PTO种子层对PZT铁电薄膜结晶温度和电学性能的影响

该文采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备了PZT和PZT/PTO两种结构的铁电薄膜,通过PTO种子层调控PZT薄膜的微观结构和电学性能.研究发现,加入PTO种子层之后,薄膜的SEM图像呈现出更加致密的形态,晶粒分布较均匀.PZT/PTO铁电薄膜在550℃下退火后测得的剩余极化强度比PZT薄膜650℃下退火获得的剩余极化强度要大,说明种子层的加入降低了薄膜的结晶温度.此外,加入PTO种子层后,PZT铁电薄膜的介电常数升高,介电损耗降低,抗疲劳性能也变好,薄膜的电学性能得到了较好的改善.     

铁磁条对石墨烯中谷依赖电子输运性质的影响

本文建立了铁磁条和硬势垒共同调制下的石墨烯纳米结构模型，计算了铁磁条产生的磁场的大小和铁磁条的宽度对石墨烯中谷依赖的电子输运性质的影响，重点研究了该石墨烯纳米结构中电子的电导和谷极化特征. 数值计算结果表明，该纳米结构中可实现显著的谷极化效应，且磁场的大小和铁磁条的宽度均会对其中的电子电导和谷极化产生较大的影响. 因此，我们可以通过控制铁磁条的宽度和其产生的磁场的大小来获得实际需要的谷极化强度. 这项研究有助于理解和设计谷电子学设备.     

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.     

不同原子比对固相反应制备方钴矿电学性质的影响

方钴矿(CoSb_3)是较为优秀的中温区热电材料之一,具有较好的应用前景。本研究采用高温固相反应法,在923 K、保温时间约30min的条件下,制备了钴锑不同原子比的方钴矿,考查了室温附近钴元素减小量对方钴矿的微观结构和电学性质变化影响。研究结果表明,当钴元素的减小量x≤0.5时,仍然可以合成单相的方钴矿,而当钴元素的减小量继续增大时,方钴矿的合成效果会急剧变差;样品Co_(4-x)Sb_(12)具有许多微气孔,随着钴元素的减小,样品的结晶度明显变差,微气孔的数量和尺寸也明显增多;样品Co_(3.9)Sb_(12)获得的最大Seebeck系数的最大绝对值为375μV/K,样品Co_(3.7)Sb_(12)最小电阻率为74 mΩ·cm,样品Co_(3.5)Sb_(12)获得的最大功率因子为77.7μW/(m·K~2)。     

基于FPGA的频率远距离稳定传输方案设计及实现

研究了通过电学补偿且基于FPGA (field programmable gate array)设计实现的频率远距离稳定传输问题.根据共轭相位补偿法原理,设计了基于FPGA的数字锁相环频率远距离稳定传输方案.该方案通过4次变频及滤波来提取远端信号和本地信号的相位差,利用锁相环使远端的信号相位变化与本地点的基准信号相位变化相同,从而实现频率远距离稳定传输.在基于FPGA的数字信号处理板上对该方案进行了实现,并给出了具体的实现方案和FPGA实现结果.由于变频、滤波及锁相环均在FPGA内部通过编程实现,该实现方案具有很强的参数选择灵活性及工程易实现性.最后,设计了链路时延测量回路,对不同条件下频率传输的稳定性进行测量,测量结果表明,设计的频率传输方案有效地减小了环境温度变化对信号在光纤中传输时延的影响.     

采用紧束缚格林函数法研究原子吸附石墨烯纳米带电子输运

采用紧束缚非平衡格林函数法分析了扶手椅型石墨烯纳米带(AGNR)和锯齿形石墨烯纳米带(ZGNR)器件吸附H、F、O和OH这4种原子的电子输运特性。用π电子结构体系的紧束缚理论分析了GNR的电子结构;用紧束缚扩展休克理论计算了GNR碳原子与所吸附原子间的电子相互作用;用非平衡格林函数法仿真了GNR吸附原子后的电流特性。研究结果表明:在平衡态下,AGNR吸附H原子后对器件的输运谱影响最大,而吸附OH原子后使GNR的禁带宽度增加0.3eV;在非平衡态下,吸附H原子不仅增加了导带底附近态密度,而且直接在禁带引入了杂质能级,从而提高了AGNR器件产生的电流;H原子吸附在ZGNR器件产生的电流约是吸附在AGNR电流的1.5倍;H原子吸附在GNR非边界处比吸附在边界处产生的电流高。该研究结果可以对提高石墨烯气敏传感器和生物传感器的灵敏度提供理论基础。     

连接在块体电极之间的PTCDI系列分子体系的输运性质

通过采用密度泛函理论与非平衡格林函数的相结合的第一性原理方法,对四甲酰二亚胺系列分子PTCDI-Cn(n=0,6)的电荷输运性质进行了理论计算.在计算中,PTCDI-Cn(n=0,6)分子分别与Al,Li以及石墨烯3种块体电极组成三明治结构分子结.从电流-电压曲线可知PTCDI-C6分子结体系中出现了负微分电阻以及整流等输运性质.结合透射谱以及投影态密度,对其输运性质进行了相应的分析.计算结果表明这类PTCDI系列分子在将来的分子尺度器件中具有较大的应用价值.     

自旋梯状化合物Sr14(Cu1-xZnx)24O41的电输运及磁学性质

采用标准固相反应法制备了Sr14(Cu1-xZnx)24O41(x=0, 0. 01, 0. 02, 0. 03)系列多晶样品. X射线衍射谱表明所有样品均呈单相,且样品晶格常数大小随Zn掺杂量x的变化存在微弱波动. X射线光电子能谱表明Sr14Cu24O41中Cu离子以+2价形式存在,Zn掺杂对体系中Cu离子化合价不造成影响. 磁化率测量结果表明在10~300 K温度范围内Zn掺杂使体系磁化率降低,拟合结果表明随着Zn掺杂量x的增大,居里-外斯项对体系磁化率贡献逐渐减弱,二聚体耦合能JD 逐渐降低,每个分子中CuO2 自旋链内二聚体个数ND 与自由Cu2+离子自旋数NF 均逐渐减少,进一步分析显示替换二聚体内Cu2+离子的Zn2+离子数少于替换自由Cu2+离子的Zn2+离子数. 电阻率测量结果表明Sr14Cu24O41体系具有半导体特性,并且Zn掺杂会使体系电阻率降低,降低程度随掺杂量x增大而增大,但并未使体系发生金属- 绝缘体转变. 认为电阻率降低可能是由于Zn2+离子掺杂使体系内CuO2 自旋链中二聚体发生退耦,破坏了电荷有序超结构,从而使更多的空穴释放出来并转移到导电性好的Cu2O3自旋梯子中所致.     

粤西沿岸流和物质输移模型研究及应用

本文通过建立FVCOM三维数值模型模拟广东沿岸海流,分析了粤西沿岸海流特征,研究结果表明,粤西沿岸海流主要为西南向流,只有在夏季西南季风较大时才会有东北向流。在海流模拟基础上建立物质输移扩散模型,模拟粤西沿岸的物质输移状况,模型结果显示,粤西沿岸的物质扩散以西向为主,只有夏季季风较大时物质才向东扩散,且扩散速度较小,琼州海峡的物质扩散终年向西。     

基于金刚石对顶砧的原位高压霍尔效应技术研究

本文利用金刚石对顶砧和集成技术,建立了原位高压霍尔效应测量方法.通过对Zn Te的高压霍尔效应测量,发现在压力的作用下,电导率随压力增加而增加,但是,不同相的电导率随压力增加的机制却是不一样的,对于闪锌矿相的Zn Te,在常压到6.59 GPa范围内,由于载流子浓度和迁移率同时增加引起了电导率随压力增加而增加,但迁移率的增加对电导率增加的影响大于载流子浓度的增加对电导率增加的影响,而在6.59~9.73 GPa范围内,电导率随压力增加而增加的主要原因是载流子浓度随压力的增加所引起,而且朱砂相和Cmcm相的电导率的增加原因同样是由于载流子浓度的增加所引起.