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.     

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.     

WO3和V2O5薄膜电致变色器件特性研究

采用电子束和热蒸发分别制备了WO3和V2O5薄膜,研究了WO3薄膜的电化学、循环耐用性、电致变色特性,分析了V2O5薄膜的Li离子储存性能、Li离子的注入／退出可逆性以及离子注入对光学性能的影响,并讨论了WO3薄膜/Li离子电解质／V2O5薄膜构成的灵巧窗器件的电致变色特性．实验结果表明,这样构成的灵巧窗器件具有比较理想的光学调制性能．     

基于气浮喷射的MEMS封装中通孔的金属互联

在微机电系统(MEMS)圆片级封装中,通孔缺陷极有可能降低芯片与外界电互联的可靠性.采用气浮沉积的方法,在通孔底部沉积纳米银浆,形成低电阻的Ag/Al/Si欧姆接触结构,解决了电极间的电学连接问题.根据AJTM300气溶胶喷射系统的特点,选择50nm粒径的纳米银浆制作通孔Ag/Al/Si欧姆接触结构;在平面圆形Al电极上气浮沉积纳米银浆,改变银浆的烧结温度,用以验证Ag对Al/Si接触电阻的影响;将此法应用于通孔互联结构中,并探究得出最优沉积时间,测量两通孔间的I-V特性.试验结果表明,采用超声雾化方式的气浮沉积方法,在通孔底部沉积15s的纳米银浆,经过300℃的烧结,可以有效填充通孔底部缺陷,并形成较低电阻的Ag/Al/Si接触结构.采用按需喷印的气浮沉积方案对通孔进行沉积,为实现MEMS芯片与外界的电互联提供了新思路.     

具有高灵敏度和快速响应的WS2/Si异质结光敏型位置探测器件

由于其优良的电输运和光吸收性能，Si半导体在研制高效光敏型位置探测器件领域获得了广泛关注和大量研究。然而，常规较大厚度（~200 μm）的晶体Si又同时具有较强的刚性和脆性等特征，无法进行弯曲操作，严重限制了它在新一代柔性光电子器件方面的应用。为此，本文报道了一种晶体Si的各向同性碱液刻蚀方法，加工形成了超薄柔性Si，并进一步采用磁控溅射技术在其表面沉积WS₂薄膜，从而成功研制出一种柔性WS₂/Si异质结光电位置探测器。得益于界面内建电场对载流子输运能力的促进作用，所制备器件在较宽光谱范围内（450~1350 nm）表现出了突出的位置敏感性能，其位置敏感度达到~539.8 mV·mm-1，响应时间仅2.3 μs。尤其是，所制备器件展现出了较强的柔性可特征:经过200个周期的弯曲后，器件性能无明显衰减。     

ZnO/SiO2/Si复合结构的声表面波器件特性分析

为研究ZnO/SiO2/Si复合结构声表面波器件激发瑞利波的特性,通过有限元方法对该复合结构进行三维建模仿真,得到该结构SAW器件所激励的瑞利波特性,以及其位移-频率、导纳-频率特性曲线.为验证有限元仿真结果的正确性,制备了有无反射栅结构的两组SAW器件.采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在Si衬底上制备Si...     

以铜酞菁为过渡层的有机电致发光器件特性

研究过渡层结构对有机薄膜电致发光器件性能的影响。分别以铟、锡的氧化物 ( indium- tin- oxide,ITO)为阳极 ,以镁银合金 ( Mg:Ag)为阴极 ,用真空热蒸发法制备了结构为 ITO/ Cu Pc/ TPD/ Alq3/ Mg:Ag和 ITO/ TPD/ Alq3/ Mg:Ag的两类器件 ,并测定了器件的衰减曲线、发光光谱以及亮度—电压特性曲线。结果显示 :铜酞菁过渡层的使用虽然改善了器件的稳定性 ,但是却增大了器件的启亮电压 ,而且器件最大发光强度和最大光视效能也降低了。结果表明 :在高稳定性和高亮度、高光视效能不可兼得的时候 ,需要通过选择过渡层材料 ,优化制备工艺 ,获得一个最佳平衡值     

各向异性二维材料的热输运及热辐射调控研究进展

二维材料体系中能量输运与宏观体材料存在显著差异.因此，二维材料的热输运和热辐射的研究对微纳器件热管理、辐射制冷等具有重要意义.本文首先总结了典型各向异性二维材料(如WTe₂、CrOCl、Ta₂NiS₅)的热学特性，分析了材料结构对热输运的影响，展示了在二维材料中调控热流的新机制；其次，针对高功率密度器件散热需求，总结了影响热界面材料性能的关键因素，回顾了利用二维材料各向异性的热输运特性提高聚合物复合材料热导率的新方法，包含空间取向调控、导热网络构建等；最后，围绕辐射制冷、红外伪装等领域应用需求，基于二维材料的独特晶体结构和电子结构，总结了通过离子插层方式调控发射率的新途径，全面分析了主客体结构、外加电场等对红外发射率的影响，展示了优化发射率调控能力的新途径.本文通过梳理相关研究进展，加深了对二维材料热输运和热辐射调控机制的理解，分析了材料制备、物性表征、机制探究中面临的挑战，展望了相关研究的发展方向.     

罗丹明6G调节界面热导(英文)

界面热导在微纳米器件热传导中具有重要作用,理解如何调节界面热导至关重要.本文采用瞬态热反射技术,研究固体界面间不同浓度的罗丹明6G溶液对界面热传导的影响.测量结果显示,随着界面间罗丹明6G溶液浓度的增加,Al/Si O2界面热导呈现对数减少的趋势.文中建立的理论模型,可预测界面热导与罗丹明6G覆盖面积之间的关系,这有利于选择合适浓度的罗丹明6G溶液来进行调节界面热导的热设计.     

一种计算纳米CMOS器件中应力致界面态的方法

在纳米CMOS器件中,负栅压温度不稳定性、热载流子注入效应和栅氧化层经时击穿等应力使得Si/SiO2界面产生界面态,引起器件参数的退化.随着CMOS器件不断缩小,这种退化将严重制约器件性能.提出了一种改进的计算纳米CMOS器件中应力产生界面态的方法,能够对应力产生的界面态进行定量描述.该方法在电荷泵基础上测量纳米小尺寸器件初始状态和应力状态下的衬底电流,提取电荷泵电流(Icp),计算出应力产生的界面态密度.测量过程中,脉冲频率固定不变,降低了频率变化所带来的误差.     

立方氮化硼空间电荷限制肖特基二极管研究

为解决金属/立方氮化硼（c-BN）接触问题, 提出Si掺杂的立方氮化硼单晶的上表面采用Cu,Zn合金探针、 下表面采用Ag浆烧结, 制备一个空间电荷限制肖特基二极管。室温下I V特性实验数据表明, 在10 V时器件的整流比为370。提出了该器件的等效电路模型, 并且结合空间电荷限制电流和热电子发射理论对实验结果进行了分析。结果表明, 正向电流与电压呈现二次幂函数关系。实验测量发现, 该二极管开启电压高达4.2 V, 最高工作温度超过500 ℃。     

Pr替代La5/8Ca3/8MnO3体系的磁性与电输运特性

系统地研究了多晶La5/8-xPrxCa3/8MnO3(x=0,0.10,0.13,0.15)体系的磁性和电输运特性,并报道了这一体系的电阻率极小值行为.X射线粉末衍射测量表明,所有的样品都具有较好的单相结构;电输运和磁性测量结果表明,随掺杂量的增大,居里温度Tc和绝缘体-金属转变温度TMI都向低温区移动.在较低温度下电阻率表现出了极小值现象,而这一现象随外加磁场的增大逐渐受到抑制,对此现象从强电子-电子相互作用角度进行了分析讨论.在Tc和TMI转变温.度区域,样品表现出较大的磁电阻效应.样品在高温下的电输运行为可根据可变程跃迁机制得到很好的解释.     

单电子输运器件中的动态电子传输

在基于GaAs/AlGaAs异质结二维电子气的声表面波单电子输运器件中,利用声表面波诱发的动态量子点依次通过由串联的三对刻蚀门电极各自所形成的准一维通道,成功实现了电子的量子化动态输运,并对输运特性进行了分析.通过提出局域态杂质模型和电子的屏蔽效应,解释了实验中观测到的双峰声电电流现象.     

有机/铁磁复合结构薄膜的制备及其界面性质的研究

我们在制备PVDF有机薄膜与Co磁性金属形成的有机/磁性金属复合薄膜结构时,发现当在不同条件下生长Co时,PVDF/Co界面会产生不同程度的金属颗粒的渗透现象,进而导致不同界面性质会对器件的电学输运性质产生影响.为了更好地表征这种复合结构的界面形貌,我们通过对PVDF有机薄膜、PVDF/Co复合薄膜、以及对PVDF/Co复合薄膜刻蚀掉Co后的薄膜三种结构的表面进行表征.对比发现PVDF在Co生长后,Co颗粒会向PVDF薄膜层产生一定的渗透.此后,我们进一步研究了Co不同渗透程度下的ITO/PVDF/Co器件的电输运行为.通过在不同温度下进行电输运测量,我们发现Co的渗透使得该结构的电阻产生显著性的减小,且电阻对温度的依赖性也显著降低.     

多铁性材料CaMn_7O_(12)的制备与电输运特性

利用固相烧结法制备了多铁性材料CaMn7O12多晶块材,断面扫描电子显微镜(SEM)形貌图显示样品的结构致密.使用热释电方法测量CaMn7O12多晶块材的铁电极化,说明材料具有铁电性.测量了CaMn7O12多晶块材的直流和交流输运特性,结合交流阻抗谱辅助等效回路分析法,对测量数据进行拟合.结果显示CaMn7O12多晶块材的直流和交流输运特性都符合Mott的VRH(variable range hopping)机制,其能带是近似于原子能级的窄带.     

STM分子结中电流非对称性的定性分析

分子器件的量子输运特性实验(上大部分)是通过扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscopy,STM)来完成测量的,其测量结果经常会出现非对称的电流-电压(asymmetric I-V,AIV)曲线、负微分电导(negative differential conductance,NDC)等区别于宏观器件的一些输运特性.基于有限元方法和参数建模,给出了一个有局域态存在情况下的输运体系的哈密顿量.同时结合非平衡格林函数方法,对输运体系的电子密度展开自洽场的计算,并在自洽收敛之后分析器件的隧穿电流.用模型参数描绘了分子结的配置,包括分子结的电极耦合强度、分子能级、局域态的能级等因素的作用,定性分析了器件中局域态及其几何结构的非对称性对纳米器件输运性质的影响.结果显示,采用STM的分子结实验中出现AIV和NDC,其本质原因是体系本征的局域态的偏置.     

PW/SiO_2 aerogel的制备及其在芘的Friedel-Crafts酰基化反应中的催化性能

采用常压干燥法制备二氧化硅气凝胶(Si O2aerogel),并以其作为载体,采用浸渍法制备出Si O2气凝胶负载磷钨酸(PW/Si O2aerogel)催化剂.采用BET,XRD,TEM和NH3-TPD等方法对其进行表征.将所制备的PW/Si O2aerogel用于催化芘与苯甲酸酐的Friedel-Crafts酰基化反应,在温和条件下合成了重要的精细化工品1-苯甲酰芘,考察了PW/Si O2aerogel催化性能.结果表明:当磷钨酸负载量为40%,反应温度为60℃,反应时间为40 min时,PW/Si O2aerogel达到最佳的催化活性,目标产物1-苯甲酰芘的收率和选择性分别可达75.9%和100.0%.通过5次重复试验考察PW/Si O2aerogel催化剂的重复使用性能,可见PW/Si O2aerogel催化剂重复使用效果良好.     

单晶Tm2O3薄膜的制备与F-N隧穿机制

采用分子束外延方法结合原位退火生长技术在Si(001)衬底上制备了Tm2O3薄膜,XRD测量结果表明所制备样品为单晶Tm2O3.在低温环境下,采用MOS电容结构对薄膜进行I-V测试,研究了样品的F-N隧穿特性,得出Pt/Tm2O3和Al/Tm2O3的势垒高度分别为2.95,1.8eV.从能带的角度表明Tm2O3是一种高K栅介质候选材料.     

保护层Ag对Ag/TbFeCo光学性质的影响

磁光记录介质非晶稀土-过渡金属合金TbFeCo薄膜覆盖Ag保护层可减小稀土元素的氧化且能增强其磁光克尔效应。利用直流磁控溅射法制备出Ag/TbFeCo／Si(100)磁光薄膜,利用可变入射角椭圆偏振光谱仪测量了其可见光区的光学常数,给出薄膜介电函数实部和虚部随入射光子能量的变化规律,同时把Ag／Si、Ag／TbFeCo／Si和TbFeCo／Si的光谱进行了比较。实验结果与经典的Drude模型相一致,而且Ag／TbFeCo／Si的光谱更接近Ag。不同厚度Ag/TbFeCo／Si薄膜其光学参数变化趋势相同,且随Ag厚度的增加变化幅度减小。     

0.9Pb(Sc1/2Ta1/2)O3-0.1PbTiO3/0.65Pb(Mg1/3Nb2/3) O3-0.35PbTiO3 多层薄膜的制备及铁电性研究

以LaNiO3做缓冲层,用射频磁控溅射法在SiO2/Si(100)衬底上制备出0.9Pb(Sc1/2Ta1/2)O3 -0.1PbTiO3/0.65Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.35PbTiO3铁电多层薄膜.采用两步法在峰值温度650℃和700℃对薄膜进行退火.通过电滞回线和漏电流曲线对薄膜的铁电性能进行了测量.研究发现,650 ℃退火的薄膜有较好的铁电性,其剩余极化2Pr=9.5 μc/cm2,矫顽场2Ec=42.2 kV/cm,100 kV/cm场强下漏电流密度为31μA/cm2.700 ℃退火的薄膜铁电性有所下降,2Pr=3.1 μc/cm2,但薄膜却具有很低的矫顽场,2Ec=22.6 kV/cm.分析认为,铁电性的退化与高温下薄膜中异质结间的相互作用及挥发性元素Pb和Mg的损失密切相关.