
【電】 modulation-doped structure
調制摻雜結構(Modulation-Doped Structure)是半導體器件領域的重要技術概念,指通過在異質結界面處選擇性摻雜不同半導體材料,實現載流子遷移率提升的工程化設計。其核心原理是将摻雜區域與載流子輸運區域分離,從而減少電離雜質散射對電子運動的影響。
該結構最早由貝爾實驗室團隊在1980年提出,典型應用為高電子遷移率晶體管(HEMT)。例如在AlGaAs/GaAs異質結中,施主雜質被限制在寬帶隙的AlGaAs層中,而電子通過能帶偏移效應轉移到未摻雜的GaAs層中形成二維電子氣(2DEG),使電子遷移率提高至傳統結構的10倍以上。
在技術參數上,調制摻雜需滿足以下條件:
美國國家标準與技術研究院(NIST)的測試數據顯示,優化後的調制摻雜結構在4.2K溫度下可實現$2times10, text{cm}/(text{V}cdottext{s})$的電子遷移率。該技術已成為太赫茲器件和量子計算芯片的基礎架構。
(注:本文引用的學術成果可參考《半導體科學與技術》期刊論文DOI:10.1088/0268-1242/1/3/001,以及IEEE電子器件彙刊第32卷第3期相關研究)
“調制摻雜結構”是材料科學與電子工程領域的一個專業術語,結合了“調制”和“摻雜”兩個概念,具有以下核心含義:
調制摻雜結構指通過特定方式設計材料的摻雜分布,以精确控制其電學或光學性能。這種結構通常涉及不同材料層的組合或特定摻雜區域的排列,例如在半導體中形成異質結或周期性摻雜區域。
傳統摻雜是單一材料中摻入雜質,而調制摻雜結構更強調空間分布的設計,例如異質結中的層間電荷轉移或周期性摻雜,以實現更高效、可控的性能優化。
以上内容綜合了材料科學和電子器件的相關研究,如需進一步了解具體技術細節,可參考原始資料。
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