Si—GaP（110）异质结形成过程中能带偏移的变化

用自洽的半经验紧束缚方法，定域电荷中性条件和散射理论方法研究了Ｓｉ－ＧａＰ（１１０）异质结形成过程中的能带偏移变化，能带偏移在第１层Ｓｉ覆盖在ＧａＰ（１１０）衬底上后即已形成，并随Ｓｉ覆盖层厚度而增加，至约５、６层后趋于最终值。     

GaAs／GexSi1—x系统的电子能带结构

采用紧束缚方法计算生长在ＧｅｘＳｉ１－ｘ合金面上的应变ＧａＡｓ层以及生长在Ｓｉ（００１）面上的应变超晶格（Ｓｊ２）４／（ＧａＡｓ）的电子能带结构。讨论了应变对电子能带结构的影响。     

a—Si／SiO2多量子阱材料光致发光特性

近年来硅发光已成为理论和材料研究的一个新热点,ａ－Ｓｉ／ＳｉＯ２多量子阱材料就是人们研制出的一种新的量子结构。有关理论表明,ａ－Ｓｉ／ＳｉＯ２多量子阱中硅层的电子和空穴都受到很强的量子限制效应,硅层能带有可能由体硅的间接带隙转变为准直接带隙,该量子阱材料有可能具有较强的发光特性。     

Si—GaP（110）异质结的理论研究

用自洽的半经验紧束缚方法，定域电荷中性条件和散射理论方法研究了Ｓｉ－ＧａＰ（１１０）异质结，得到了主要结果是：ＧａＰ和Ｓｉ表面有相似的电子特性：由此构成的界面只显示了弱的相对于相应体的相互作用的微扰；在Ｓｉ／ＧａＰ（１１０）界面有不同于其他异质结的、由Ｓｉ－ＧａＰ界面态引起的界面势；两个半元限晶体构成的ＳｉＧａＰ（１１０）异质结的能带偏移为０．４３ｅＶ。     

GaAs／Ge_xSi_（1－x）系统的电子能带结构

采用紧束缚方法计算了生长在ＧｅｘＳｉ１－ｘ合金（００１）面上的应变ＧａＡｓ层以及生长在Ｓｉ（００１）面上的应变超晶格（Ｓｉ２）４／（ＧａＡｓ）４的电子能带结构。讨论了应变对电子能带结构的影响．     

a—Si：HSchottky势垒结构太阳能电池中的载流子俘获效应a—Si：H太…

基于实验结果，应用Ｓｃｈａｒｆｅｔｔｅｒ－Ｇｕｍｍｅｌ解法数值求解Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，对经主同强度光辐照过的ａ－Ｓｉ：ＨＳｃｈｏｔｔｋｙ势垒结构太阳能电池进行计算机数值分析。     

SIPOS／Si结构的界面特性

采用红外吸收光谱分析了ＳＩＰＯＳ薄膜中Ｓｉ－Ｏ键的结构，对比了热退火、快速灯光退火对ＳＩＰＯ中Ｓｉ－Ｏ键结构的影响，并结合ＳＩＰＯ／Ｓｉ结构的Ｃ－Ｖ，Ｉ－Ｖ测试结果，对其界面特性进行了分析。     

等离子体增强CVD氧化硅和氮化硅

利用红外吸收谱等微观分析对氧化硅和氮化硅薄膜的成分和结构进行了研究。采用高频Ｃ－Ｖ测试和准静态离子电流法测量了氧化硅、氮化硅及其复合膜的界面特性，结果表明ＰＥＣＶＤＳｉＯ２－ＳｉＮ双层结构的复合膜对半导体器件表面有良好的钝化效果。     

复合扩散SrTiO3基半导体陶瓷的压敏特性

研究了４种复合氧化物（ＰｂＯ－Ｂｉ２Ｏ３－２Ｏ３，ＭｎＯ－Ｂｉ２ｏ３，Ｎａ２Ｏ３－ＳｉＯ２和ＬｉＮｂＯ３）为扩散剂对半导化的ＳｒＴｉＯ３基陶瓷显微结构，压敏和介电特性的影响，在实验基础上，提出了新的晶界势垒模型。     

nSi／pSi1—xGex／nSi晶体管直流特性数值分析

采用一维有限差分方法,对生长在Ｓｉ（００１）衬底上的Ｓｉ１－ｘＧｅｘ应变基区异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的直流特性进行了数值分析,给出了高斯掺杂情形下,基区中不同Ｇｅ分布的Ｓｉ１－ｘＧｅｘＨＢＴ的共射极电流放大系数图、Ｇｕｍ－ｍｅｌ图和平衡能带图;与Ｓｉ双极同质结晶体管（ＢＪＴ）的直流特性作了对比,结果表明基区中Ｇｅ的引入有效地改善了晶体管的直流性能;其次对基区中Ｇｅ分布与ｐ型杂质在基区－集电区交界处的不一致进行了模拟,证实了基区杂质向集电区扩散产生的寄生势垒使集电极电流密度下降这一实验结果．     

硅场致发射特性的数值模拟

用数值方法求解潭移－扩散模型下半导体基本方程组以及耦合的场致发射方程,对硅的场致发射特性进行数值模拟,模型中包含以往输运方程模型中未考虑的碰撞电离现象,模拟结果表明,当发射电流较大时,硅场致发射主要受体内电子向发射表面输运过程的限制,碰撞电离现象对输运过程有显著地影响。该模型有助于更全面地了解硅场致发射阴极内部的物理状态。     

三维热传导型半导体器件瞬态问题的修正迎风差分格式

考虑了三维传热导型半导体器件瞬态问题，对电场位势和热传导方程给出中心差分格式，对电子和空穴浓度方程给出修正的隐式迎风差分格式，利用线性外推处理不同时间步长，并证明了格式的收敛性。     

热传导型半导体瞬态问题配置方法的H1模估计

热传导型半导体瞬态问题的数学模型是一类非线性偏微分方程的初边值问题。电子位热方程是椭圆型的，电子、空穴浓度方程及热传导方程是抛物型的。本文给出求解的配置方法，并得到最优H^1模误差估计。     

Coherent manipulation of semiconductor quantum bits with terahertz radiation

Quantum bits (qubits) are the fundamental building blocks of quantum information processors, such as quantum computers. A qubit comprises a pair of well characterized quantum states that can in principle be manipulated quickly compared to the time it takes them to decohere by coupling to their environment. Much remains to be understood about the manipulation and decoherence of semiconductor qubits. Here we show that hydrogen-atom-like motional states of electrons bound to donor impurities in currently available semiconductors can serve as model qubits. We use intense pulses of terahertz radiation to induce coherent, damped Rabi oscillations in the population of two low-lying states of donor impurities in GaAs. Our observations demonstrate that a quantum-confined extrinsic electron in a semiconductor can be coherently manipulated like an atomic electron, even while sharing space with approximately 10(5) atoms in its semiconductor host. We anticipate that this model system will be useful for measuring intrinsic decoherence processes, and for testing both simple and complex manipulations of semiconductor qubits.     

量子点半导体光放大器的自发辐射特性研究

从导带、价带和浸润层的能级跃迁出发,采用分段模型对量子点半导体光放大器的增益和自发辐射进行了数值研究．物理模型包括自发辐射行波方程和各能级栽流子与光子数速率方程．经过大量数值计算,得到基态电子占用概率随注入光脉冲的变化,以及增益动态过程（饱和与恢复）和输出光脉冲的时域波形畸变．进一步研究了量子点光放大器自发辐射谱和增益平坦性,结果表明自发辐射功率随输入信号功率增大而减小,引入合适的钳制光,可在20nm带宽内获得小于0．3dB的增益平坦度,或者40nm带宽内小于1．0dB．     

第一性原理研究MoS2的电子结构及光学性质

为了系统深入地研究MoS_2的电子能带结构和光电性质,基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法,计算和分析了材料MoS_2的电子结构及其光学性质,给出了MoS_2的能带结构、光吸收谱、电子态密度、能量损失谱、反射谱、介电函数谱等光学性质。计算结果表明:体材料MoS_2的电子跃迁形式是非垂直跃迁,具有间接带隙的半导体材料,带隙宽为1.126 eV;价带和导带的形成是由Mo和S的价电子起作用产生的。通过分析其光学性质,发现MoS_2的介电函数的实部和虚部的峰值都出现在低能区,当光子能量的升高,介电函数值会缓慢降低;材料MoS_2对可见紫外区域的光子具有很强的吸收,最大吸收系数为3.17×105cm~(-1);MoS_2在能量为18.33eV位置出现了共振现象,其它区域内能量的损失值都趋于为0,说明电子之间共振非常微弱。这些光学性质奠定了该材料在制作微电子和光电子器件方面的作用,尤其是在紫外探测器应用方面有着潜在的应用前景,为未来对MoS_2材料的进一步研究提供理论参考。     

具有氧化孔径层的方柱形微腔半导体激光器理论模型

对于具有大折射率衬比的氧化孔径层的方柱形垂直腔面发射微腔半导体激光器,基于Maxwell方程组的矢量解,推导了用于计算激光器阈值增益的理论模型,为数值模拟和微腔半导体激光器的最佳设计提供了理论依据.     

基于Volterra级数分析的半导体激光器非线性模型

根据非线性系统Volterra级数分析理论建立了半导体激光器的非线性模型.半导体激光器由本征激光器与寄生网络级联而成.本征激光器的非线性传递函数利用谐波输入法从速率方程得到,而寄生网络的非线性传递函数由影响其非线性的主要因素决定.在此基础上利用非线性系统的级联关系得到半导体激光器的非线性传递函数,并利用模型计算了半导体激光器的二次谐波、三次谐波和三阶交调失真.计算结果显示,在宽频范围内模型计算结果与仿真结果接近,且寄生网络对于激光器非线性的影响随频率升高而逐渐加大.通过比较Volterra模型与直接仿真之间的误差随输入信号功率的变化趋势可看出Volterra模型更加适用于分析弱非线性系统.所建立的模型有助于半导体激光器的器件表征与射频光传输系统的设计.     

硅二极管I-V特性及二次击穿计算

利用时域有限差分方法 ,求解了一维半导体器件内部载流子所满足的耦合、非线性、刚性偏微分方程组。得出了发生二次击穿的判据应以空穴电离率为准 ,而不是通常认为的以电子电离率为准的结论 ,并构造了一种准确、快捷地计算半导体器件反偏I-V特性曲线的方法。     

半导体瞬态问题的一维三次有限体积方法及分析

半导体瞬态问题的数学模型是一类抛物-椭圆耦合方程组．电子位势方程是椭圆的，另两个关于电子和空穴浓度方程是抛物的．针对一维问题提出了有限体积方法的三次元格式，并在相当一般的情况下得到了次优阶L^2误差估计．数值试验验证了该方法的有效性．