质原子的特定性质。由于极化子效应的能量转移也被认为是在这种方法中。的电离能的估计是在非常好的协议与WZ-GaN的实验报告。ZB-GaN受体的结合能都被预测为比WZ相中的相应杂质浅。分析了WZ-GaN晶体场分裂对结合能的影响。AlN中的电离水平被发现有类似的“浅”值的GAN中的那些，但有一些重要的差异，这取决于能带结构参数化，特别是所使用的晶体场分裂的值。
1998-09-16 cond-mat.mtrl-sci
A comparison of atomistic and continuum theoretical approaches to determine electronic properties of GaN/AlN quantum dots
在这项工作中，我们提出了一个比较的多带k. p-模型，有效的键轨道方法，和经验紧束缚模型来计算的电子结构的例子截断金字塔GAN/AlN自组装量子点与锌结构。对于所考虑的系统，我们发现微观模型的结果与8带k. p-形式的结果非常一致，而与之相反的是6+2带k. p-模型，其中导带和价带被假定为去耦的.这表明宽带隙材料GAN和AlN的导带态和价带态之间存在令人惊讶的强耦合。特别注意的是弱自旋轨道耦合的局部化的单粒子波函数的研究结构上的可能影响。
2008-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Illumination and annealing characteristics of two-dimensional electron gas systems in metal-organic vapor-phase epitaxy grown AlGaN/AlN/GaN heterostructures
研究了两种不同Al组分（x=0.15和x=0.25）的AlGaN/AlN/GAN异质结的持续光电导（PPC）效应。利用Shubnikov-de Haas和Hall测量方法研究了AlN/GAN异质界面处形成的二维电子气。利用光学照射，我们能够将Al 0.15 Ga 0.85 N/AlN/GAN样品的载流子密度从1.6 × 10 ^{12} cm^{-2}增加到5.9 × 10 ^{12} cm^{-2}，同时在T = 1.6 K时电子迁移率从9540 cm 2/Vs增加到21400 cm 2/Vs。在这两个样品中的持续光电流表现出强烈的依赖于照明波长，是最高的接近带隙和降低在较长的波长。PPC效应对于长于530 nm的照明波长变得相当弱，并且在光谱的红外区域（>700 nm）中显示出具有初始负光电导的更复杂的响应。Al0.25Ga0.75N/AlN/GAN和Al0.15Ga0.85N/AlN/GAN样品在390 nm照射下的最大PPC效率分别为0.011%和0.005%。在光照后，可以通过退火样品来降低载流子密度。在20-280 K温度范围内研究了PPC效应的退火特性。我们发现，在280 K退火是不足以完全恢复的载流子密度。事实上，即使在室温下，PPC效应也发生在这些样品中。比较两种样品的测量结果，Al0.25Ga0.75N/AlN/GAN样品具有较大的光照响应，并显示出较小的恢复与…
2006-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Phonon modes and topological phonon properties in (GaN)x/(AlN)x and (AlGaN)x/(GaN)x superlattices
本研究基于第一性原理探究六种GaN基超晶格的声子模式与拓扑声子特性，发现其中普遍存在陈数为±1的Weyl声子，且其在大应变下仍能稳定存在，为GaN器件热管理提供了理论支撑。
2023-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Cross-plane thermal conductivity of GaN/AlN superlattices
由交替的GAN/AlN外延层组成的异质结构代表了用于主动冷却和节能闪电的最先进器件的构建块。深入了解这些结构的热传导对于改善未来应用的热管理至关重要。在这里，作为层的厚度的函数的GAN/AlN超晶格的交叉平面（垂直于样品的表面）的热导率通过采用$3ω$ -方法建立。此外，相互扩散的作用在界面上的声子散射被考虑在建模和数据处理。据发现，跨平面的外延异质结构的热导率可以被驱动到低至5.9 W/（m $\cdot$ K）的值与那些报道的非晶薄膜相媲美，从而打开广泛的前景，优化热管理III族氮化物为基础的外延多层膜。
2021-02-12 cond-mat.mtrl-sci
High spin states of cation vacancies in GaP, GaN, AlN, BN, ZnO and BeO: A first principles study
用第一性原理计算分析了GaP、GAN、AlN、BN、ZnO和BeO中阳离子空位的高自旋态。自旋极化空位诱导能级位于GaP、ZnO和BeO的带隙中。在氮化物中，较强的交换耦合迫使空位态与价带共振，禁止在GAN和BN中形成带正电荷的空位，并允许p-AlN中的Al空位呈现最高可能的S=2自旋态。自旋密度的形状，各向同性的锌尖晶石结构中，具有明显的方向性的特点，在纤锌矿结构。空位态的自旋极化稳定性由阴离子的自旋极化能以及空位邻居之间的原子间距离决定，因此由宿主的晶格常数和空位周围的原子弛豫两者给出。实验的影响进行了讨论。
2011-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Thermal transport in GaN/AlN HEMTs on 4H-SiC: Role of layer thickness and hetero-interfaces
研究了4H-SiC衬底上GaN/AlN HEMT结构的热输运，通过TTR测量发现热导率具厚度依赖性且TBR随温度升高而降低并饱和，模拟表明TBR在薄沟道器件中起关键作用，更厚沟道与缓冲层利于散热。
2025-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Electronic Properties of Defective AlN/GaN Hybrid Nanostrutures
由于其广泛的应用前景，原子级薄的二维异质结构引起了人们的广泛关注。在这项工作中，使用第一性原理计算，我们研究了平面AlN/GaN混合异质结的结构和电子特性的存在下，在其界面上的空位。我们的结果表明，一个单一的空位，由铝或镓原子的去除产生，产生类似的电子能带结构的带隙内的局域态。我们还观察到了一个强大的磁性行为。另一方面，氮空位诱导形成具有降低的整体磁化的中间带隙状态。我们还研究了通过卷起这些异质结形成的纳米管。我们观察到，管的曲率并没有显着影响其母AlN/GaN异质结的电子和磁性。对于扶手椅状管，从直接到间接带隙的过渡被观察到作为一个结果，从二维到准一维的改变系统的几何形状。AlN/GaN缺陷晶格所呈现的磁性特征使它们成为开发新的自旋电子技术的良好候选者。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Strained GaN Quantum-Well FETs on Single Crystal Bulk AlN Substrates
我们报告的第一个实现的分子束外延生长应变GAN量子阱场效应晶体管的单晶体AlN衬底。所制造的双异质结构FET表现出超过2 X 10^13/cm 2的二维电子气（2DEG）密度。欧姆接触的2DEG沟道形成n+ GAN MBE再生长过程中，与0.13欧姆-毫米的接触电阻。拉曼光谱使用的量子阱作为光学标记揭示了量子阱中的应变，和应变弛豫的再生长的GAN接触。65 nm长的矩形栅器件的直流漏电流驱动为2.0 A/mm，峰值非本征漏电流为250 mS/mm，小信号射频性能达到fT~120 GHz。DC和RF性能表明，体AlN衬底为应变量子阱氮化物晶体管提供了一个有吸引力的替代平台，用于未来的高电压和高功率微波应用。
2016-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear charge transport in highly polar semiconductors: GaN, AlN, InN and GaAs
在本文中，我们提出了一个收集的结果集中在掺杂的直接带隙反带高极性III族氮化物半导体（GAN，AlN，InN）和GaAs的瞬态和稳态的输运性质，通过使用非线性量子动力学理论的基础上的非平衡统计系综形式主义（NESEF）计算。在本文中，这些结果进行了比较，计算usingMonteCarlo模拟和实验测量。在中到高电场存在下，考虑了n型和p型材料在不同温度和载流子浓度下的非线性量子动力学理论计算结果与MonteCarlo计算结果和实验数据之间的一致性非常好，从而令人满意地验证了NESEF。
2021-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-wide-band-gap group-III nitrides are of interest for applications in deep-ultraviolet optoelectronics and power electronics. Such devices must be able to efficiently dissipate heat generated from their operation, making the thermal conductivity of the constituent materials an important parameter for high-power applications. We have investigated the phonon-limited thermal conductivity of AlN, GaN, and Al$_x$Ga$_{1-x}$N using first-principles calculations, with a focus on the effects of compositional and isotopic disorder. Our Boltzmann-transport-equation calculations show that the maximum…
2019-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Epitaxy Growth of Scandium Nitride on Hexagonal SiC, GaN, and AlN
在GAN（0001）/SiC、AlN（0001）/Al_2 O_3和6 H-SiC（0001）六方衬底上用射频等离子体辅助分子束外延（RF plasma assisted MBE）生长了氮化钪（ScN）薄膜，得到了面心立方（岩盐）晶体结构，其面外取向为（111），而不是六方取向。首次在外延过程中通过原位电子衍射观察到了立方（111）孪晶结构，并通过电子背散射衍射检测到了孪晶畴，并与X射线衍射得到了进一步的证实。在750 ℃的生长温度下，外延的ScN薄膜显示出非常光滑的亚纳米表面粗糙度。随温度变化的霍尔效应测量表明恒定的高n型载流子浓度约为1x 1020/cm 3，电子迁移率约为20 cm 2/Vs。
2019-08-02 cond-mat.mtrl-sci
GaN/AlN Quantum Dots for Single Qubit Emitters
我们从理论上研究了$c$平面GAN/AlN量子点的电子性质，重点研究了它们作为未来量子通信系统中单偏振光子源的潜力。在八带k.p理论的框架下，我们计算了量子点的光学带间跃迁及其偏振特性。我们表明，在基面的量子点约束势的各向异性（例如量子点伸长或应变各向异性）导致一个显着的线性极化的基态和激发态过渡。外部施加的单轴应力可以用于诱导基态跃迁的线性偏振以发射单偏振光子，或者甚至用于补偿由结构伸长引起的偏振。
2008-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Electro-thermal Co-design of Vertical \b{eta}-Ga2O3 Schottky Diodes with High-permittivity BaTiO3 Field-plate for High-field and Thermal Management
Iowa State University（爱荷华州立大学）；University of Florida（佛罗里达大学）
本研究通过使用高介电常数的钛酸钡和热导性好的氮化铝场板，改进垂直η-氧化镓肖特基二极管的电热协同设计，提升高场管理和散热能力。
2025-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Grain Coalescence on Dislocation and Stress Evolution of GaN Films Grown on Nanoscale Patterned Sapphire Substrates
本研究对比了LT-GaN与PVD-AlN两种成核层对纳米图形化蓝宝石衬底上GaN薄膜的影响，发现PVD-AlN能抑制奥斯特瓦尔德熟化，使位错密度降低超50%，但残余压应力增加约0.5 GPa。
2023-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Step by step capping and strain state of GaN/AlN quantum dots studied by grazing incidence diffraction anomalous fine structure
报道了利用互补反常衍射技术对小尺寸嵌入式纳米结构的研究。GAN量子点（QD），生长的分子束外延在一个修改的Stranski-Krastanow模式，研究了应变和局部环境，作为AlN盖层厚度的函数，通过掠入射异常衍射。也就是说，X射线光子能量在Ga吸收K边缘上被调谐，这使得衍射具有化学选择性。测量\textit{hkl} -扫描，接近AlN（30-30）布拉格反射，在几个能量横跨Ga K-边缘，允许提取Ga部分结构因子，从其推导出GAN量子点的面内应变。从固定的Q能量依赖的衍射强度谱，测量对应于平均面内应变状态的量子点的衍射选择的等应变区域，关于组合物和面外应变的定量信息已经获得。我们恢复了点中的面内和面外应变。与赝晶层中的双轴弹性应变的比较表明了过应变状态的趋势。
2005-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Elastic constants of the II-IV nitride semiconductors MgSiN$_{2}$, MgGeN$_{2}$ and MgSnN$_{2}$
采用密度泛函理论计算了正交MgSiN $_{2}$、MgGeN $_{2}$和MgSnN $_{2}$的单晶弹性常数、多晶弹性模量和相关性质，并与相关的纤锌矿结构AlN、GAN和InN进行了比较.由于MgSiN $_{2}$、MgGeN $_{2}$或MgSnN $_{2}$的单晶弹性性质都没有实验研究，因此我们通过与AlN、GAN和InN的实验数据进行比较来确定计算的准确性。计算得到的MgSiN多晶$_{2}$弹性模量与实验值吻合较好。将示出MgSiN $_{2}$和MgGeN $_{2}$分别与AlN和GAN具有小的$xy$平面晶格失配，而同时比AlN和GAN两者显著更软。这表明MgSiN $_{2}$和MgGeN $_{2}$应该可以在AlN和GAN上生长而没有显著的晶格失配或应变。
2018-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependent Characteristics of Quasi-vertical AlN Schottky Diodes on Bulk AlN Substrate
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
研究了MOCVD生长的准垂直AlN肖特基势垒二极管在不同温度下的性能，发现其在高温下电流密度增加，肖特基势垒高度升高，漏电流机制符合Poole-Frenkel发射。
2026-04-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Shubnikov-de Haas oscillations in coherently strained AlN/GaN/AlN quantum wells on bulk AlN substrates
该研究在体AlN衬底上的相干应变AlN/GaN/AlN量子阱中观察到SdH振荡，揭示了未掺杂与δ掺杂结构的能带占据差异，并直接测量了2DEG关键参数，为氮化物异质结构设计提供基础。
2025-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Coupling of spontaneous emission from GaN/AlN quantum dots into silver surface plasmons
我们已经证明了表面等离子体激元诱导的自发发射率的变化，在紫外区在~ 375-380 nm，使用AlN/GAN量子点（QD）。使用时间分辨和连续波光致发光测量，AlN/GAN量子点的复合率被证明是增强时，自发发射共振耦合到金属表面等离子体模式。通过Ag-表面等离子体激元模式的激子复合过程被观察到比在正常QD自发发射中快多达3-7倍，并且强烈地依赖于发射波长和银厚度。
2004-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of structure, energetics, formation enthalpy, elastic constants, polarization, and piezoelectric constants of AlN, GaN, and InN: comparison of local and gradient-corrected density-functional theory
采用平面波超软赝势方法，在交换相关泛函的LDA（局域密度）和GGA（广义梯度）近似下，从密度泛函理论中的第一性原理预测了氧化锌和纤锌矿III-V族氮化物AlN、GAN和InN的许多不同的体性质。除了结构和凝聚力，我们还研究了形成hoppies（预测缺陷溶解度和表面稳定性的关键成分），自发极化和压电常数（纳米结构建模的中心参数）和弹性常数。我们的研究证实了这两种密度泛函方法在描述III-V族氮化物（以及母种N $_2$、Al、Ga和In）的不同性质方面的相对优点，并使我们得出结论，与高精度技术（如多投影仪超软赝势或现代全电子方法）相关联的GGA近似在III-V族氮化物的研究中是优选的。
2000-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature Optical Orientation of Exciton Spin in cubic GaN/AlN quantum dots
利用时间分辨光致发光研究了GaN/AlN自组织立方量子点系综中激子自旋的光学取向。在偏振准共振激发下，发光线偏振即使在室温下也没有时间衰减。这证明了这些立方氮化物纳米结构中激子自旋极化的鲁棒性，其特征衰减时间长于10 ns。
2007-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Strain distribution in GaN/AlN superlattices grown on AlN/sapphire templates: comparison of X-ray diffraction and photoluminescence studies
本研究通过X射线衍射、光致发光和透射电子显微镜技术，系统研究了GaN/AlN超晶格中应变随阱/势垒厚度的变化规律，发现应变随厚度增加而减小，并利用密度泛函理论成功解释了量子限制斯塔克效应导致的发光峰能量降低。
2025-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Consistent set of band parameters for the group-III nitrides AlN, GaN, and InN
我们已经推导出一致的组的带参数（带隙，晶体场分裂，带隙变形势，有效质量，Luttinger和EP参数）的AlN，GAN，和InN的锌-ZnO和纤锌矿相采用多体微扰理论在G 0 W 0近似。G 0 W 0方法已与密度泛函理论（DFT）计算相结合的精确交换优化有效势方法（OEPx），以克服局部密度或梯度校正的DFT泛函（LDA和GGA）的局限性。伽马点附近的能带结构已被用于直接参数化4 × 4 k.p哈密顿量，以捕获导带中的非抛物性和纤锌矿相的更复杂的价带结构。我们证明，以这种方式得到的带参数与现有的实验数据非常吻合，并提供可靠的预测，迄今为止尚未确定的所有参数的实验。
2008-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Significant Phonon Drag Effect in Wide Bandgap GaN and AlN
本研究通过求解完全耦合的电子和声子 Boltzmann 输运方程，揭示了宽禁带 GaN 和 AlN 中声子曳引效应在室温下显著提升载流子迁移率和 Seebeck 系数，并阐明了其随载流子浓度变化的不同机制及极性光学声子的关键作用。
2023-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping on the intersubband absorption in Si- and Ge-doped GaN/AlN heterostructures
在本文中，我们研究了GAN/AlN异质结构（平面和纳米线）的带间和子带特性，其结构设计为在短波长红外区域吸收，特别是在1.55微米。我们比较了掺杂的GAN部分与Si和Ge的效果，我们讨论了自由载流子屏蔽与掺杂密度和阱/纳米盘尺寸的变化。我们观察到，纳米线异质结构始终呈现较长的光致发光衰减时间比他们的平面对应物，这支持存在一个平面内的压电场相关的应变张量的剪切分量，导致横向电子空穴分离。我们报告子带间吸收覆盖1.45微米至1.75微米，使用Ge掺杂的量子阱，具有相当的性能，充分研究的Si掺杂的平面异质结构。我们还报告了可比的子带间吸收Si和Ge掺杂的纳米线异质结构，表明掺杂剂的选择是不是观察子带间现象的固有障碍。此外，我们计算了由于许多体效应的子带间吸收的光谱位移作为掺杂浓度的函数。
2017-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen-based digital etching of AlGaN/GaN structures with AlN as etch-stop layers
研究了基于O2等离子体的GAN基Al0.25Ga0.75N数字刻蚀技术。在40 W射频偏压功率和40 sccm氧气流量下，Al 0.25 Ga 0.75 N的刻蚀深度为5.7 nm/循环。在3个循环中，0.8nm的AlN间隔层充当蚀刻停止层。在7次数字蚀刻循环后，表面粗糙度改善至0.33nm。与仅干蚀刻的方法相比，该技术造成的损伤更小。它被证明是有效的，在精确地控制所需的凹陷AlGaN HEMT的AlGaN蚀刻深度。
2019-07-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theoretical evidence for the semi-insulating character of AlN
我们提出了从头计算密度泛函计算的受体，施主，和本征缺陷的氮化铝，表明受体是更深（Be ~ 0.25eV，Mg_0.45eV），比GAN中的溶解度低;在与GAN的进一步差异中，非本征施主Si_Al和C_Al，而本征施主V_N（阴离子空位）较深（低于电导约1 ~ 3eV）。因此，我们预测，掺杂的AlN通常会变成半绝缘的通常实现的富铝条件下，与已知的掺杂困难的高x AlGaN合金。
1998-07-13 cond-mat.mtrl-sci
MBE-grown 232-270 nm Deep-UV LEDs using Monolayer thin Binary GaN/AlN quantum heterostructures
采用单层（ML）GAN/AlN量子结构作为有源区，实现了电注入深紫外（UV）发射。通过等离子体辅助分子束外延（PAMBE）控制GAN层的厚度来调整发射波长。对于工作在232 nm、246 nm和270 nm的三种不同发光二极管（LED），实现了具有窄半高全宽（FWHM）的单峰值发射光谱。232 nm（5.34 eV）是迄今为止报道的使用GAN作为发光材料并采用偏振诱导掺杂的最短EL发射波长。
2017-01-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Depletion-mode N-polar AlN-based high electron mobility transistors with improved on/off ratios
Nagoya University（名古屋大学）；Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院微电子研究所）
本文报道了基于N极AlN的高电子迁移率晶体管，具有5.2nm的GaN通道厚度，实现了高达10000的开/关比，通过突变的AlN/GaN异质结构和改进的栅极泄漏实现。
2026-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Engineering decomposition-resilience and de-coalescence of GaN nanowire ensembles
对GaN纳米线（NW）和相关III族氮化物用于（光）电子应用的兴趣迅速增加，要求立即解决与NW生长和器件加工相关的技术挑战。为此，我们在这项工作中展示了一种抑制GAN纳米线热分解的方法，这也有助于弥补生长过程中纳米线聚结的影响。虽然这两种效应都是众所周知的GaN纳米线器件发展的主要障碍，但迄今为止尚未报道解决这些问题的可靠方法。我们表明，通过提供一个薄的氮化铝盖层，外延生长的GAN纳米线的顶面上，热分解几乎可以完全抑制。AlN覆盖后GAN NW系综的热退火导致未覆盖/部分覆盖的NW的选择性分解，留下（大部分）AlN覆盖的GAN NW，具有优异的晶体和发光特性。因此，这种简单但非常有效的方法可以作为基于GaN-NW的（光）电子技术路线图中非常重要的里程碑。
2018-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Visualising highly localised luminescence in GaN/AlN heterostructures in nanowires
利用扫描透射电子显微镜（STEM）在光谱成像模式下对GAN纳米线中GAN/AlN量子盘（QDiscs）的光学性质进行了纳米尺度空间分辨阴极发光（nanoCL）研究。对于QDisc区域中的电子束激发，由于GAN和AlN之间的高带隙差，发光信号高度局部化，空间延伸低至5 nm。这允许在相邻QDisc的发射之间进行区分，并且用于证明在纳米线侧壁上无意地生长的约3 nm厚和20 nm长的棒（量子棒，QRod）的横向夹杂物的存在。这些结构，也观察到的STEM暗场成像，被证明是光学活性的nanoCL，发射在类似的，但通常较短，相对于大多数QDiscs的波长。
2015-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Increasing the mobility and power-electronics figure of merit of AlGaN with atomically thin AlN/GaN digital-alloy superlattices
本研究针对无规AlGaN合金散射导致迁移率和电力电子品质因数低、高Al组分下掺杂与集成困难的问题，通过第一性原理计算证明单原子层周期的AlN/GaN数字合金超晶格在多种超宽禁带材料中修正Baliga品质因数最高。
2022-07-06 cond-mat.mtrl-sci
First principles calculation of polarization induced interfacial charges in GaN/AlN heterostructures
提出了一种新的方法来计算半导体异质结构中的极化感生界面电荷，将经典静电学应用于第一性原理计算的实空间能带图，并将其应用于GAN/AlN异质结构中的AlN层（4-6个单层）。我们表明，计算的电场和界面电荷是独立的交换相关泛函（局域密度近似和混合泛函）。我们还发现，计算的界面电荷为（6.8 +/- 0.4）× 10^13 cm-2，与实验结果非常吻合，而6.58 × 10^13 cm-2的值是根据体极化常数计算的，这验证了即使对于非常薄的薄膜，也可以使用体极化常数。
2011-05-17 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Metalorganic Chemical Vapor Deposition of AlScN Thin Films and AlScN/AlN/GaN Heterostructures
本文通过MOCVD生长了AlScN薄膜及AlScN/AlN/GaN异质结构，实现了最高约13%的Sc掺入，并证实其在界面处形成2DEG通道，为HEMT等高性能电子器件提供了有前途的材料。
2025-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A DFT Study on the Mechanical, Electronic, Thermodynamic, and Optical Properties of GaN and AlN Counterparts of Biphenylene Network
本研究通过DFT计算，揭示了BPN-GaN和BPN-AlN的电子、力学、热力学及光学性质，其中BPN-AlN稳定且带隙3.2 eV，两者具有紫外收集潜力。
2023-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wurtzite Effects on Spin Splitting of GaN/AlN Quantum Wells
本文提出了一种新的机制（DeltaC 1-DeltaC 3耦合）来解释纤锌矿GAN的自旋分裂，这种机制源于纤锌矿的本征效应（能带折叠和结构反转不对称）。带折叠效应产生了两个导带（DeltaC 1和DeltaC 3），当kz接近反交叉区时，p波几率发生了巨大的变化。由DeltaC 1-DeltaC 3耦合和纤锌矿结构反转不对称性引起的自旋分裂能远大于传统的Rashba或Dresselhaus效应所估计的自旋分裂能。当我们将这种耦合应用到GAN/AlN量子阱中时，我们发现自旋分裂能可以通过电场敏感地控制。基于这一机理，我们提出了一种p波增强自旋极化场效应晶体管，由InxGa 1-xN/InyAl 1-yN制成，用于自旋电子学应用。
2005-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fractional-Monolayer 2D-GaN/AlN Structures: Growth Kinetics and UVC-emitter Applications
Ioffe Institute（约费研究所）；Lebedev Physical Institute（列别捷夫物理研究所）；Peking University（北京大学）
研究0.75至2单层厚度的GaN/AlN量子阱基本特性，用等离子体激活分子束外延生长，改变厚度或镓氮通量比，监测生长模式，用模型描述分数单层量子阱，该结构有望作强紫外C发射体。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Weak antilocalization and zero-field electron spin splitting in AlGaN/AlN/GaN heterostructures with a polarization induced two-dimensional electron gas
在AlGaN/AlN/GAN二维电子系统中，载流子密度由持续光电导效应控制，利用量子干涉对电导的修正，研究了自旋轨道耦合.所有研究的样品表现出弱的反局域化功能与自旋轨道场约1.8 mT。从弱反定域测量中提取的零场电子自旋分裂能与费米波矢成线性关系，有效线性自旋轨道耦合参数为5.5 × 10 ^{-13} eV·m。从我们的测量中提取的自旋轨道时间在本实验的载流子密度范围内从0.74到8.24 ps变化。
2006-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
UV Photosensing Characteristics of Nanowire-Based GaN/AlN Superlattices
我们已经表征了单个GAN纳米线的光电探测能力，将20个周期的AlN/GAN：Ge轴向异质结封装在AlN壳中。透射电子显微镜证实周围的异质结构的额外的GAN壳的情况下。在没有表面导电沟道的情况下，异质结构的引入导致暗电流的降低和光敏性的增加。不同的单纳米线的暗电流的大小的一个显着的分散体是由于纳米线与位移纳米盘的聚结，减少了异质结构的有效长度。在电流路径中较大数量的有源纳米盘和AlN势垒导致较低的暗电流和较高的光敏性，并且提高了纳米线对照明强度变化的灵敏度（提高的线性度）。此外，我们观察到的光电流的持久性，这是由于整个结构的电阻的变化，特别是GAN茎和帽部分。因此，时间响应与暗电流无关。
2017-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
