發(fā)布時間：2020-02-07 06:43

【摘要】：砷化銦(Indium arsenide,InAs)是Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體材料中的優(yōu)秀代表,具有超強(qiáng)的電子遷移率和電子遷移速度,主要在國防通信領(lǐng)域具有較強(qiáng)的應(yīng)用。本論文利用薄膜制備與刻蝕技術(shù),在金剛石對頂砧(diamond anvil cell,DAC)上集成薄膜微型電路,通過原位高壓電阻率和霍爾效應(yīng)測量方法,在25.0GPa的壓力范圍內(nèi)對砷化銦的高壓電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究,給出了InAs樣品在高壓下的電阻率、霍爾系數(shù)等電學(xué)參數(shù)隨壓力變化規(guī)律,并結(jié)合第一性原理計算方法,研究了InAs樣品的結(jié)構(gòu)相變和金屬化現(xiàn)象微觀機(jī)制。InAs的電阻率測量結(jié)果顯示:加壓過程中,樣品電阻率分別在五處發(fā)生不連續(xù)變化,其中7.2GPa和16.0GPa處的電阻率突變與先前報道結(jié)構(gòu)相變壓力點一致,而3.8GPa、10.3GPa和11.7GPa的電阻率不連續(xù)變化則為首次發(fā)現(xiàn),有關(guān)18.0GPa處存在第三次相變的報道在此次實驗18.0GPa處并沒出現(xiàn)電阻率突變現(xiàn)象。InAs的變溫電阻率測量結(jié)果顯示:當(dāng)實驗壓力達(dá)到3.8GPa前后,樣品電阻率隨著溫度的升高分別呈現(xiàn)下降和上升趨勢,表明樣品在3.8GPa前保持半導(dǎo)體屬性,而在3.8GPa后則具有金屬性質(zhì),樣品出現(xiàn)壓致金屬化現(xiàn)象。InAs的霍爾效應(yīng)測量結(jié)果顯示:0GPa-7.2GPa壓力范圍載流子濃度n不斷增大導(dǎo)致樣品電阻率的不斷減小;7.2GPa-10.3GPa壓力范圍,載流子遷移率μ持續(xù)增加成為影響樣品電阻率繼續(xù)下降的主要因素;10.3GPa時霍爾系數(shù)RH由負(fù)變正,樣品由N型半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)榱薖型半導(dǎo)體,電荷輸運(yùn)由電子導(dǎo)電轉(zhuǎn)變?yōu)榭昭▽?dǎo)電;10.3GPa-11.7GPa,最終導(dǎo)致電阻率的下降;10.3GPa-12.5GPa壓力范圍,壓力使帶隙展寬,引起載流子濃度n下降和載流子遷移率μ增加,但是載流子遷移率μ增加的速率明顯小于載流子濃度n下降的速率,因此電阻率有短暫的上升趨勢;11.7GPa-25GPa,通過載流子濃度和載流子遷移率的變化趨勢可以看出,其改變速率幾乎一致,對電阻率的作用相互抵消,因此使得電阻率在11.7GPa之后并沒有太明顯的變化,近乎保持不變。InAs的第一性原理計算結(jié)果顯示:焓與壓力的變化關(guān)系可知,Ⅰ相和Ⅱ相在7.2GPa處有交點,7.2GPa發(fā)生F43m→Fm3m相的轉(zhuǎn)變,Ⅱ相和Ⅲ相在16.0GPa處有交點,16.0GPa發(fā)生Fm3m→Cmcm相的轉(zhuǎn)變。其中一次相變發(fā)生了 16.9%的體積塌縮,二次相變則發(fā)生了 0.7%的體積塌縮。能帶結(jié)構(gòu)計算表明,3.8GPa后樣品導(dǎo)帶穿過費米面與價帶交疊,表明InAs樣品為金屬性質(zhì),發(fā)生了壓致金屬化現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：延邊大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O521.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王巖;閃鋅礦InAs及其三元混晶InAs_(1-x)P_x材料的第一性原理研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

2 張繼野;高壓下InN的電輸運(yùn)性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2012年

3 李巖;CaB_4及Bi_2Sr_2CoO_（6+x）高壓下的電輸運(yùn)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)相變[D];吉林大學(xué);2009年

，

本文編號：2577110