声子工程(Phonon engineering)是GaN功率器件的热管理的至关重要,声子-缺陷之间的相互作用限制了GaN的性能。但是由于空间分辨率有限,研究III族氮化物缺陷的纳米声子输运具有挑战性。
有鉴于此,北京大学王新强教授、王涛、美国橡树岭国家实验室Lucas Lindsay等报道使用先进的扫描透射电子显微镜和电子能量损失光谱来研究GaN中棱柱体层错中的振动模式。
本文要点
1)通过实验结果与从头计算之间的比较,确定了三种类型的缺陷模式:局部缺陷模式、受限体模式和完全扩展模式。
2)棱柱状堆垛层错(PSF,prismatic stacking fault)具有比无缺陷GaN更小的声子带隙和更低的声速,说明热导率更低。这项研究通过先进的表征方法展示了GaN缺陷的振动行为,此外说明对热行为特性可能的影响。
参考文献:
Jiang, H., Wang, T., Zhang, Z. et al. Atomic-scale visualization of defect-induced localized vibrations in GaN. Nat Commun 15, 9052 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-53394-z
https://www.nature.com/articles/s41467-024-53394-z
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原位XPS、原位XRD、原位Raman、原位FTIR