利用阶梯渐变势垒和背势垒技术提升AlGaN/GaN HEMT对镉离子检测的灵敏度

《IEEE Open Journal of Nanotechnology》：Sensitivity Improvement in AlGaN/GaN HEMT for Cadmium Ion Detection using Step Graded Barrier and Back Barrier Techniques

　　

摘要：

本研究设计并优化了一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）的传感器，该传感器具有Al2O3功能化层，用于检测水中的Cd2+离子。为提升离子检测性能，提出了阶梯式势垒和背势垒（外延层）HEMT设计策略。采用SILVACO ATLAS TCAD工具对所提技术的有效性进行了优化与评估。该器件的性能通过其对漏极电流和阈值电压的敏感度来衡量。仿真结果表明，所设计的HEMT器件具有更高的漏极电流敏感度，为47.33 mA/(fg/L)，阈值电压敏感度为5.03 V/(fg/L)。因此，将阶梯式势垒和背势垒技术应用于AlGaN/GaN HEMT中，有望用于重金属离子传感器领域。