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論文名稱 Title |
AlGaN/GaN量子井二維電子氣在低溫高磁場下的傳導研究 Transport Studies of Two-Dimensional Electron Gas in AlGaN/GaN Quantum Well at Low Temperature and High Magnetic Field |
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系所名稱 Department |
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畢業學年期 Year, semester |
語文別 Language |
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學位類別 Degree |
頁數 Number of pages |
99 |
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研究生 Author |
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指導教授 Advisor |
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召集委員 Convenor |
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口試委員 Advisory Committee |
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口試日期 Date of Exam |
2003-07-01 |
繳交日期 Date of Submission |
2003-08-11 |
關鍵字 Keywords |
氮化鎵、量子井、低溫、二維電子氣、高磁場 low temperature, GaN, two-dimensional electron gas, quantum well, field, high magnetic, 2DEG |
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統計 Statistics |
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中文摘要 |
我們透過Shubnikov-de Haas(SdH)量測研究AlxGa1-xN/GaN異質結構的電子性質。在sample x=0.35及0.31發現由於電子佔據兩個最低的次能帶而產生兩個SdH振盪,能量差分別為128及109 meV。在sample x=0.25,發現兩個SdH振盪產生拍頻效應,很可能是由自旋裂距造成的。自旋裂距的能量為9.0 meV。我們也發現這些sample在經過藍色LED照光後有正持續光導效應。實驗部份,我們在低溫高磁場系統中新加裝“微調閥”,以精確控制樣品之溫度從0.3K至10K。便於SdH變溫實驗測量。 |
Abstract |
We have studied the electronic properties of AlxGa1-xN/GaN heterostructures by using Shubnikov–de Haas(SdH) measurement. Two SdH oscillations were detected on the samples of x=0.35 and 0.31, due to the population of the first two subbands with the energy separations of 128 and 109 meV, respectively. For the sample of x=0.25, two SdH oscillations beat each other, probably due to a finite zero-field spin splitting. The spin-splitting energy is equal to 9.0 meV. The samples also showed a persistent photoconductivity effect after illuminating by blue light-emitting diode. For the part of experiment , we installed a "Regulator" on low temperature and high magnetic field system, in order to control the temperature of sample from 0.3K to 10K accurately. For the convenience of SdH measurements at different tempertures. |
目次 Table of Contents |
第一章 簡介 1-1 前言…………………………………………………………… 1 1-2 實驗基本設備………………………………………………… 3 1-3 量子井二維電子氣的電子特性……………………………… 4 第二章 理論部分 2-1 Shubnikov-de Haas效應……………………………………… 6 2-2 量子霍爾效應(Quantum Hall Effect;QHE)………………… 8 2-3 正持續光導效應(PPC)及負持續光導效應(NPPC)…………… 9 2-4 Landau Level和Spin Splitting Landau Level…………… 11 第三章 數據的讀取 3-1 硬體部份……………………………………………………… 12 3-2 軟體部份……………………………………………………… 17 第四章 實驗儀器 4-1 杜瓦瓶的主要構造及功能…………………………………… 18 4-2 Helium 4 Insert……………………………………………… 22 4-3 Helium 3 Insert……………………………………………… 23 4-4 實驗室管路配置……………………………………………… 26 第五章 實驗步驟及儀器操作原理 5-1 準備工作……………………………………………………… 30 5-1-1 檢查各儀器線路………………………………………… 30 5-1-2 抽真空夾層……………………………………………… 31 5-1-3 抽transfer tube………………………………………… 33 5-1-4 Sample處理……………………………………………… 34 5-1-5 Insert處理……………………………………………… 35 5-2 預冷(precooling)…………………………………………… 40 5-2-1 Purge Needle Valve………………………………………40 5-2-2 傳內層(液氦層)………………………………………… 40 5-2-3 傳外層(液氮層)………………………………………… 42 5-3 Transfer 液氦……………………………………………… 45 5-3-1 清空液氦層……………………………………………… 45 5-3-2 檢查needle valve………………………………………… 46 5-3-3 Transfer 液氦…………………………………………… 47 5-4 降溫及變溫…………………………………………………… 51 5-4-1 降溫……………………………………………………… 51 5-4-2 變溫……………………………………………………… 54 5-5 程式及儀器接線……………………………………………… 56 5-5-1 SdH量測…………………………………………………… 56 5-5-2 QHE量測…………………………………………………… 57 5-5-3 Rxx及RH量測……………………………………………… 58 5-6 更換sample…………………………………………………… 66 5-6-1 更換sample……………………………………………… 66 5-6-2 結束實驗………………………………………………… 69 第六章 實驗結果與討論 6-1 實驗樣品……………………………………………………… 72 6-2 結果與討論…………………………………………………… 75 6-1-1 各別討論………………………………………………… 75 6-2-2 綜合討論………………………………………………… 76 6-3 未來的計劃…………………………………………………… 97 References…………………………………………………………… 98 |
參考文獻 References |
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