铁电储存器中子单粒子效应的蒙特卡罗模拟

大气辐射环境中高通量中子对铁电存储器的单粒子效应不容忽视.该文利用蒙特卡罗方法研究了铁电存储器的中子单粒子效应.中子入射在铁电存储器灵敏区域造成的总能量沉积随中子能量的增大而增加,且在灵敏区域内部的总能量沉积值略大于在边界处的.中子能量为1～5 MeV时,铁电存储器中没有发现单粒子翻转.中子能量为6～16 MeV时,铁电存储器会发生单粒子翻转.当中子能量从6 MeV增大到8 MeV时,单粒子翻转截面从6×10~(-16 )cm~2增大到6×10~(-15 )cm~2,增大约1个数量级;当中子能量从8 MeV增大到16 MeV时,单粒子翻转截面从6×10~(-15 )cm~2增大至1.8×10~(-14)cm~2,只增大到3倍左右.中子还会导致铁电存储器出现单粒子功能中断,其单粒子功能中断错误数随功能中断线性能量传递(linear energy transfer, LET)阈值的增大呈指数形式减小.同时,铁电存储器的功能中断LET阈值越大,其单粒子功能中断错误截面受中子能量的影响越不明显.     

SRAM白光中子单粒子翻转注量率(10~7量级)效应研究

中子诱发中子单粒子效应进而影响电子设备或系统的稳定性和可靠性,本文基于中国散裂中子源BL06测试束线,在20 kW、50 kW、70 kW、80 kW和100 kW束流条件下,对800 nm、500 nm、350 nm和130 nm工艺静态随机存储器开展了不同注量率下白光中子单粒子翻转研究.实验发现:在误差允许范围内,中子注量率为1.34×10~7~6.68×10~7 n/(cm~2·s)时,白光中子诱发的中子单粒子翻转平均位翻转截面无明显变化,即当前注量率范围内,中子单粒子翻转基本不考虑注量率效应.     

铁电场效应晶体管及其反相器的TCAD模拟研究

以铁电场效应晶体管(Ferroelectric Field Effect Transistor, FeFET)为存储单元的铁电存储器具有低功耗、高密度、高速度、抗辐射和非挥发性等优点,在航空航天以及民用消费电子中都有广阔的应用前景.但是,对于由FeFET构成的同时具有逻辑功能与存储功能的门电路(Ferroelectric Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, FeCMOS),目前的研究工作还相对较少.用FeCMOS作为铁电存储器的外围读写电路,理论上可以大大增强其抗辐射能力.因此,该文以金属-铁电层-绝缘层-半导体(Metal gate-Ferroelectric layer-Insulation layer-Semiconductor, MFIS)结构的FeFET为研究对象,利用TCAD (Technology Computer Aided Design)软件中的器件电学性能仿真模块,在不同器件参数下对FeFET及其构成的FeCMOS反相器进行了细致的电学性能模拟仿真.     

集成电路的抗单粒子加固技术探析

随着集成电路特征尺寸的降低,由宇宙射线引起的单粒子效应SEE(single event effect)愈发严重,这是以后设计高可靠集成电路的主要挑战之一。在分析了宇宙射线对集成电路电参数的影响机制和产生的后果之后,本文从工艺、版图、电路结构和系统四个层次考虑,给出了一些抗单粒子的加固技术。最后分析了可靠性设计带来的各种问题,并提出了以后的工作方向。     

金属有机物分解法制备HfO2 ZrO2纳米多层薄膜及其铁电性能研究

HfO2基铁电薄膜是一种环境友好型的铁电材料，具有尺寸可缩放性、与CMOS兼容性好等多方面优势，有望代替传统钙钛矿结构材料成为铁电存储器件的主要组成材料之一近年来，已有相关研究表明Zr掺杂的HfO2基薄膜具有良好的铁电性然而，针对其复合多层结构的铁电薄膜却鲜有报道为此，该研究利用金属有机物分解法制备了HfO2和ZrO2层交替生长的HfO2 ZrO2纳米多层薄膜，对薄膜的物相、表面形貌和铁电性能进行了相应的表征和分析，研究了退火工艺对薄膜铁电性能的影响结果表明，随着纳米层数的增加，HfO2 ZrO2薄膜的结晶性得到改善，且薄膜表面致密度增加，表面较为平整，晶粒有所细化在400 ℃、1 min的退火条件下，HfO2/ZrO2纳米多层薄膜具有明显的铁电性，电流翻转峰明显，剩余极化强度高达16 μC/cm2，纳米多层薄膜具有最小的漏电流密度以及良好的耐疲劳性能     

HfO2基铁电薄膜在循环电场 载荷下的极化翻转行为

二氧化铪（HfO2）铁电薄膜具有优秀的CMOS工艺兼容性，10 nm以下工艺制程的微缩能力，可采用原子层沉积（ALD）技术实现在3D电容器结构中的保型生长，因此在实现低功耗、高集成密度的非易失性存储器应用方面显示出巨大的潜力该文首先简要回顾了HfO2基铁电薄膜的发现过程和随后的国内外研究现状，然后以Si掺杂HfO2铁电薄膜在循环电场载荷下的实测结果为例，介绍了这一新型铁电材料极化翻转行为中出现的唤醒（wake up）、疲劳和饱和极化翻转电流峰劈裂等效应，分别总结了对上述现象现有的实验和理论研究进展     

TiO2纳米粒子的制备和表征及光催化活性

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米粒子,利用XRD,TEM,SPS,XPS,PL和UV-VIS测试技术对样品进行了表征.考察了TiO2样品的微晶尺寸、晶型结构、表面组成、光电性能和光学性能以及焙烧温度对TiO2粒子性质的影响.结果表明随着焙烧温度升高,TiO2纳米粒子完成了相转变过程,并表现出量子尺寸效应.600℃焙烧的TiO2纳米粒子具有与国际商品P-25型TiO2粒子相类似的晶相组成、结构、形貌和粒子尺寸,并且表面含有一定量的氧空位,这解释了表面有一定量的羟基氧和吸附氧,同时进一步引发表面态能级.TiO2纳米粒子PL光谱的产生与其表面氧空位和缺陷有很大关系,并能够提供氧空位和缺陷浓度以及光生电子和空穴的分离与复合等信息.此外,在光催化氧化苯酚的实验中,600℃焙烧的TiO2纳米粒子表现出最高的光催化活性,这与表征结果一致,说明TiO2纳米粒子的性质如晶型结构和表面组成等是影响其活性的主要因素.     

二线(I2C总线)串行数据传送接口设计

本文介绍了I2C总线规范和利用EDA技术实现串行接口电路的设计方案．对串行接口电路中串行信号的起始条件、停止条件及数据的地址位、读写位、应答位等I2C总线规范中的细节部分进行了具体的描述，以及用VHDL语言进行描述等．     

TiN/HZO/HfO_2/Si铁电晶体管栅结构的~(60)Coγ射线总剂量辐射效应

该文制备了TiN/Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2(HZO)/HfO_2/Si (MFIS)型的铁电晶体管栅结构,并在常规实验环境下对其进行了P-E、J-E、疲劳和保持等的电学性能测试.结果表明这种基于铪系氧化物的栅结构具有优良的电学性能,2P_r可达30μC/cm~2,2E_c约为6.8 MV/cm,矫顽场附近的漏电流密度为10~(-6)A/cm~2,在10~(5 )s保持时间内剩余极化值衰减10%,经10~7次翻转后剩余极化值基本保持不变,经10~9次翻转后剩余极化值的衰减维持在15%以内.MFIS铁电栅的~(60)Coγ射线电离辐射实验结果表明这种栅结构对总剂量电离辐射具有很强的免疫力,在辐射剂量高达5 Mrad(Si)时,电滞回线矩形度、对称性以及保持性能等几乎没有退化.该文所制备的全铪系薄膜铁电栅为高抗总剂量辐射、高读写寿命、长保存时间的高性能晶体管型铁电存储器的制备提供了数据支撑.     

掺Zn纳米TiO2的光致发光及其与光催化活性的关系

采用sol-gel法制备了纯的和掺杂不同量Zn的TiO2纳米粒子,并利用XRD,XPS和PL光谱等对样品进行了表征,主要考察了焙烧温度和掺Zn量对TiO2纳米粒子PL性质以及光催化活性的影响,并探讨了PL光谱与光催化活性的关系.结果表明Zn的掺杂没有引起新的光致发光现象,但适量Zn的掺杂能够增加TiO2纳米粒子PL光谱的强度.在光催化氧化苯酚过程中,经500℃处理的样品表现出较高的活性.不同掺Zn量的TiO2样品的活性顺序是3mol%＞1mol%＞0.5mol%＞Omol%＞5mol%,这与它们的PL光谱强度的顺序是一致的.即PL强度越高,光催化活性越高.     

方形三维沟槽电极硅探测器相干性影响因素研究

为了研究三维沟槽电极硅探测器相邻单元之间的相干性的影响因素,根据Ramo定理提出的电信号产生原理,需要观察不同条件下探测器单元中比重场的变化.该文以方形三维沟槽电极硅探测器为研究对象,利用仿真工具Silvaco TCAD仿真出方形三维沟槽电极硅探测器的结构,采取单个最小电离粒子(MIP)从探测器上部垂直入射的方式,通过改变高能粒子入射的位置和探测器的沟槽深度,来研究探测器相邻单元中的比重场变化,进而得出相干性的影响因素.     

不同晶相组成TiO2纳米粒子的拉曼光谱表征及其光催化性能

通过溶胶-水热法制备了不同晶相组成的TiO2纳米粒子,并利用XRD,Raman光谱等方法对样品进行了表征,同时考察了晶相组成对TiO2光催化降解罗丹明B活性的影响.结果表明,热处理温度为400℃时,TiO2纳米粒子为锐钛矿相.从400℃到700℃是锐钛矿向金红石的相转变过程.当热处理温度升至700℃时,TiO2纳米粒子完全为金红石相.在光催化实验中,580℃热处理的TiO2纳米粒子表现出较高的光催化活性,且随着热处理温度的进一步升高,光催化活性下降,这能够从晶相组成上给出解释.     

基于WiFi的万能遥控器设计

本文设计了一款以单片机为主要控制中心的智能遥控器,外围电路主要包括红外接收电路、发射电路、键盘电路、显示电路、存储电路以及WiFi模块,具有手机APP控制、一键紧急呼救"、多合一"和可添加自定义按键等功能。该创意能够实现非智能家电智能化控制,具有一定的应用价值。     

2D In_2Se_3面内外极化强度及弹性性能的第一性原理研究

α-In_2Se_3是一种典型的铁电材料,同时具有面内和面外方向的自发极化,可应用于发展通用的二维数据存储技术.该文利用第一性原理计算方法对单胞α-In_2Se_3进行了电学性质、弹性性能、面内面外极化强度的研究,发现在不同拉压应变下,面外的极化强度比面内变化更明显,极化向上的晶体结构面内刚度大于极化向下的,y方向的泊松比均大于x方向的.     

DPD为底物评价Fe3O4纳米粒子分解H2O2的催化活性

在不同温度下采用共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子,然后经140℃蒸流水中回流处理.通过XRD和DPD(N,N-二乙基-对苯二胺)方法考察了制备温度对Fe3O4纳米粒子的晶相结构、粒子大小,Fe3O4纳米粒子对底物DPD的亲和力以及Fe3O4纳米粒子分解H2O2的催化能力的影响.结果表明,Fe3O4纳米粒子的结晶强度和晶粒大小与制备温度有关,温度高,结晶度增强,粒径小.不同温度下制备的Fe3O4纳米粒子对底物DPD的亲和程度也是不同的,实验验证,DPD作为底物Fe3O4纳米粒子可以催化分解低浓度H2O2.     

钇掺杂氧化铪薄膜的铁电与非线性光学性能研究

铁电材料在铁电动态随机储存器、铁电场效应晶体管、铁电隧穿结和负电容器件等领域得到研究者的广泛关注近年来，铁电二氧化铪(HfO2)材料由于具有CMOS兼容性、高介电常数、宽带隙等特点成了研究热点该文使用脉冲激光沉积技术制备了钇掺杂铁电二氧化铪（HYO）并研究了其铁电和疲劳特性，指出薄膜的疲劳是由束缚在浅势阱中的注入载流子造成的畴壁钉扎效应引起进一步研究了60Co γ 射线对HYO薄膜铁电存储性能的影响，发现薄膜的抗辐照能力优于传统的铁电材料最后，研究了基于HYO薄膜的非线性光学效应，计算出的HYO薄膜的二阶非线性系数为χ(2)=（6.0±0.5） pm/V这些研究为铁电HfO2薄膜在存储和非线性光学领域的应用奠定了基础     

硫化NiW/Al2O3上H2同时催化还原SO2和NO的反应机理

研究了硫化NiW/Al2O3催化剂上的NO分解反应、H2还原NO反应以及H2同时还原NO和SO2反应.在活性评价及XRD和XPS表征的基础上提出了H2同时催化还原SO2和NO的反应机理.结果表明,NO在硫化催化剂上可以完全分解,但由于催化剂晶格硫遭到严重氧化,因此还伴随着SO2的生成.该氧化作用导致了催化剂中晶格硫的大量流失和催化剂的失活;在NO反应体系中引入等摩尔的H2后,晶格硫的流失速度减缓,流失程度得到一定抑制.这是因为H2能与晶格硫竞争消耗NO解离出的Oad,此外,被氧化的晶格硫一部分还可进一步被还原,返回到催化剂晶格;在SO2和NO同时还原体系中,550℃时,SO2和NO的转化率都可达到100%,单质硫产率超过90%.稳定性测试表明,10 h后催化剂仍能保持高活性,没有发生失活.这主要是因为反应气中的SO2能够被H2还原为元素硫物种,从而可以对晶格硫进行源源不断的补充.     

云计算环境下改进PSO的化工设备故障诊断算法

针对传统化工过程诊断方法计算能力较低、诊断精度较差的问题,提出一种基于云计算和简化粒子群算法的新型诊断方法:利用云计算技术充分调度高性能计算资源,完成大量化工过程变量的远程存储与计算;利用简化粒子群算法完成化工过程故障的精确诊断.实验结果表明,提出的方法不仅可以提升故障诊断精度和速度,而且可以有效解决大规模数据的快速处理.     

应用粒子群算法的重叠社区发现

随着大数据的出现,越来越多研究者对复杂网络的社区发现感兴趣,现有社区发现算法大多为检测不重叠社区的.提出一种基于粒子群算法的重叠社区划分法,初始粒子群时考虑非法划分的产生,用标签传播法调整每个粒子的编码.在一种经典数据集上测试,验证了该算法有效性,能快速检测出网络中潜在的社区结构.     

基于量子粒子群的信赖域算法

通过量子行为能增强粒子的全局寻优能力,引进了量子粒子群算法(QPSO),用于求解信赖域(TR)算法的子问题,并将这2种算法有效结合.数值实验表明,新算法具有良好的全局寻优能力,并有效提高收敛速度和避免早熟.