原子链耦合石墨烯电子输运性质的第一性原理计算

基于密度泛函理论,运用非平衡格林函数的方法,对B直线原子链、N直线原子链、Si直线原子链耦合石墨烯纳米带构成分子器件的电子输运特性进行了第一性原理模拟,计算得到3种不同构型分子器件的平衡电导,分别为1.16 G0,0.79 G0,1.16 G0.电荷布局计算结果表明,原子链耦合石墨烯改变了原子链原子的局域态密度,为电子的传输提供了更多的隧穿模式.在0~1.2 V时,对于graphene+5B,graphene+5Si分子器件的电流随着电压的增大而增大,其I-V关系近似为线性关系,表现出金属导电特性;而对于graphene+5N分别在0~0.7 V,0.9~1.2 V时,I-V关系近似为线性,但在0.7~0.8 V时却存在负微分电阻现象.     

基于电导法的GaN/AlGaN HEMT界面态分析

本文通过I-V法测试得到25-200℃范围内GaN/AlGaN HEMT器件直流特性随温度的退化情况,同时通过C-V法测试了器件在25-100℃范围内电容、电导随频率、温度变化的特性。经电导法分析发现器件界面处存在高密度陷阱态进一步分析认为,高密度界面陷阱态是引起器件高温特性退化的原因。     

光触发晶闸管光开启特性的研究

本文对大功率直接光触发晶闸管的开通特性进行了测试分析。实验表明,随着光脉冲宽度的增加,临界光脉冲幅值有所降低;在脉宽不变时,延迟时间t_d随光脉冲幅值的增加近似成双曲函数下降,在光脉冲宽度和幅值都不变时,上升时间t_r随阳极电流I_A增加而增加,t_d基本不变。t_r和t_d都随阳极电压V_A的增加而减小。     

氢热处理绝缘体表面对金属-绝缘体-金属开关器件I-V特性的影响

在氢气气氛下对绝缘体表面进行热处理提高金属-绝缘体-金属（MIM）器件的I-V特性曲线的对称性,简化了该器件的制作工艺,并探讨底电极掺氮对MIM器件I-V特性曲线的影响,用n-n--n能带模型对MIM器件的I-V特性曲线对称性加以解释．     

超晶格中直流和双模交流电场的整流效应

以弛豫时间近似下的玻尔兹曼方程为基础 ,详细研究了超晶格在外加直流和双模交流场中电子的输运行为 ,并计算了几种特定情况下超晶格中电流随频率和场强幅值的变化关系 ,我们发现超晶格在外加直流和双模交流电流电场时内部电流随频率的变化是稳定的 ,而电流随场强幅值的变化是振荡衰减的     

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.     

高速直线运行交流刷轨滑触供电接触特性

以直线式碳刷/供电轨交流滑触供电装置为研究对象,建立了刷轨电接触的电传导电路模型,设计了等效的高速旋转式交流刷轨电接触试验系统．对刷轨电接触特性进行了试验和理论分析,总结了电流幅值、电流频率、滑动速度和电弧长度对刷轨接触电阻和接触电抗的影响规律．结果表明：刷轨交流电接触系统整体呈阻感负载特性,接触电容的作用明显小于体电感的作用;刷轨接触电阻关于电流幅值负相关、关于滑动速度正相关,接触电抗关于电流幅值正相关,但基本不受滑动速度的影响;在刷轨电接触发生起弧现象后,其接触电阻随电弧长度的增加而大幅增大,而接触电抗呈缓慢下降趋势;接触电阻随电流频率的增加而增加,由于电流频率较低,电流频率对刷轨体电阻的影响明显高于对接触收缩电阻的影响．     

顶电极对金属-绝缘体-金属器件I-V曲线对称性的影响

通过顶电极金属材料的选择，考察金属-绝缘体-金属器件的I-V曲线的对称性．并用p-n-n能带模型进行了分析解释．结果表明，采用电负性小于1.6的金属作顶电极，并在一定温度下对该器件进行热处理，可以提高其I-V曲线的对称性．     

弓网回路电流间谐波特性的实验研究

为研究周期性波动载荷条件下弓网回路电流的间谐波特性,开展了大量的弓网系统受流实验,分析了静态接触压力、滑动速度、接触电流对回路电流间谐波特性的影响.接触电阻波动和离线电弧/火花是产生回路电流间谐波的主要原因.该间谐波主要分布在0~100 Hz,以特定的频率间隔、以基波50 Hz为中心左右对称分布.间谐波的频率间隔与静态接触压力、接触电流无关,随滑动速度的增加近似线性增加.间谐波幅值随静态接触压力的增加先减小后增大、随接触电流的增加而增大.对于深入研究弓网系统的受流特性具有借鉴意义.     

激基复合物器件的光电流和光致发光磁效应

本文制备了一系列不同浓度、厚度和禁带宽度的激基复合物光电器件,在325 nm激光照射下,测量了不同偏压和温度下器件的光电流磁效应(Magneto-photocurrent, MPC)和光致发光磁效应(Magneto-photoluminescence,MPL).实验发现,在不同温度下,尽管器件的MPC和MPL线型均表现为ISC (Intersystem Crossing, ISC)过程主导的指纹式响应曲线,但其偏压依赖关系却完全不同,即MPC幅值随外加负偏压的增加而减小,随外加正偏压的增加先增加后减小;而MPL幅值与外加偏压无关.此外,随着浓度的增加, MPC幅值逐渐减弱, MPL幅值先增大后减小;随着厚度的增加, MPC幅值减小, MPL幅值保持不变.另外, MPC幅值在禁带宽度较小的激基复合物器件中表现更大.分析认为, MPC幅值变化是由器件中ISC过程与激子的解离和传输作用共同决定,而界面处激子的辐射与ISC过程的竞争则会影响MPL幅值的变化.该工作对理解光激发下激基复合物器件的微观机制具有一定的参考价值.     

Study on temperature characteristics of organic light-emitting diodes based on tris-（8-hydroxylquinoline）-aluminum

Both single-layer and double-layer organic light-emitting devices based on tris-（8-hydroxylquino- line）-aluminum （AIq3） as emitter are fabricated by thermal vacuum deposition. The electroluminescent characteristica of these devices at various temperatures are measured, and the temperature characteristics of device performance are studied. The effect of temperature on device current conduction regime is analyzed in detail. The results show that the current-voltage （I-V） characteristics of devices are in good agreement with the theoretical prediction of trapped charge limited current （TCLC）. In addition, both the charge carrier mobility and charge carrier concentration in the organic layer increase with the rise of temperature, which results in the monotonous increase of AIq3 device current. The current conduction mechanisms of two devices at different temperatures are identical, but the exponent m in current-voltage equation changes randomly with temperature. The device luminance increases slightly and the efficiency decreases monotonously due to the aging of AIq3 luminescent properties caused by high temperature. A tiny blue shift can be observed in the electroluminescent （EL） spectra as the temperature increases, and the reduction of device monochromaticity is caused by the intrinsic characteristics of organic semiconductor energy levels.     

P_3HT/PCBM基有机太阳能电池性能提高的研究

以P3HT作为电子给体材料,PCBM作为电子受体材料,制成不同厚度活性层的本体异质结有机太阳能电池.从I-V特性曲线分析了厚度对电池性能的影响.制备了添加PEDOTPSS和TiO2作为空穴阻挡层的有机电池,通过分析I-V特性曲线和吸收光谱,找到提高电池性能的方法.     

Multistage interband cascade photovoltaic devices with a bandgapof 0.23 eV operating above room temperature

Interband cascade （IC） photovoltaic （PV）device structures, consisting of multiple discrete InAs/GaSb superlattice absorbers sandwiched between electronand hole barriers, were grown by molecular beam epitaxy.Details of the molecular beam epitaxy growth and materialcharacterization of the structures are presented. The dis-crete absorber architecture enables certain advantages, suchas high open-circuit voltage, high collection efficiency,high operating temperature, and smooth integration ofcascade stages with different bandgaps. The two- andthree-stage ICPV devices presented in this article operate atroom temperature with substantial open-circuit voltages ata cutoff wavelength of 5.3 μm （corresponding to a bandgapof 0.23 eV）, the longest ever reported for room temperaturePV devices. The device characteristics indicate a high levelof current matching and demonstrate the advantages of theinterband cascade approach in thermophotovoltaic celldesign.     

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 ℃。     

Au/n-ZnO/p-SiC紫外探测器的研制和特性分析

采用宽禁带半导体n-ZnO和金属Au作肖特基接触,n-ZnO和同为宽禁带半导体p-SiC形成异质结,Ti,Ni,Ag合金作背底形成欧姆接触,研制出Au/n-ZnO/p-SiC结构的紫外探测器.测试分析了该器件的光谱响应特性,响应范围为200～400nm,在室温和一定反偏压下,响应峰值为313nm,半宽为65nm.同时测试分析了该器件的I-V特性,室温下,反向工作电压大于5V,反向击穿电压为70V.实验表明,此结构紫外探测器具有良好的紫外响应特性以及较低的反向漏电流和结电容.     

短漂移区肖特基-p-i-n混合整流二极管(MPS)的电学特性研究

肖特基-p-i-n整流二极管(MPS)的作用机制比较复杂.采用数值模拟的方法研究MPS的工作机制,清晰地给出了肖特基势垒、p-n结势垒以及两种势垒共同作用下器件内部电势、载流子浓度分布和电压-电流特性.结果表明:在MPS阳极区(p 区)注入空穴的作用和肖特基势垒与p-n结势垒双重作用下,器件的电势将主要降低在肖特基结上;形成的电导调制区在饱和时变化很小,整个器件内电阻为准常数.     

不同温度下单重态激子裂变对Rubrene有机电致发光磁效应的影响

采用具有单重态激子裂变（Singlet Exciton Fission,即STT过程）的红荧烯（Rubrene）作为发光层制备了有机发光器件,并在不同温度下（15KT300K）研究了器件发光随外加磁场的变化（即Magneto-Electro Luminescence,MEL）.实验发现,与不具有STT过程的参考器件相比,Rubrene器件的MEL无论是在线型还是在幅度方面都表现出了新现象：室温下参考器件的MEL主要表现为低磁场下的快速上升和高磁场下缓慢增加直至逐渐饱和的特点,但Rubrene器件MEL的低磁场部分受到很大抑制且其高磁场部分一直增加而没有表现出饱和迹象,其线型也有很大不同;另外,这些特性受温度的影响较大,其光谱随温度的降低还出现了红移.通过对磁场作用下器件的超精细相互作用、STT过程和三重态激子湮灭过程（Triplet-Triplet Annihilation,TTA）以及这些微观过程温度效应的综合分析,认为室温300K下器件的MEL可用超精细相互作用和STT过程来解释,低温15K下器件的MEL则是超精细相互作用与TTA作用叠加的结果.     

Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxide semiconductors

Transparent electronic devices formed on flexible substrates are expected to meet emerging technological demands where silicon-based electronics cannot provide a solution. Examples of active flexible applications include paper displays and wearable computers. So far, mainly flexible devices based on hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) and organic semiconductors have been investigated. However, the performance of these devices has been insufficient for use as transistors in practical computers and current-driven organic light-emitting diode displays. Fabricating high-performance devices is challenging, owing to a trade-off between processing temperature and device performance. Here, we propose to solve this problem by using a novel semiconducting material--namely, a transparent amorphous oxide semiconductor from the In-Ga-Zn-O system (a-IGZO)--for the active channel in transparent thin-film transistors (TTFTs). The a-IGZO is deposited on polyethylene terephthalate at room temperature and exhibits Hall effect mobilities exceeding 10 cm2 V(-1) s(-1), which is an order of magnitude larger than for hydrogenated amorphous silicon. TTFTs fabricated on polyethylene terephthalate sheets exhibit saturation mobilities of 6-9 cm2 V(-1) s(-1), and device characteristics are stable during repetitive bending of the TTFT sheet.     

输电线路杆塔接地装置冲击系数及其拟合计算公式

选择合适的冲击系数是输电线路杆塔接地装置设计的关键。采用模拟试验分析了各种因素对冲击系数的影响。大量的试验结果表明,冲击系数随冲击电流幅值的增加而减小;随接地体几何尺寸的增加而增加;随土壤电阻率增加而减小。本文通过对试验数据进行回归分析,得出了计算不同接地装置的冲击接地系数的经验公式。模拟试验得到冲击系数值与文献中提供的现场实测结果吻合得较好。研究成果可以为输电线路杆塔接地装置的设计和修订接地规程提供参考。     

功能覆盖膜对场发射阵列（FEA）电子发射性能的影响

为了寻找适合真空微电子器件的场发射阵列（ＦＥＡ）覆盖材料，我们采用了一系列功能材料作为覆盖膜，薄膜淀积采用离子束辅助淀积（ＩＢＡＤ）以及其它淀积技术。在１０＾－６Ｐａ下测量具有不同覆盖膜的硅ＦＥＡ二极管的Ｉ－Ｖ特性，测量结果表明除Ａｕ和Ｍｏ外，其它覆盖材料都对ＦＥＡ电子发射性能有改进，经ＴａＮ覆盖的ＦＥＡ发射电流最大。由Ｆ－Ｎ曲线估算出有效表面功函数和有效发射面积，从而说明以上所得的实验结果。