高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET漏致势垒降低效应研究

高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET结合了应变硅工程、高k栅介质、SOI结构和肖特基源漏四者的优点,是一种实现小尺寸MOSFET的潜力器件.通过求解二维泊松方程建立了该结构的阈值电压模型,模型中考虑了镜像力势垒和小尺寸量子化效应对源漏极的电子本征肖特基势垒高度的影响,在阈值电压模型基础上获得了漏致势垒降低模型.从文献中提取漏致势垒降低的实验数据与模型进行对比,验证了其正确性,随后在此基础上讨论分析了漏致势垒降低和各项参数的变化关系.结果表明,漏致势垒降低随应变硅层厚度的变厚、沟道掺杂浓度的提高和锗组分的增大而增大,随沟道长度的变长、栅介质介电常数的增大、电子本征肖特基势垒高度的提高和漏源电压的增大而减小.适当调节模型参数,该结构可很好的抑制漏致势垒降低效应,对高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET器件以及电路设计具有一定的参考价值.     

高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET漏致势垒降低效应研究

高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET结合了应变硅工程、高k栅介质、SOI结构和肖特基源漏四者的优点,是一种实现小尺寸MOSFET的潜力器件.通过求解二维泊松方程建立了该结构的阈值电压模型,模型中考虑了镜像力势垒和小尺寸量子化效应对源漏极的电子本征肖特基势垒高度的影响,在阈值电压模型基础上获得了漏致势垒降低模型.从文献中提取漏致势垒降低的实验数据与模型进行对比,验证了其正确性,随后在此基础上讨论分析了漏致势垒降低和各项参数的变化关系.结果表明,漏致势垒降低随应变硅层厚度的变厚、沟道掺杂浓度的提高和锗组分的增大而增大,随沟道长度的变长、栅介质介电常数的增大、电子本征肖特基势垒高度的提高和漏源电压的增大而减小.适当调节模型参数,该结构可很好的抑制漏致势垒降低效应,对高k栅介质SOI应变硅肖特基源漏MOSFET器件以及电路设计具有一定的参考价值.     

能带结构与方势阱参数的关系

要了解无缺陷立方晶体材料能带结构的主要特征,可将电子在晶体中的运动简化成单电子在一维周期方势阱中的运动.依据能量本征方程,导出周期势场能带结构超越代数方程,编程求解能带方程,发现周期势场参数(势阱宽度和深度、势垒宽度)对周期方势阱中电子运动能带结构(允许能带总数、每个能带宽度)的影响.     

一种提取纳米CMOS器件中源/漏寄生电阻的恒定迁移率方法

源/漏寄生电阻作为器件总电阻的一个重要组成部分,严重制约着纳米CMOS器件性能.随着纳米CMOS器件尺寸不断减小,源/漏寄生电阻占器件总电阻比例越来越高,已经成为衡量CMOS器件可靠性的一个重要参数.本文提出一种恒定沟道迁移率条件下提取纳米CMOS器件中源/漏寄生电阻的方法.本方法通过测量固定偏压条件下一个器件的两条线性区I_d-V_(gs)曲线之比,推导出纳米CMOS器件中源/漏寄生电阻,操作简单,精确度高,避免了推导过程中由沟道迁移率退化引入与器件栅长相关的误差.我们详细研究并选取合适外加偏压条件,保持推导过程中沟道迁移率恒定,确保源/漏寄生电阻值的稳定性.在固定外加偏压条件下,我们提取了45 nm CMOS工艺节点下不同栅长器件的源/漏寄生电阻值,结果表明源/漏寄生电阻值与栅长不存在直接的依赖关系.最后,我们研究了工艺过程和计算过程引入的波动并进行了必要的误差分析.     

Ag/Ag_2O/Pt非易失存储的双极性电阻转变

采用脉冲激光沉积系统制备了Ag/Ag2O/Pt器件并对其电致电阻特性进行了研究.结果表明,所制备的器件在电场触发下具有较好的高低电阻转变特性,器件具有较好的抗疲劳性和温度、时间稳定性.微区XPS测试证明样品电致电阻效应的内在机制是Ag2O的氧化还原反应.     

温度对双分子层脂膜电阻的影响

实验证明,跨膜的扩散、渗透与温度有关,而膜的扩散、渗透性质的改变必然能改变膜的电阻性质.但是人工双分子层脂膜的电阻值究竟与温度有什么关系却至今未见专门报导.一般认为同一平板双分子层脂膜(BLM)的电阻值是稳定的,但BLM的寿命不够长,研究工作往往要综合应用同样成分但分次铺成的BLM的实验数据.然而这样分次铺成的BLM,用通常采用的测量方法测得的电阻值,往往相差一或两个数量级.因此,在研究BLM电阻性质时,凡是变化在一或两个数量级以下的结果就被淹没了,温度对BLM电阻的影响可能正好在此范围内.我们实验室建立的测量BLM电性质的方法,可使BLM保持稳定达2～3小时之久,少数实验连续记录5小时以上,这就为需要较长的实验观察时间但电阻值变化小的研究工作提供了条件.本文着重研究温度对BLM电阻的影响,同时探讨与BLM电阻有关联的BLM电容量及厚度与温度的关系.     

多量子点接触中声表面波驱动下的电子输运

本文研究了多量子点接触中声表面波驱动下的电子输运的声电电流特性.改变每个量子点接触的栅电压用以实现不同高度的静态势垒,从而调节声电电流.并用电子泵模型解释了不同势垒之间的耦合对于电流的影响,根据此模型得到的模拟结果与实验吻合.     

体心立方双层铁磁性薄膜中的自旋波能谱分析

采用界面重参数化方法,研究了体心立方结构的铁磁性材料,在界面为铁磁性耦合情况下,两层薄膜中自旋波的本征模、能带结构、色散关系.同时,重点讨论横向(平行于界面方向)自旋波对纵向(垂直于界面方向)自旋波的影响,与简立方结构的结论作了比较,结果发现:结构的变化在很大程度上影响了各种模的性质.     

射频感应耦合等离子体调谐基片自偏压特性的进一步研究

在已有的调谐基片自偏压研究的基础上,进一步研究了基片台空间轴向位置对基片自偏压-调谐电容曲线的影响;研究了基片分支串联电阻对基片自偏压的影响,发现了在电阻值区自偏压自振荡现象;在不同的放电参数下,采用自制诊断工具测量了射频感应耦合等离子体电子温度、电子密度等参量的空间分布.并对基片自偏压相应的实验现象给出了物理模型解释.     

以环氧化的聚氮丙啶(PEIE)作为电子注入层的有机发光器件的研究

以环氧化的聚氮丙啶(PEIE)作为电子注入层,制备了倒置结构与传统结构有机发光器件并研究了器件的发光性能.实验结果表明,用PEIE作为电子注入层旋涂到铟锡氧化物(ITO)透明导电玻璃与发光层之间能降低器件的起亮电压,提高器件的发光效率.这是因为PEIE在界面上形成偶极面,能降低ITO与发光层之间的电子注入势垒,因此PEIE可以作为良好的电子注入层应用在有机发光二极管中.     

非晶态硅P—N结电流与偏压关系

本文的主要目的是证明:晶体结与非晶结的电流—电压特性可以在数学上写成相似的形式.它们之间的差别,可以用不同的"饱和电流"与不同的"理想因子"来表示.并且指出,这些差别在物理上是由于偏压对隙态电荷占领的影响,亦即偏压改变了本征势垒的高度和产生—复合率,所得的结果基本上是与实验一致的.     

(La0.7Sr0.3MnO3)(1-x)(CoFe2O4)x复合体中增强的室温磁电阻效应

利用溶胶-凝胶法制备了(La0.7Sr0.3Mn0.3)(1-x)(CoFe2O4)x复合体材料,并利用X射线衍射和57Fe的穆斯堡尔谱详细研究了其结构和微结构.利用超导量子磁强计测量了样品的磁性.结构和磁性的测量表明(La0.7Sr0.3MnO3)(1-x)(CoFe2O4)x复合体由La0.7Sr0.3MnO3和CoFe2O4组成,两相之间没有反应.复合体的电阻率随着CoFe2O4的加入而逐渐升高.在室温条件下5 kOe的磁场下得到了-5%的磁电阻效应,该值比同样品粒大小的纯La0.7Sr0.3MnO3样品的磁电阻效应大一倍.同时也比将非磁性的绝缘势垒如玻璃、CeO2等引入La0.7Sr0.3MnO3的室温磁电阻值大.表明一定量的铁磁性绝缘势垒的引入可以增强类钙钛矿锰氧化物的室温磁电阻效应.     

MWNTs/PTH电致变色器件的制备及特性研究

利用滚筒印刷法,开展了MWNTs/PTH复合材料电致变色器件(ECD)的制备及特性研究实验.结果表明,少量多壁碳纳米管(MWNTs)的添加,可在聚噻吩(PTH)导电聚合物膜层结构中形成一系列一维的MWNTs导电通道,提高了MWNTs/PTH复合材料电致变色器件变色层的电导率,增强了PTH电致变色过程中氧化还原反应的电子转移强度.对比发现,在改变相同颜色及对比度条件下,MWNTs/PTH复合膜层ECD器件所需外加电压数值比未添加MWNTs的聚合物ECD器件有所减小,器件的变色响应时间也大大缩短.说明将高导电性的MWNTs材料与PTH导电聚合物进行复合可提高ECD器件的电致变色特性.     

单层二硫化钼光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了单层和体材料二硫化钼(MoS2)的电子能带结构及光学性质.在能带结构计算的基础上,计算了单层和体材料MoS2的介电函数虚部及实部,并导出了单层MoS2的能量损失谱、吸收系数、反射率、折射率和消光系数等.同时给出了体材料及单层MoS2介电函数图像中各峰值与对应的能带带间跃迁之间的关系.所得结果与实验结果及现有的理论结果相符合.     

La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3/LaMnO_3复合体系中颗粒间界对电磁输运行为的影响

将奈尔温度为145 K的反铁磁性绝缘体LaMnO_3作为第二相复合到La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3颗粒间界处,研究反铁磁性绝缘体对复合体系的电磁输运性质的影响.在(1-x)La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3/xLaMnO_3复合体系中,随着x增加,样品的金属-绝缘体转变温度Tp降低,峰值电阻增加.电输运行为表明:随着反铁磁性第二相LaMnO_3的引入,电子-声子散射以及电子-磁振子散射对输运行为的影响变大.在低磁场0.3 T下,相对于纯La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3,复合样品在金属-绝缘体转变温区附近的磁电阻大大增强;在高场3 T下,所有样品都存在着磁电阻平台现象,且复合样品的磁电阻值在低温区域都明显大于纯La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的磁电阻值.     

GaN组合开关电路及其驱动技术研究

基于氮化镓的高电子迁移率场效应晶体管(GaN HEMT)具有电子迁移率高、耐高温和极低的寄生电容等诸多特点而成为开关变换器领域关注的焦点。限于目前的制造工艺,基于氮化镓材料的MOS开关器件更容易做成耗尽型,针对耗尽型GaN HEMT器件的负电压关断特性,结合其应用于开关变换器的上电短路问题,提出一种GaN HEMT器件与增强型MOSFET的组合开关电路,可实现对耗尽型GaN HEMT器件的开、关控制及可靠关断,但其关断速度不够快。为此,提出一种快速关断GaN HEMT器件的驱动电路,并得到了进一步提高GaN HEMT器件开关速度的改进电路,可实现对耗尽型GaN HEMT器件快速可靠关断。实例及实验结果验证了所提出电路的可行性。     

氧吸附硅烯的纳米结构的第一性原理

类石墨烯二维材料硅烯拥有与石墨烯(graphene)相似的性质.基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,通过计算模拟探讨了氧吸附对硅烯(silicene)纳米结构的性能影响.研究发现,氧吸附在硅烯后,硅烯在电子结构上改变了能带带隙,呈现半导体性质,对silicene单层纳米结构的实验研究具有理论指导意义和参考价值,同时在电子自旋器件的设计以及实践方面也具有潜在应用价值.     

通过介质层预注电荷提高射频微机电开关性能

为提高电容式静电驱动射频(radio frequency,RF)微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)开关的驱动与使用性能,进行了模拟仿真。分析发现:随着开关次数的增加,介质层积累的电荷可以引起电容-电压曲线的偏移,进而引起开关的失效。为了避免这样的失效,通过在界面介质层内预注入适量的静电荷,并采用相应的新的驱动模式,可以在不改变开关结构参数的条件下,将最佳驱动电源电压幅值降为约原设计幅值1/2。对仿真分析的结论进行相关实验,一定程度上验证了设想的可行性。同时分析还发现如果采用适当的介电层材料,利用界面预注入的静电荷可能可以减慢电荷在介电层中的积累速度,从而维持驱动电压的稳定并延长开关的使用寿命。     

溶剂环境对分子器件电学性质的影响

利用弹性散射格林函数方法,研究了低聚次苯基乙炔分子器件的电输运性质,并分析了水环境对分子器件电输运性质的影响.计算结果表明氢键作用降低了分子器件的导电特性.氢键作用主要是降低了分子内π电子的离域性,从而改变了分子结的电子输运特性.     

单层1T-VS2的电子结构和量子电容性质研究

以石墨烯为代表的低维材料由于费米能级附近有限的态密度,导致量子电容较低,限制了其作为电极材料的超级电容器双电层电容的提升.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,以1T-VS₂为例,研究具有类石墨烯结构的准二维材料的量子电容的微观机理及其性能调控.研究结果表明,铁磁性的本征和含V空位缺陷的1T-VS₂在零偏压处的量子电容为～300μF/cm²,远高于石墨烯.此外,含有V空位缺陷体系在负偏压区的高量子电容区间更加扩展,可以匹配更宽工作电压窗口的电解质材料,有利于提高能量密度.