Abstract
本篇論文之目的在於探討砷化鋁鎵/砷化鎵高電子移動率電晶體結構之磁傳導特性.論文中主要之實驗乃為量測量子霍爾效應及舒比尼可夫-德哈斯振盪. 此兩種量測均在探究低溫環境中的二維電子在一垂直磁場作用下,其所表現的電傳導特性. 本實驗所使用的砷化鋁鎵/砷化鎵異質結構是利用分子束磊晶技術所製成的.由量子霍爾效應及舒比尼可夫-德哈斯振盪的實驗結果,吾人可以得到包括二維電子之載子濃度及移動率等重要的磁傳導特性.實驗中所得到在溫度為4.2K時的平均載子濃度及移動率分別為400,000/Vsec與3.6e11/cm□其間我們採用對舒比尼可夫-德哈斯振盪作傅立葉轉換的新方法來求二維電子之載子濃度,得到了與傳統方式一致的結果,證明了此方法之可行性.進一步地,我們也測量了不同溫度時的二維電子之載子濃度及移動率.而由二維電子之載子濃度對於溫度的變化情形,我們可以肯定在砷化鋁鎵/砷化鎵異質結構中,在鋁的組成比例大於0.3時,DX centers將會出現.至於電子移動率對溫度變化的情形則是典型二維電子之表現.由其中可以觀察到不同散射機制對移動率的影響.此外,不同溫度時,舒比尼可夫-德哈斯振盪的振幅會有所變化.經由其對溫度變化的情形吾人可計算出電子在砷化鎵中的有效質量.經由計算所得到電子之有效質量為 (0.069□.0003)m0.同樣地,經由不同溫度時,舒比尼可夫-德哈斯振盪振幅之變化,吾人亦可算出在此實驗結構中二維電子之舒比尼可夫-德哈斯散射壽命.而且,此電子壽命據信與原極窄之藍道能階受晶格錯位,散射等因素之影響而變寬的寬度有密切的關係.最後,本篇論文中還有一項重要的工作就是我們嘗試去估計存在於相鄰藍道能階之間非導電態的密度.所使用的方法也是利用不同溫度時舒比尼可夫-德哈斯振盪振幅的變化進行計算.計算所得這些非導電態的密度之數量級約為1e9-1e10/毫電子伏特平方釐米.