磁控溅射生长AlN钝化层的研究

测得AlN和Si3N4介质钝化后的AlGaN/GaN异质结的高频C-V（电容-电压）曲线,由此计算钝化层与AlGaN势垒层界面电荷面密度,发现AlN钝化层与势垒层界面的电荷面密度较Si3N4更大,同时AlN钝化层薄膜含有的可移动离子数目更多.根据I-V（电流-电压）曲线讨论了用磁控溅射技术生长的AlN钝化薄膜质量,发现AlN薄膜绝缘性不够好,可能是在室温磁控溅射生长过程中从靶材溅射出的Al原子未能与N2充分反应,导致沉积的AlN薄膜不够致密,含有的电子隧穿通道多.因此可改善反应条件以提高AlN薄膜质量.     

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.     

静压下ZnSe/Zn1-xCdxSe应变异质结中电子的本征态

运用三角势近似且计入电子向势垒的隧穿,通过数值计算方法求解定态薛定谔方程,研究流体静压力影响下有限深势垒ZnSe/Zn1-xCdxSe应变异质结中电子的本征态问题,讨论了其基态、第一激发态和第二激发态本征能量及相应的各级本征函数,同时与无应变的情形进行了比较分析.数值计算结果表明,应变使电子的能级降低,能级间距减小,且导致波函数的隧穿几率增加.静压效应显著降低能级和能级间距.因此,讨论电子在应变型异质结构中的散射问题时,需要计入材料间由于晶格不匹配而产生的应变效应的影响.     

应变和电场调控HfSe_2/PtSe_2异质结的电子结构

本团队通过基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统地研究了HfSe_2/PtSe_2范德瓦尔斯异质结(van der Waals heterostructures, vdWHs)的电子性质,包括堆垛方式、层间耦合、应变和外电场的影响.发现堆垛方式可以调节能带对齐类型——AA, AB′和AC′堆垛时为Ⅱ型, AB, AC, AA′则为Ⅰ型.在六种堆垛方式中,AA堆垛是最稳定的,其层间距为2.87?,带隙为1.0 eV, Ⅱ型的能带对齐方式有利于电子-空穴载流子的分离.进一步的计算表明, HfSe_2/PtSe_2异质结的电子性质可以通过垂直应变和双轴面内应变有效调节:在施加应变或改变层间距后,可以在HfSe_2/PtSe_2异质结中观察到从Ⅱ型到Ⅰ型能带对齐类型的转变;不仅如此,压缩应变和层间耦合还可以有效调控异质结的带隙大小.本研究将为未来HfSe_2/PtSe_2异质结在纳米电子及光电设备中的应用提供理论基础.     

理论计算在GaN范德华异质结的光催化的研究进展

近年来,后石墨烯时代许多新型二维材料表现出优异的物理化学性能,同时以二维半导体材料为基础构建的二维范德华异质结复合材料为改善光催化剂性能开辟了新的研究方向。二维范德华异质结光催化剂可以增强对可见光的吸收和降低电子和空穴的复合,极大提升光催化性能。氮化镓（gallium nitride,GaN）材料具有禁带宽度大、电子漂移速度快、抗腐蚀性强和耐高温等优点,这为其作为半导体光催化剂提供了可能。介绍了光催化剂材料筛选和二维GaN基范德华异质结研究进展等,通过第一性原理密度泛函理论对二维GaN基异质结体系的光催化性质进行研究分析。     

WS_2/WSe_2异质结层间相互作用的光谱研究

原子级厚度的过渡金属硫化物二维材料具有独特的电子和光学性质,当将其构筑成原子层异质结时,由于层间耦合作用和界面电荷传递,导致产生新的光学性质,在光电器件方面具有重要的潜在应用.利用机械剥离法制备了WS_2/WSe_2异质结,通过变温拉曼光谱和变温光致发光光谱,研究了异质结中的层间相互作用和界面电荷传递.从拉曼光谱和光致发光光谱上观测到了层间声子和层间激子的存在,表明WS_2和WSe_2构成的异质结中存在明显的层间相互作用.由于WS_2和WSe_2形成Ⅱ型能带排列,电子从WSe_2向WS_2转移,显著影响带电激子和中性激子发光强度.     

新型二维GeC/InSe异质结光催化全解水性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论方法,系统研究了新型二维GeC/InSe异质结的电子、光学性质和光催化特性.结果 表明,二维GeC/InSe异质结的晶格失配率为0.98％,形成能为--0.135eV/atom,证明异质结的结构稳定.其次,异质结是带隙值为1.82eV的间接带隙半导体材料,表现为Ⅱ型能带对齐,价带和导带的带偏置分别为1....     

新型二维ZnO/InSe纳米复合材料电子结构与光催化性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论方法,系统研究了新型二维ZnO/InSe异质结的电子结构和光催化性能。计算结果表明,二维ZnO/InSe异质结的晶格失配率为3.3%,形成能为-2.43eV,表明异质结的结构稳定。异质结表现为Ⅱ型能带对齐,价带和导带的带偏置分别为0.51和1.34eV,能够有效降低电子和空穴的复合率,提高ZnO/InSe异质结的光催化性能。二维ZnO/InSe异质结是带隙值为2.23eV的直接带隙半导体材料,对应有良好的可见光吸收范围,且光吸收系数高达10~5 cm~(-1),能够进一步提升光吸收效率。此外,异质结的带边位置分别跨过水的氧化还原电位,可用于光解水制备氢气。因此,二维ZnO/InSe异质结是一种有前景的可见光光催化材料。     

二维电子体系的关联和波函数

在新材料的探索中已制成一些具有二维特性的材料:半导体表面的反型层、积累层以及异质结界面,层状化合物,石墨夹层,液氦表面上吸附的电子单层,各种表面上的吸附层等等.这些二维结构的材料除了具有应用的前景外,人们还观察到一些新的现象:电子的Wigner晶格和dimple,二维晶格熔化过程中的Hexatic相,K-T相变,量子Hall效应等.因此近年来二维体系引起了人们的重视.但是,某些现象的物理原因现在还未弄清,分数的量子Hall效应是其中的一个,普遍认为这是外磁场中二维电子气相互作用的结果.Laughlin首先给出了外磁场中二维电子气的基     

自由电子激光中的电子和光场的混沌

针对康普顿型常参数自由电子激光器的理论模型，应用运动轨道直接观测法，绘制了电子相轨道的二维投影构图，并计算了轨道的李雅普诺夫（Ｌｙａｐｕｎｏｎ）指数。确定了电子混沌轨道的临界区域。     

电荷屏蔽对超新星前身星阶段电子俘获的影响

利用Langanke等人给出的新的弱相互作用理论，分析了在超新星前身星阶段，电荷屏蔽对电子俘获的影响．分析中屏蔽势采用最近Itoh等人用线性响应理论导出的结果．表明在高密情况下电荷屏蔽对电子俘获率的影响是明显的．     

电子轰击下MgO薄膜的二次电子效应的衰减机理

以MgO薄膜、MgO/Au复合薄膜作为二次电子发射材料的研究对象,利用持续电子束轰击薄膜的方式,研究了二次电子效应与时间的变化规律。通过测试样品时间的指数衰减,电导率和介电常数对衰减速率的影响,建立模型假设来研究二次电子发射的机理,提出了潜在电子的概念及平板电容模型;以此模型为基础进行分析推导,建立了二次电子发射过程理论模型,得出了诱导电流和二次电子发射系数实验值的表达式,与实际样品测试结果的趋势一致,二次电子发射材料性能的衰减速率与薄膜电导率正相关,验证了所提理论模型能很好地解释介质薄膜二次电子发射的衰减机理,有助于提高二次电子发射材料的衰减性能,为改进工艺和研发新型介质薄膜材料提供了一定的理论指导。     

离子通道电子回旋脉塞中电子圆轨道的稳定性

利用流体理论研究离子通道电子回旋脉塞中相对论电子的三维扰动运。结果表明,在电磁波作用下,沿离子通道运动的电子的初始螺旋轨道受扰动后,其在横平面的投影虽不是一标准圆,但只要参数的选取注意避开两个特殊奇点,其在相当长的时间内仍然被约束在一厚度不大的圆环内,并不发散。因此,可以认为电子轨道是稳定的,能在互作用空间正常输运。     

厚样品电子断层成像中的电子透过率非线性效应

为提高透射电子显微术中厚样品电子断层成像的质量,研究了电子透过率与样品质量厚度之间的非线性关系对厚样品电子断层成像的影响.在微米量级厚样品电子透过率实测结果的基础上,通过计算机模拟生成系列投影像并进行了图像重构.模拟结果表明,电子透过率的非线性会在重构结果中产生伪结构,投影值偏离量随投影位置的变化率与伪结构相关.进一步评价了样品在不同倾斜角度范围时电子的非线性透过率对图像重构质量的影响,发现这种影响随样品倾斜角度增大而增强,并有可能降低图像重构的质量.     

电子的非线性振动

研究电子在带电圆环中心轴线上的非线性振动。用数字计算机模拟法和谐波平衡法讨论振动的解及周期。     

纳米白炭黑的电子显微研究

利用透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和能谱仪（EDS）等分析方法研究了硫酸沉淀法制备纳米白炭黑过程中体系反应温度和溶胶制备反应时间对制备过程的影响。实验发现，体系反应温度应控制在65～85％，酸溶胶制备反应时间应控制在0．5小时左右。该条件下制备的白炭黑经激光粒度仪分析表明，粒径小、粒度均匀，主要成分为SiO2。     

电子的反常特性

用Dirac大数D、Planck大数A计算了电子的反常质量Δme、反常电荷ΔQe、反常磁矩Δμe,据此算出电子的半径re≈10-16cm与实验很好相符.中微子也有反常,反常量是轻子亚夸克结构动态模型的必然结果.且反常Δme、ΔQe间存在相互关联,满足质-荷联合守恒律,据此亦可定出ΔQe的结果.若把电子视为可压缩性极小的量子液滴,其内的亚夸克在平衡位置附近作谐振动导致了电子等体积表面形变,产生的电、磁对称破缺是出现反常量的根源.电子可视为谐振子系统,可估计出(Δre)/(re)的相对量值非常微小.     

标量电子形成的束缚态

在超对称模型下,研究了2个标量电子以及标量电子和电子之间的相互作用.其相互作用势是通过计算2个粒子之间交换1个光子得到的.利用得到的势解薛定谔方程,得到能级和相应的波函数,并讨论了所形成束缚态的可能性和稳定性.研究表明,这些束缚态和氢原子有类似的性质.这可以很好地解释迄今没有发现存在证据的超对称粒子的问题,并指出了发现超对称粒子的途径.