Amanda Wang · Nick Pant · Woncheol Lee · Feliciano Giustino · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

氮化铝是一种有前景的超宽禁带半导体，适用于光电子和功率电子器件，但其实际应用受限于掺杂困难和低电导率。本文通过第一性原理计算，研究了电子迁移率随温度、掺杂浓度和晶向变化的上限。综合考虑声子与电离杂质对电子的散射作用，分析了完全和部分电离条件下的掺杂体系。结果表明，室温下长程压电相互作用是电子-声子散射的主要机制；当掺杂浓度超过10¹⁶ cm⁻³时，电离杂质散射占主导，显著降低迁移率。

解读: 该氮化铝电子迁移率研究对阳光电源功率器件开发具有重要参考价值。AlN作为超宽禁带半导体（禁带宽度6.2eV），其高击穿场强和热导率特性可应用于：1）SG系列光伏逆变器和ST储能变流器的新一代功率模块设计，突破现有SiC器件的耐压极限，实现更高功率密度；2）电动汽车驱动系统中的高温功率器件，利用AlN...