【国际论文】3D β-Ga₂O₃上的2D半导体构成的垂直范德瓦尔斯异质结二极管

        近日，由美国宾夕法尼亚大学电气和系统工程系和亚利桑那州立大学电气、计算机和能源工程学院等组成的研究团队在期刊《Nanoscale》上发布了一篇名为Vertical van der Waals heterojunction diodes comprising 2D semiconductors on 3D β-Ga₂O₃（3D β-Ga₂O₃上的2D半导体构成的垂直范德瓦尔斯异质结二极管）的论文文章。

内容摘要

        作为宽禁带半导体如氧化镓（Ga₂O₃）因其在下一代高功率电子器件中的应用而受到广泛关注。虽然可以通过熔融法在各种取向上常规生长单晶氧化镓衬底，但其取向对其性能的影响很少被报道。此外，由于缺乏p型掺杂，制备氧化镓的整流p-n二极管一直很困难。本研究通过改变以下三个因素（衬底平面取向、2D材料选择和金属接触）来制备和优化β-Ga₂O₃上的2D/3D垂直二极管。我们使用高温依赖性测量、原子力显微镜（AFM）技术和技术计算机辅助设计（TCAD）模拟验证了器件的质量。我们的研究结果表明，通过衬底平面取向（-201）与2D WS₂剥离层和Ti接触的结合，优化了2D/3D β-Ga₂O₃垂直异质结，同时展现了记录级别的整流比（>10⁶）和开启电流密度（>10³ A cm^-2），适用于功率整流器的应用。

原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/NR/D3NR01987J#fn1