优化AlInGaN/GaN高电子迁移率晶体管用于pH值传感：一种温度依赖的建模方法

《physica status solidi (a)– applications and materials science》：Optimizing AlInGaN/GaN High Electron-Mobility Transistors for pH Sensing: A Temperature-Dependent Modeling Approach

1.温度依赖的电流-电压模型分析四元AlInGaN/GaN HEMT作为pH传感器的性能，在100-500K范围内pH值升高导致漏电流下降和阈值电压上升，其灵敏度58.3mV/pH?1接近能斯特理论值，Al0.75In0.2Ga0.05N在20nm势垒时灵敏度最高。

　　

摘要

本文提出了一种温度依赖的电流-电压模型，用于分析基于四元AlInGaN/GaN的高电子迁移率晶体管（HEMT）作为pH传感器的性能。利用该模型，评估了在100至500 K温度范围内的pH传感特性。研究发现，随着pH值的升高，漏电流减小而阈值电压增大。在温度升高的情况下，漏电流和阈值电压也表现出类似的变化趋势。在室温（T = 300 K）时，pH灵敏度的平均值为58.3 mV pH^?1，这一数值接近Nernst理论值59 mV pH^?1。对于pH值从酸性（pH 2）到碱性（pH 12）的整个范围，计算结果与现有的实验数据吻合良好。在所有pH值下，当势垒宽度为20 nm时，Al_0.75In_0.2Ga_0.05N材料组合的灵敏度最高。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。