美国麻省理工学院机械工程系陈刚教授领导的团队于2018年预测,立方砷化硼对电子和空穴都有非常高的迁移率。近期,来自美国麻省理工学院、休斯顿大学和其他机构的研究团队的最新实验研究证明,立方砷化硼的材料克服了硅作为半导体的两个限制,能够为电子和空穴提供很高的迁移率,并且具备良好的导热性能。该研究成果于2022年7月21日以题名“High ambipolar mobility in cubic boron arsenide”在线发表在《Science》期刊上。
具有高热导率和电子空穴迁移率的半导体对于电子和光子器件以及基础研究具有重要意义。在超高导热性材料中,立方砷化硼(c-BAs)预计同时表现出大于1000 cm2V-1s-1的高电子和空穴迁移率。使用光学瞬态光栅技术,在c-BAs样品的相同位置但存在空间变化,室温下实验测量了1200Wm-1K-1的热导率和1600 cm2V-1s-1的双极迁移率。从头计算法表明,降低电离和中性杂质浓度分别是实现高迁移率和高热传导率的关键。高双极迁移率加上超高导热率,使c-BAs成为下一代电子产品的潜在候选产品。
研究人员称,立方砷化硼可能是迄今为止业界已发现的各项性能最好的半导体材料。当然,立方砷化硼作为一种最新发现的材料,它的长期稳定性等其他性能还有待进一步测试。据悉,到目前为止,立方砷化硼只在实验室规模进行了制造和测试,这些产品并不均匀,还需要更多的工作来确定能否以实用并经济的形式制造立方砷化硼。
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