移动电荷载流子是高性能纳米工程半导体器件的重要组成部分，使用被限制在异质界面的电荷载流子，即所谓的二维电子气，对于提高器件性能至关重要，纳米尺度的二维电子气的真实空间可视化十分可行，然而，由于在异质界面处不可避免地形成强衍射对比度，通过电子显微镜实现这一点具有挑战性。鉴于此，来自东京大学工程学院的Naoya Shibata等人通过抑制衍射对比度，使用差分相差扫描透射电子显微镜在GaN基半导体异质界面上进行了直接的纳米级电场成像。

文章要点：

1) 该研究对于几乎晶格匹配的GaN/Al_0.81In_0.19N界面和伪晶GaN/Al_0.88In_0.12N界面，提取的定量电场分布与使用泊松模拟预测的分布展现出了极好的一致性；

2) 此外，该研究使用电场分布以纳米精度量化了二维电子气在异质界面上的密度和分布，这一工作有望指导半导体器件中局部载流子密度和分布的实空间表征。

参考资料：

Toyama, S., Seki, T., Kanitani, Y. et al. Real-space observation of a two-dimensional electron gas at semiconductor heterointerfaces. Nat. Nanotechnol. (2023).

DOI: 10.1038/s41565-023-01349-8

https://doi.org/10.1038/s41565-023-01349-8