导电复合材料电击穿行为研究进展

介绍导电复合材料电击穿现象的概念和特征,详细阐述现有电击穿研究在临界击穿电流比例模型、电阻热松弛行为、临界击穿电阻与线性电阻的比值关系、临界击穿电场与线性电阻的比例关系、动态电击穿过程电阻与时间的依赖关系、电击穿时间与电流关系等方面的研究方法和成果.简要介绍电击穿机理的研究现状,并对导电复合材料电击穿现象中关键难点问题的研究内容和方法进行探讨和展望.     

量子环上双电子激发态的研究

研究外加电场以及荷电杂质电场对量子环上双电子激发态的影响.结果表明:激发态对含有双电子的量子环中的能谱和持续电流具有控制作用,在某些情况下相邻能级和持续电流的振幅可增至几个数量级.该结论对于设计和研制微器件具有指导意义.     

从“场”的方法讨论似稳电路、高频电路电报方程的推导——电磁学“场路关系”讨论之二

一、非稳恒电路内电流分布和电场分布的特点(和稳恒电路对比) 普遍说来,一个非稳恒电流和稳恒电流之间就导体中电流和电场分布来说,其不同点为: 1、如果在导体表面两侧,写出电流线的通量和电场通量的连续性的边界条件,则分别有: ,考虑导体不漏电②:从欧姆定律微分形式,得:     

基于衬底偏压电场调制的高压器件新结构及耐压模型

提出一种基于衬底偏压电场调制的薄层硅基LDMOS高压器件新结构,称为SB LDMOS.通过在高阻P型衬底背面注入N~+薄层,衬底反偏电压的电场调制作用重新分配体内电场,纵向漏端电压由源端和漏端下两个衬底PN结分担,器件的击穿特性显著改善.求解漂移区电势的二维Poisson方程,获得表面电场和击穿电压的解析式,研究器件结构参数对表面电场和击穿电压的影响.仿真结果表明,与埋层LDMOS相比,SB LDMOS击穿电压提高63%.     

介质击穿模型参数对雷电先导放电数值模拟的影响

为研究介质击穿模型参数的选取对雷电先导放电数值模拟结果的影响,以雷云荷电模型和WZ模型为基础,模拟计算了三维先导放电通道在50 m空间分辨率下的分形维数和先导临近对地面电场峰值的增强程度.统计分析结果表明:分形维数随着概率指数和电场击穿阈值的增大而减小,但随着通道内电场的增大先减小而后基本趋于稳定,且概率指数对分形维数的影响程度最为剧烈,电场击穿阈值次之,通道内电场的影响相对最弱;地面电场峰值的增强程度随着通道内电场和电场击穿阈值的增大而减小,但随着概率指数的增大先减小而后基本趋于稳定,且通道内电场对地面电场峰值增强程度的影响最为剧烈,概率指数次之,电场击穿阈值的影响相对最弱.     

CuW75合金电腐蚀性能的研究

以CuW75合金为研究对象,对不同粒径W粉制备的CuW75合金进行真空电击穿实验,记录电击穿相关数据,并采用扫描电镜对试样的组织和击穿形貌进行观察分析。结果表明,与粗晶CuW75合金相比,细晶CuW75合金经电击穿测试后,电弧烧蚀程度更轻,耐电压强度增加了1.27×107V/m、截流值降低了0.33 A,且燃弧时间也延长了0.51 ms,表现了更明显的内电场影响效果和更优良的抗电腐蚀性能。     

SF6断路器介质强度恢复过程的数值分析

以流注理论为基础，提出了灭弧室内电场，气流场计算的理论模型和数值计算方法，对ＳＦ６断路器开断小容性电流时的介质强度恢复过程进行了研究。通过对断路器灭弧室内电场和气流场的计算分析，获得了气流中达到击穿临界值时的静态和动态击穿电压特性。并受场强Ｅ、压力Ｐ的影响而移动。     

槽栅槽源SOI LDMOS器件结构设计与仿真

为了提高SOI(silicon on insulator)器件的击穿电压,同时降低器件的比导通电阻,提出一种槽栅槽源SOI LDMOS(lateral double-diffused metal oxide semiconductor)器件新结构.该结构采用了槽栅和槽源,在漂移区形成了纵向导电沟道和电子积累层,使器件保持了较短的电流传导路径,同时扩展了电流在纵向的传导面积,显著降低了器件的比导通电阻.槽栅调制了漂移区电场,同时,纵向栅氧层承担了部分漏极电压,使器件击穿电压得到提高.借助2维数值仿真软件MEDICI详细分析了器件的击穿特性和导通电阻特性.仿真结果表明:在保证最高优值的条件下,该结构的击穿电压和比导通电阻与传统SOI LDMOS相比,分别提高和降低了8%和45%.     

固体电介质在直流与交流均匀电场下击穿电压与厚度关系的试验研究

本文报导了我们在研究固体电介质电击穿规律时,所采用的取得均匀电场消除边缘效应与沿面放电的试验方法,以及NaCl单晶及有机薄膜介质在应用上述方法所获得在直流与交流均匀电场下的击穿电压与厚度关系的试验研究结果。     

静电放电参数低重复特性分析

静电放电发生时,由于气体压强、空气湿度、电极表面状况、环境温度等因素的影响,相关放电参数(击穿电压、电流、电场、磁场、峰值、弧长、上升斜率等)具有低重复特性。我们通过相关放电参数的处理来研究带电体和受电体之间间隙的电性质。从理论上和实验上深入研究放电间隙电性质的低重复特性,对于充分认识和把握静电放电的本质,对于静电放电危害的防护,有十分重要的理论意义和实际意义。通过改变静电放电发生器实验环境温度来获得相应的固定间隙放电情况下电流峰值的差异。试图从理论上对静电放电条件下所获得电流峰值的低重复特性加以初步的分析讨论。     

从n型硅到RTN超薄SiO_2膜的电流传输特性

用卤素钨灯作辐射热源 ,对超薄 (1 0nm )SiO2 膜进行快速热氮化 (RTN) ,制备了SiOxNy 超薄栅介质膜 ,并制作了Al/n Si/SiOxNy/Al结构电容样品 .研究了不同样品中n型Si到快速热氮化超薄SiO2 膜的电流传输特性及其随氮化时间的变化 .结果表明 :低场时的漏电流很小 ;进入隧穿电场时 ,I E曲线遵循Fowler Nordheim (F N)规律 ;在更高的电场时 ,主要出现两种情形 ,其一是I E曲线一直遵循F N规律直至介质膜发生击穿 ,其二是I E曲线下移 ,偏离F N关系 ,直至介质膜发生击穿 .研究表明 ,I E曲线随氮化时间增加而上移 .文中对这些实验结果进行了解释     

稳恒电流的二级电场

研究了稳恒电流的二级电场问题，根据这一研究提出了为保持电流的稳定性，导体中电流除产生磁场外，还必须产生径向电场，为计算这一径径向电场，引入了位移电荷的假定，推导出了位移电荷密度的表达公式，求得了与电流平方成正比的电流电场的势。     

聚合物的空间电荷效应与电击穿机理

本文采用电声脉冲法,实测了聚乙烯试样中空间电荷分布,在特制的试样上,显示了均匀电场中空间电荷在直流击穿和短路击穿中的极性效应.空间电荷效应、交直流叠加和升压速度的实验结果表明,均匀电场中聚乙烯的击穿规律与极不均匀电场中树枝化的特性是一致的,进一步证明了 Budenstein 的实验发现,即均匀电场中聚合物的击穿起始于界面的树枝化.最后,作者用高氏树枝化新理论,对击穿现象作出了满意的解释.     

滚动转速对GCr15钢载流摩擦电损伤的影响

针对轴承GCr15钢载流摩擦电损伤的问题,以61808型轴承为样品,研究了不同滚动转速下轴电流击穿行为和载流摩擦磨损特性。研究结果表明:随着轴承转速从100 r/min增加至800 r/min,轴承击穿电压从6. 6 V增加至7. 8 V,最终的系统电阻从3. 15Ω增加至10. 55Ω。轴承击穿后,GCr15钢表面形成电弧烧蚀坑和球状颗粒,并发生氧化反应,电弧影响区在滚动过程中被碾压成片状。而轴承单纯机械滚动和处于未击穿状态时,GCr15钢表面损伤以擦伤划痕和磨粒磨损为主。     

陡脉冲不可逆性电击穿恶性肿瘤细胞的机理

电场的基本特性是对处于场中的物质有力的作用.在陡脉冲电场作用下,细胞膜内外表面有很强的电场分布,同时由于细胞膜的介电常数与细胞外液、细胞质的不同,从电磁场理论出发,必然有作用于细胞膜表面的电场应力.仿真计算结果表明,外加电场的作用使得细胞膜受到来自细胞外液与细胞质两个方向的压力,作用在恶性肿瘤细胞膜上的电场应力的数量级比正常细胞大1个数量级.因此,在陡脉冲电场的作用下,恶性肿瘤细胞比正常细胞具有更大的敏感性,这种电场应力的作用势必对恶性肿瘤细胞膜造成巨大的损伤,使得细胞的生存环境和遗传物质受到严重破坏,并导致细胞发生不可逆性电击穿而死亡.     

铁磁/有机系统的自旋扩散漂移性质研究

基于自旋扩散漂移方程和欧姆定律,理论研究了电场对铁磁/有机半导体界面的电流自旋极化性质的影响.考虑到有机半导体内特殊的载流子以及电场对其自旋扩散长度的影响,计算了界面处的电流自旋极化率.结果表明,高电场可以使界面处的电流自旋极化率得到有效提高.同时还进一步研究了电场下有机半导体中极化子比率、自旋相关界面电阻等因素对电流自旋极化的影响.     

铁磁/有机系统的自旋扩散漂移性质研究王

基于自旋扩散漂移方程和欧姆定律, 理论研究了电场对铁磁/有机半导体界面的电流自旋极化性质的影响. 考虑到有机半导体内特殊的载流子以及电场对其自旋扩散长度的影响, 计算了界面处的电流自旋极化率. 结果表明, 高电场可以使界面处的电流自旋极化率得到有效提高. 同时还进一步研究了电场下有机半导体中极化子比率、自旋相关界面电阻等因素对电流自旋极化的影响.     

风-沙-电多场耦合模型及其对风沙流结构的影响

基于点电荷电场的基本理论,建立了风场-沙粒运动-风沙电场(风-沙-电)相互作用的多场耦合理论模型,给出了风沙电场沿高度的分布规律,即:风沙电场在近地层一般为正电场,电场强度随高度的增加而迅速下降;在10～20 cm附近风沙电场由正电场变为负电场;随后,风沙电场强度的绝对值随高度的增加由小变大,在达到某一极值后,电场强度的绝对值随高度减小,最后趋于晴天电场.此外,还研究了风沙电的多场耦合作用及风沙电场强度对风沙流结构的影响.     

半导体中的强电场效应

本文,从教学的角度出发,避开繁琐的数学推导,对半导体中的各种强电场现象,如热电子、反向 PN 结隧道效应(齐纳击穿)和雪崩击穿以及正向 PN 结的隧道效应(江崎效应)等以能量的观点试作说明。在金属中,由于自由电子的浓度 n 大,电导率σ=ne~2τ/m 也大。在强电场 E 的作用下,流过的电流 J=σ·E 是很大的。由于焦耳热的散失,温度上升到一定程度而趋于稳定值。因此,在金属中能较好地遵从欧姆定律。然而在半导体中,因为 n、σ小,当逐步加大电场时,σ成为电场的函数,也就是出现非线性传导现象,即偏离欧姆定律的强电场效应。     

用GAT器件实现高电压与高频率、高电流增益兼容的定量分析

通过作者最近建立的关于GAT器件集电结耗尽层电位分布和电场分布的二维解析模型,定量研究了GAT的基区穿通电压VPI以及GAT的雪崩击穿特性并且解释了该器件实现高击穿电压与高电流增益兼容的实验结果