半导体材料禁带宽度测试装置的研制

根据光电导方法，研制了 ＤＢ－１型半导体材料禁带宽度测试装置。该装置经测 试验证及用户使用表明：整个测试系统具有测量数值精确、测试速度快、样品安装方 便、装置的稳定性和重复性好等优点，实现了对半导体材料禁带宽度的测定，可为进 一步研究半导体材料的能带模型提供实验数据。     

宽禁带半导体——基本性质和现代光子和电子器件

该书汇编了来自日本学术与工业界的宽禁带半导体领域的奠基人及开创者对氮化物半导体材料生长与应用等方面极其深入的阐述，同时该书也包含SiC，金刚石薄膜、ZnO的掺杂、Ⅱ-Ⅳ族半导体及BeZnSeTe／BAIGaAs材料体系的性质与应用等内容。     

《半导体器件》课程中GaN基光电器件差异性教学探讨

在《半导体器件》课程中加强宽禁带半导体器件的教学是科学技术与国民经济快速发展对高等学校基本职能所提出的根本要求。本文阐述了把第三代宽禁带半导体GaN基光电器件作为新型半导体器件进行重点教学的必要性和意义．同时也指出需要采用差异化的教学方法来讲授新型器件在结构、工作原理与光电性能等方面的特殊表现。     

第三代宽禁带功率半导体及应用发展现状

 近年来，以碳化硅和氮化镓为代表的第三代宽禁带功率半导体迅猛发展，已成为中国功率电子行业的研发和产业化应用的重点。抓住第三代宽禁带功率半导体的战略机遇期，实现半导体材料、器件、封装模块和系统开发的自主可控，对保障工业创新体系的可持续发展至关重要。在分析第三代宽禁带功率半导体重要战略意义的基础上，综述了其材料、器件研发和产业的发展现状，阐述了碳化硅及氮化镓器件在当前环境下的应用成果，剖析了第三代半导体行业存在的关键问题。建议在国家政策的进一步领导之下，发挥行业协会和产业联盟的桥梁和纽带作用，对衬底材料、外延材料、芯片与器件设计和制造工艺等产业链各环节进行整体支撑，引导各环节间实现资源共享、强强联合，上下游互相拉动和促进，形成一个布局合理、结构完整的产业链。     

高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器

以碳化硅(SiC)和Ⅲ族氮化物为代表的宽禁带半导体是近年来国内外重点研究和发展的新型第三代半导体材料,具有禁带宽度大、导热性能好、电子饱和漂移速度高以及化学稳定性优等特点,用于工作于紫外波段的光探测器件具有显著的材料性能优势.宽禁带半导体紫外探测器的主要应用包括:国防预警、环境监测、化工和生化反应的光谱分析和过程检测、以及天文研究等.本文主要回顾近年来南京大学在此方面开展的一些代表工作,所涉及到的典型器件有:具有极低暗电流的AlGaN基日盲MSM紫外探测器、高量子效率AlGaN基日盲雪崩光电探测器、以及SiC基可见光盲紫外单光子探测器.     

一维光子晶体的光子禁带结及其计算

本文提出了一种利用转移矩阵来计算一维光子晶体的光子禁带结构的新方法，并讨论光子晶体的光子禁带位置，禁带宽度和结构与构成光子晶体的材料厚度，折射率之间的相互关系．     

高效能半导体器件进展与展望

随着数字时代的不断发展,中国"3060碳战略"目标的确立,绿色低碳成为我国各行业发展主要导向,其中,高效能半导体器件发展应用成为推动汽车电子、电子信息、大数据中心等领域节能降耗的重要趋势.从硅、锗为代表的传统半导体材料到现在以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体材料,再到以金刚石、氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料,支撑半导体器件的性能不断提升,促进射频通信、高功率器件、照明器件等方面革新发展.主要介绍了宽禁带半导体和超宽禁带半导体的研究进展,分析了高效能半导体在射频通讯、汽车电子、航空航天、新型显示等新兴领域的应用前景,总结了目前超宽禁带半导体发展主要面临的难点问题,结合当前相关的研究成果,展望高效能半导体科研、技术及产业的发展趋势,对于我国半导体科技与产业发展都具有重要的指导意义.     

用光学方法测量半导体禁带宽度的温度系数

本文提出了一种测量半导体禁带宽度温度系数的方法,推导出一个求dEg/dT的公式。利用这一公式,在室温附近测量计算了砷化镓单晶的禁带宽度温度系数,得到结果为-3.97×10~(-4)ev/k,这与人们公认的-3.95×10~(-4)ev/k极其接近,说明作为一种基本测量方法,是切实可行的。     

二维声子晶体的弹性波禁带及其影响因素

选取了5种不同材料组分和2组不同截面形状散射体的声子晶体作为研究对象，利用平面波展开法研究了二维固相双组分正方点阵声子晶体中z向剪切波的频率带结构，探讨了材料特性和截面形状对禁带的影响．结果表明：填充物的密度和弹性模量比基体的大时，容易产生弹性波禁带，材料的密度比剪切模量更能影响弹性波禁带的宽度，圆截面散射体的结构在总体上比正方形截面更容易产生弹性波禁带．     

位置敏感日盲深紫外光电探测器

超宽禁带半导体β-Ga₂O₃的带隙约为4.9 eV,是理想的日盲深紫外光电探测材料.最近,研究者利用β-Ga₂O₃薄膜,成功研制了四象限结构位置敏感日盲深紫外光电探测器.该研究为Ga₂O₃在深紫外光、X射线定位或成像等领域的实际应用提供了思路.     

氮化镓基IMPATT二极管电学特性模拟研究

基于宽禁带半导体氮化镓材料,设计了传统的高-低结构的碰撞电离雪崩渡越时间(IMPATT)二极管,并对其直流特性和高频特性进行了模拟研究。模拟结果显示该IMPATT二极管工作频率达到300GHz,输出功率为1.94W,直流-射频转换效率达到17.2%,结果表明氮化镓材料在太赫兹器件制造领域应用潜力巨大。     

一维光子晶体禁带的特点及增宽

用光学导纳特征矩阵方法研究了光波在一维光子晶体中的传播，分析了光子禁带的特点及其一维光子晶体结构的关系，指出了增宽光子禁带的几种可行的方法。     

宽禁带半导体 中国科学家谈科学

宽禁带半导体,突破了第一、二代半导体材料的居里温度远低于室温的困境,在高温、大功率应用中有很大的潜力。在同一材料体系实现非易失性自旋存储和电、光信号处理器件的集成,将成为宽禁带半导体微电子发展的远期目标。     

声子晶体板中低频完全禁带形成机理研究

针对固体基局域共振型声子晶体中难以出现100Hz以下的完全弹性波禁带问题,提出了一种新型声子晶体板,其结构由锥形复合散射体周期性阵列于一个二维二组元声子晶体板两边构成。采用有限元方法对其禁带特性和禁带形成机理进行理论研究,获得了声子晶体板中低频完全禁带的形成机理以及禁带调节规律。研究发现,不同形式的板波模态与对应的局域共振模态依据模态叠加原理相互耦合生成面内、面外两种禁带,二者叠加形成完全禁带;散射体振子的等效弹簧质量系统耦合是难以产生低频完全禁带的主要原因。研究结果表明:新型声子晶体板中散射体振子的等效弹簧质量系统可被引入的橡胶填充体解耦,致使面内、面外禁带分离;引入的锥形复合散射体可使相互分离的面内、面外禁带被同时单独调节至低频发生重叠,最终生成了一条频率范围为59~103Hz的低频完全禁带。研究结果和结论可将声子晶体应用于工程结构低频减振中。     

低温下硅双极晶体管基区高注入禁带变窄效应

重掺杂效应是引起基区禁带变窄的主要原因，但是高注入也将引起禁带变窄效应，这一影响在低温下尤其明显。本建立了低温下硅双极晶体管基区高注入禁带变窄效应的计算理论模型，获得的计算值与实验结果相一致。     

二维硅基蜂窝状空气环型光子晶体禁带特性研究

构建了二维硅基蜂窝状空气环型光子晶体.采用平面波展开方法,得到了硅基蜂窝状空气环型光子晶体的能带结构,分析了空气孔半径及介质柱半径对完全禁带宽度的影响,发现硅基空气环型光子晶体结构的完全禁带宽度值很小,无法优于传统硅基空气孔型光子晶体结构.为了有效增大硅基蜂窝状空气环型光子晶体的完全禁带,本文将内芯介质柱替换为高折射率或各向异性的材料.当引入高折射率的介质柱材料时,空气环型光子晶体完全禁带宽度明显增大,最大可达15.59%;进一步引入各向异性材料Te作为介质柱材料,蜂窝状空气环型光子晶体明显优于传统蜂窝状空气孔型光子晶体,最大完全禁带宽度值达到16.889%.     

发光二极管的禁带宽度和阈值电压、正常工作电压间关系的再研究

通过对发光二极管的阈值电压和正常工作电压的测量,比较由光波长估算的禁带宽度与阈值电压和正常工作电压,得出半导体发光材料的禁带宽度应在阈值电压和正常工作电压之间,且有的更接近正常工作电压的结论。     

Ⅲ-Ⅴ族宽禁带含氮三元混晶半导体禁带宽度的计算

使用简化相干势近似（SCPA）计算了Ⅲ-Ⅴ族三元混晶InGaN的禁带宽度，结果表明，该方法与实验数据吻合较好，可用于Ⅲ-Ⅴ族含氮三元混晶相关常数的计算。     

基于介质圆柱结构的复式二维光子晶体禁带研究

为提高二维光子晶体禁带带宽或产生完全禁带, 利用平面波展开法对二维正方排列介质圆柱和三角排列介质圆柱结构以及改变其晶胞形成的复式结构进行了禁带研究。研究结果表明, 对于介质柱结构, 实现禁带中心频率低频化的方式有两种, 即增大介质柱半径和增加介质柱折射率。当采用复式结构时, 一般可形成较大的TM(Transverse Magnetic)禁带, 同时为TE(Transverse Electric)禁带和完全禁带的形成提供了可能。通过改变晶胞结构, 破坏结构对称性是实现完全禁带的一种可行方法。     

禁带区域内负的群速度

研究超声波经过两个烧结样品的行为.两个烧结样品为有序的面心立方结构,它们的结构几乎相同.研究表明:在两个有序的准均匀的介质中分别有一个禁带区域.就禁带区域而言,在两个样品中产生禁带的区域非常接近.同时在禁带出现的区域群速度为负值.我们的结果表明群速度的负值的确存在于有序介质中的禁带区域内.