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Effect of Proton Irradiation on 2DEG in AlGaN/GaN Heterostructures

AlGaN/GaNヘテロ構造中の二次元電子ガス層に対する陽子線照射効果

Abderrahmane, A.*; 小出 将太*; 田原 知行*; 佐藤 真一郎; 大島 武; 岡田 浩*; Sandhu, A.*

Abderrahmane, A.*; Koide, Shota*; Tahara, Tomoyuki*; Sato, Shinichiro; Oshima, Takeshi; Okada, Hiroshi*; Sandhu, A.*

AlGaN/GaNマイクロホールセンサーの磁電特性に対する陽子線照射の影響を5.4Kから室温の範囲で調べた。380keV陽子線を1$$times$$10$$^{14}$$cm$$^{-2}$$照射したところ、シート抵抗はほぼ変化せず、センサーの絶対感度は照射に対して安定であることがわかった。しかし、二次元電子ガス層の界面での散乱に起因するとみられる電子移動度の減少が観察され、それは特に低温領域において顕著であった。磁電特性の変化を調べたところ、Shubnikov de Haas振動の減衰及びランダウプラトーの消失があらわれたが、これらは電子移動度が減少したことによるものと考えられる。

We investigated the effect of high energy and high fluence proton irradiation on magnetoelectric properties of AlGaN/GaN micro-Hall sensors from 5.4 K to room temperature. The sensors show good resistance versus the irradiation translated by the stability of the sheet density therefore the stability of the absolute sensitivity of the sensor. However, the proton irradiation damaged the electrical properties of the sensor indicated by the dramatically decrease of the mobility at low temperature by rate of about 81% at 5.4 K. The existing of the 2DEG system either after irradiation with high energy was confirmed by investigation the magnetotransport measurements at low temperature and which show Shubnikov de Haas oscillations at high magnetic field. Damping of the Shubnikov de Haas oscillations and disappearance of Landau plateaus after irradiation were related to the degradation in the mobility causing by increasing the scattering at the interface.

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