实际纳米MOSFET电流噪声及其相关特性分析

实际纳米MOSFET电流噪声为散粒噪声和热噪声,且散粒噪声受到费米作用和库仑作用的抑制.而现有文献研究实际纳米MOSFET电流噪声时,采取了完全不考虑其散粒噪声的抑制,或者只是强调抑制的存在而并未给出具体的抑制分析.本文基于Navid模型推导了实际纳米MOSFET电流噪声,并考虑费米作用和库仑作用对散粒噪声的抑制.在此基础上,对电流噪声随沟道长度、温度、源漏电压和栅极电压的变化特性进行了分析,其变化规律与文献中已有的实验和理论变化相一致.沟道长度越短,温度越低,源漏电压越大和栅极电压越低,电流噪声主要以散粒噪声为主.     

基于Monte Carlo模拟的实际纳米MOSFET散粒噪声抑制研究

实验测量和理论结果均表明,随着MOS器件尺寸缩小到纳米尺度,其过剩噪声的主要成分将从以热噪声为主转变为以散粒噪声为主,且散粒噪声受费米抑制作用和库仑抑制作用．而目前对纳米MOSFET散粒噪声抑制的研究时,采取了完全不考虑其抑制,或者只是强调抑制的存在而并未给出具体的抑制分析．本文将采用蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟方法对实际纳米MOSFET电流噪声进行数值模拟研究,并考虑费米作用和库仑作用对散粒噪声的抑制影响,分别得到费米抑制因子和费米与库仑共同作用时的抑制因子．在此基础上,重点考察栅极电压、源漏电压、温度和掺杂浓度对散粒噪声抑制的影响及其关系的理论分析,得到的模拟结果与文献给出的实验结果和介观理论结果相吻合．     

稀磁半导体/半导体量子线中的散粒噪声

采用散射矩阵方法研究在电场、磁场作用下稀磁半导体/半导体量子线结构中自旋依赖的散粒噪声性质,揭示其中自旋噪声同外磁场、偏压、温度和体系的几何参数之间的依赖关系.研究发现,稀磁半导体/半导体量子线的噪声谱密度随外磁场的增加而显著减小.自旋向下电子的热噪声随温度变化近似线性增大,而自旋向上电子的热噪声随温度变化而呈现出振荡现象.自旋向下电子的散粒噪声谱,零温时随偏压变化而线性增加,而在低温时随偏压变化在小范围内呈现出振荡现象.     

光电探测器的噪声分析

探讨了光电探测器噪声,从统计物理的角度解释了热噪声对光电探测器的探测能力的影响。     

基于接触电阻的GFET高频等效噪声表征与建模

本文提出了一种石墨烯场效应晶体管(Graphene Field Effect Transistors, GFET)的小信号等效电路模型,该模型考虑了金属-石墨烯界面的内部物理传输现象,即漏极与源极的接触电阻.提出了一种将接触电阻从等效电路中本征和寄生部分分离的方法,接触电阻有效且准确的分离能够模拟其对该器件截止频率fT和最大振荡频率fmax的影响.基于所建立的小信号等效电路,提出了GFET的高频等效噪声电路模型.噪声模型包括散粒噪声、热通道噪声和热噪声,基于这些噪声模型,在500 MHz～30 GHz的频率范围内通过噪声去嵌提取出本征噪声相关矩阵,利用其中的最小噪声系数(NF_min)得到接触电阻以及不同噪声源对高频噪声的影响.最终通过模拟数据与实测数据的验证分析,所提模型能够有效且准确的表征该器件的小信号特性以及高频噪声特性,并且接触电阻的影响不可忽略.     

一种新型光纤干涉仪的相位噪声及灵敏度分析

为了对微振动信号进行远距离实时检测,提出一种由两低反射率光纤光栅组成的新型双光束光纤干涉仪.给出了采用零差解调技术时干涉系统的散粒噪声和热噪声,并且分析了在不同时间延迟情况下的相位噪声.通过对系统各种噪声的分析,推导出系统的最小探测灵敏度解析表达式.最后根据实验中采用的具体参数,计算出该系统能探测到的最小相位.该干涉仪结构简单、灵敏度高,具有广阔的应用前景.     

交换耦合双能级量子点的全计数统计

基于粒子数分辨的量子主方程,研究了自旋交换耦合双能级量子点中的电子全计数统计,给出了平均电流、散粒噪声和偏斜度.库仑排斥和交换作用导致了平均电流中的小平台;散粒噪声和铁磁电极的极化率以及量子点与电极的不对称耦合密切相关.极化率和量子点电极不对称耦合越大,超泊松散粒噪声越容易出现.当两个自旋单态通道能级参与输运时散粒噪声会大大降低,而当两个自旋三重态通道能级同时参与输运时散粒噪声则会明显增大.     

双势垒异质结构中自旋相关的散粒噪声

利用Landauer-Büttiker散射理论和传递矩阵方法研究了两端具有铁磁接触的双势垒异质结构(F/DB/F)中自旋相关的散粒噪声。计算结果表明:电流和散粒噪声随阱宽的增加发生周期性的振荡,随着垒厚的增加产生了明显的相位差,与自旋向上电子相比,垒厚对自旋向下电子的电流和散粒噪声影响更大。Rashba自旋轨道耦合强度的增加加大了电流和散粒噪声的振荡频率。偏压的增加减小了电流和散粒噪声的振荡频率,增大了电流和散粒噪声的峰谷比和峰值。电流和散粒噪声随自旋轨道耦合强度和偏压的变化强烈依赖于两铁磁电极中磁化方向的夹角。     

石墨烯带—苯环—石墨烯带结构的电子输运

用非平衡格林函数和密度泛函理论相结合的第一性原理计算了石墨烯带-苯环-石墨烯带结构的伏安特性和电流噪声,发现苯环和石墨烯导线不同的连接方式给出的电子输运和电流噪声性质有显著不同,1-4连接下电流显著大于1-3连接.在研究量子器件时,量子噪声是不同于热噪声的,它是分析器件结构常用的一种手段.研究发现这2种结构的散粒噪声和Fano因子也完全不同,对于1-3结构Fano因子接近1,而对于1-4结构,Fano因子相对就较小.     

双量子点系统单态三重态传输诱导的散粒噪声

基于有效粒子数分辨的量子主方程和全计数统计,研究了耦合双量子点系统电子输运性质,讨论了源极和漏极的极化程度、电子在量子点中的自旋交换作用对平均电流、散粒噪声的影响,给出了平均电流和散粒噪声在不同的交换耦合下随电极极化率的变化特征,分析了自旋单态和三重态在电子输运过程中对平均电流和散粒噪声的贡献,并借助于自旋阻塞引起的聚束效应解释了超泊松散粒噪声的形成。     

Pipeline ADC的噪声与采样电容的关系

介绍了Pipeline ADC噪声与电容的关系及减小噪声的方法,并以10位ADC为例通过噪声计算电容．ADC的主要噪声源是量化噪声和热噪声．量化噪声主要决定ADC的精度．热噪声限制了ADC的信噪比,是提高精度的主要瓶颈．可以通过增大电容来减小．     

正常金属/半导体/d波超导体隧道结中的隧穿谱和散粒噪声

利用Blonder-Tinkhanr-Klapwijk(BTK)理论求解了Bogoliubov-de Genner(BDG)方程,再结合Landauer-Büttiker公式,计算正常金属/半导体/d波超导体隧道结系统的隧穿系数,研究了隧穿谱和散粒噪声.在Rashba自旋轨道耦合参数一定的情况下,计算了散粒噪声和隧穿谱随偏压的变化.结果表明,电子入射角度θ和d波超导配对势都可以影响散粒噪声和隧穿谱.研究证明:d波超导体表面有零能束缚态存在;Andreev反射电导可以达到正常隧穿的2倍;散粒噪声被抑制的程度很大;半导体厚度L为3ε0的整数倍与半导体厚度L为非3ε0的整数倍时的散粒噪声和隧穿谱随偏压的变化有明显的区别.     

纳米器件中双势垒结构的散粒噪声分析及抑制

分析了纳米电子器件中散粒噪声的散射理论,通过对电导问题和散射问题相似性的讨论,得到一种基于双势垒结构纳米器件的散粒噪声抑制的方法。     

单电子晶体管中低频散粒噪声的特性分析

本文中，我们将双结系统的散粒噪声理论应用于单电子晶体管中，并准确地推导出两态情况下单电子晶体管噪声谱的解析表达式．进而对单电子晶体管中引起散粒噪声的因素作了简要的讨论．     

铁磁/绝缘层/铁磁/绝缘层/s波超导双隧道结中的微分电导与散粒噪声

考虑到铁磁层中的磁交换劈裂,两绝缘层的势垒散射以及量子干涉效应,计算铁磁/绝缘层/铁磁/绝缘层/s波超导结构中的微分电导与散粒噪声.研究表明:微分电导与散粒噪声都随中间铁磁层厚度作周期性振荡.     

Rashba自旋轨道耦合效应对散粒噪声的影响

计算了自旋电子隧穿铁磁/半导体/铁磁异质结的隧穿系数.根据Landauer-Büttier公式及其理论框架,计算了零温时的散粒噪声和电导,对散粒噪声和电导的函数曲线进行了对比分析,讨论了它们和Rashba自旋轨道耦合效应及量子尺寸效应的关系.     

隧道二极管噪声的研究

本文中我們討論了隧道二极管中的散粒噪声和密度起伏噪声。我們推导出計算散粒噪声的一個新的表达式,它用一個平滑性因子修正了滿散粒噪声公式。我們也計算了密度起伏噪声,計算的结果表明密度起伏噪声与散粒噪声相比,可以忽略不計。     

基于数学形态学的CCD降噪技术

在阐述数学形态学的原理、分析CCD的主要噪声特点及传统去噪方法的基础上,设计了形态学交替混合滤波器(包括滤波算法设计及结构元素选择).Matlab仿真结果表明,该方法可以较好地抑制CCD信号中的散粒噪声、复位噪声及高频噪声.     

正常金属—d波超导结中的粗糙界面散射和准粒子有限寿命效应对散粒噪声的影响

考虑到粗糙界面散射和准粒子的有限寿命效应，利用散射理论，计算正常金属-d波超导结中的散粒噪声，研究表明，粗糙界面散射和准粒子的有限寿命效应都可导致平均电流与散粒噪声功率降低，而噪声功率与平均电流的比值都增加。     

色噪声对约瑟夫逊效应中伏安特性曲线的影响

在小电容条件下，研究了热噪声（当作色噪声处理）对约瑟夫逊效应中伏安特性曲线的影响，得到了考虑噪声关联时间后的影响使得约瑟逊结上平均电压减小的结论。