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Magnetoresistance of the Thin InN Film and The Effect of DC Excitation on Magnetoresistance in a 2DEG System
Thesis

Magnetoresistance of the Thin InN Film and The Effect of DC Excitation on Magnetoresistance in a 2DEG System

巫建凱
Masters, National Tsing Hua University
2009

Abstract

氮化銦氮化銦薄膜磁阻二維電子氣體直流激發 InNThin InN FilmMagnetoresistance2DEGDC Excitation
本實驗論文分兩部分,第一部分為氮化銦磁阻的研究,第二部分為二維電子氣體系統中直流激發對磁阻之影響。第一部份中,我們針對了氮極性和銦極性的10nm氮化銦樣品,利用弱局域效應的實驗,進行電子傳輸的研究。在不同極性的10nm氮化銦中,電阻率對溫度的變化皆隨溫度降低而上升,而磁阻的變化則在不同極性之間呈現了兩種不同的表現。由擬合結果來說明,其差別在於氮極性的τ□在低溫時會大於τso;而銦極性氮化銦的τ□則都是小於τso的。在不同厚度的氮化銦樣品中,1000nm氮化銦在低溫時有超導特性;而25nm氮化銦與10nm氮化銦並無超導特性,可知厚度與超導特性有關。在磁阻的結果方面,同為氮極性25nm與10nm的趨勢相同;而在1000nm氮化銦中則有很強的超導變動貢獻。在各樣品的霍爾電壓量測中,將磁場反向量測藉以修正霍爾電壓,結果斜率差不多且有一平移量;各溫度的霍爾電壓訊號的斜率並無太大差異;另外發現霍爾係數隨磁場上升而下降,與文獻中的結果不同。第二部份中,我們在GaAs/AlGaAs異質結構藉由量測微分電阻值來觀察在直流偏置電流激發下的非線性現象,以探討可觀察到的條件並Zener tunneling解釋;接著選定四種不同位置之磁場,改變直流偏置電流來觀察理論模型所無法解釋的零偏置電流凹陷處。定電流掃磁場實驗中,在樣品X01、X02觀察到有別於SdH的振盪,擬合結果接近理論值;但樣品LM4712、LM4545A中並無觀察到;比較樣品後發現樣品載子濃度與遷移率是影響能否觀測的變因。而在高磁場區域則觀察到量子霍爾效應的崩潰現象。定磁場掃電流實驗中,在四個樣品觀察到於波峰、波峰右側磁場位置的微分電阻皆有零偏置電流的凹陷處,與先前結果一致,且有良好的擬合結果,但擬合參數I0與文獻中所述之結果互相矛盾。而附錄是針對歐姆接觸各環節步驟作一系列的測試,最後觀察並整理各環節對歐姆接觸的影響。

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