低温高速双极晶体管基区的优化设计

本文考虑禁带变窄效应和载流子冻析效应，分析了基区掺杂浓度的分布、基区峰值浓度的大小及位置对基区渡越时间的影响，结合基区电阻的温度模型，对低温度高速双极晶体管的优化设计作了探讨。     

基区重掺杂对InGaAs/InAlAs突变HBT电流输运的影响

摘要:基区重掺杂产生禁带变窄效应（BGN）,从而导致HBT突变异质结界面的势垒高度发生改变,这会严重影响载流子的电流输运.本文基于Jain-Roulston禁带收缩模型及电流输运机理,对电子的传输进行了深入的分析,并与实验数据进行了比较,结果表明:在基区重掺杂的条件下,考虑BGN对电流输运的影响,对于准确描述电流的输运现象是非常有必要的.     

77K下硅中杂质电离率的计算

用纯数值技术计算了７７Ｋ硅中杂质的电离率，考虑了Ｆｅｒｍｉ－Ｄｉｒａｃ统计、禁带变窄效应、冻析效应以及温度对各种物理参数的影响，计算结果比简化模型精确，而且可插入到半导体器件模拟软件中。     

硅低温双极型晶体管电流增益的分析

从理论和实验两方面研究了硅晶体管电流增益的低温特性,建立了电流增益的温度模型,阐明了电流增益低温下降的机理,在此基础上探讨了获得具有良好电性能的硅低温晶体管的方法,结论如下:电流增益由发射效率决定时,具有正温度系数,且随温度下降而下降,下降程度随工作电流的减小而增强.发射区采用轻掺杂技术以减小禁带变窄量,并考虑载流子冻析效应,可获得适于低温工作的硅双极晶体管.     

ZnS/ZnO核壳结构纳米线的电子结构与光学性质研究

基于第一性原理的密度泛函理论计算,研究了ZnS/ZnO核壳结构纳米线和ZnS纳米线的电子结构和光学性质.结果表明,两者都属于直接带隙半导体.同时,相对于ZnS纳米线,ZnO/ZnS核壳结构纳米线的最小禁带宽度变窄,其带隙变窄的主要原因可能是由于ZnS/ZnO核壳结构纳米线中O原子的2p态电子在价带顶参与杂化引起的.此外,通过对光学性质的分析发现ZnS/ZnO核壳结构纳米线的吸收波长出现红移,与ZnS/ZnO核壳结构纳米线最小禁带宽度变窄的现象相一致.     

离子注入金属饱和注量及浓度分布的计算和实验研究

Ti 注入钢的射程参数(1～1000keV)是用 TRIM87程序计算而得到的.考虑到高注量注入溅射效应的影响,利用 Schuilz 模型计算了 Ti 注入钢和 Al 中浓度分布.对此模型中饱和注量与离子射程的关系提出了修正.给出了表面浓度与射程关系表示式.为了提高注入效率,节省注入时间,利用这些修正式能方便地给出饱和注量和注入元素浓度分布.计算结果与低温下注入的实验结果相符合,而与加温(400℃)注入的实验结果偏离较大.也考虑了注入合金择优溅射和注入效率的问题.     

扩Ga基区高反压晶体三级管V—1特性分析

从器件物理的角度,对杂质、掺杂方式不同,形成基区的高耐压晶体三极管I-V负阻效应随机性进行分析。结果认为,负阻摆幅的大小对小电流注入下放大性能的优劣产生直接影响,而对发射极-收集极间的真正击穿电压并无减小损失;进一步证明了在SiO_2/Si系统中,开管扩Ga形成的晶体管,具有耐压高、漏电流小的特点。     

晶体管超相移因子的探讨

通过对均匀基区晶体管求解连续方程推算出基区输运系数，从而直接求得晶体管的超相移因子结果表明，超相移因子并不是由基区载流子热弛豫时间决定的因子，而仅是基区载流子电荷存储效应导致的相移的一部分。     

一种电流放大型自旋晶体管

该文提出了一种电流放大型自旋晶体管设计思想，并对其电流放大系数作了一定的分析讨论．自旋晶体管中的电流放大系数主要取决于注入基区的自旋极化电子的极化程度，基区中自旋的驰豫时间及基区的宽度．     

二组元声子晶体综合带隙算法及带隙参数规律研究

在研究声子晶体能带结构的算法方面,分别使用平面波展开法和时域有限元法对声子晶体的能带结构进行计算,并将两种算法得出的禁带结果进行对比研究。根据带隙图的差异分析说明了单一方法可能的不足,同时发现了计算结果最准确的区域是通过两种算法计算所得结果的重合区域,所以使用两种方法相结合的带隙算法,讨论了二组元材料参数和填充率对禁带的影响。研究发现散射体密度与基体的密度的比值越大,禁带的宽度就越宽,散射体相比于基体,对禁带的影响更大;增大填充率时禁带宽度变宽,大到一定程度时禁带宽度变窄。     

硅基半导体光电子材料的第一性原理设计

具有特定功能的半导体材料的计算设计，是计算材料科学的一个重要研究领域．由于半导体的诸多性质取决于价带顶和导带底的电子态及其中的载流子分布，因此带隙的大小和能带极值的对称性便成为半导体材料设计最受关注的问题．为了进一步解决硅基光电子集成（OEIC）技术发展的瓶颈．设计具有直接带隙特性的硅基新材料并使其成为有效的光发射体，是一项富有挑战性的工作．本文在分析大量半导体能带结构的基础上，给出类sp系列半导体由间接带隙过渡到直接带隙的主要物理机制，并以对称性概念、芯态效应和电负性差效应为基础，提出一种新的直接带隙半导体材料设计方案．根据这个方案所表达的设计思想，我们对当前十分受关注的硅基光发射材料进行了计算设计．结果发现，用VI族元素在硅生长时进行周期性插层的、具有正交和四角点群对称性的人工微结构材料VIA／Sim／VIB／Sim／VIA具有直接带隙特性．其中当m=5或奇数时，材料有四角结构对称性，而m=6或偶数时是正交结构对称性．VI“。。是在〈001〉生长方向生长的单层VI族元素．这类材料的优点在于可自然地与硅实现晶格匹配，与微电子技术相兼容，并可较容易的用现行的MBE、MOCVD或UHV-CVD生长方法实现．预期这类新材料及其相应器件的研制开发．将大大开拓全硅OEIC和硅光子集成（PIC）技术的进一步发展．     

曲面EBG结构表面波带隙特性研究

研究了3种典型EBG结构在曲面上表面波带隙特性,利用悬置微带线法,分析了曲面EBG结构带隙特性与其结构参数及曲率的关系。结果表明,曲率对表面波带隙的影响不是太明显,只是带隙中心频率有稍微的下降,介电常数与介质厚度对带隙影响规律与平面上一致。这一结论对在圆柱共形天线上应用高阻表面结构有一定的指导意义。     

考虑碎石横观各向同性的路表弯沉及结构分析

使用基于横观各向同性层状弹性体系解编制的路面结构分析程序ANISOLAYER,对沥青路表弯沉进行了分析. 结果表明,当碎石基层厚度达到一定程度后,其横观各向同性特性对路表弯沉的影响将不明显.不同沥青面层厚度情况下,碎石基层水平模量对路面关键性设计指标的影响分析结果表明,将碎石材料看作横观各向同性体可有效降低基层底部的拉应力,基层水平模量的变化对路面关键性设计指标影响较大;较厚的沥青面层以及适中的基层厚度,可使路表弯沉和面层底部拉应变降低;而对于薄及中厚沥青面层,基层横观各向同性特性对路基顶部的压应变影响较大.     

Selectable infiltrating large hollow core photonic band-gap fiber

A selectable infiltrating large hollow core photonic band-gap fiber is fabricated with simple arc discharge technique. The offset, discharge duration, arc current and discharge times are optimized for selected sealing side air-holes but leave the central large air-hole partially open. The collapse length of the PCF is shortened by increasing the number of discharges and offset with discharge duration and arc current kept at a relatively low level. Light with the wavelength located at the photonic band-gap can still propagate while the central hollow air-hole is infiltrated with a kind of oil with refractive index of 1.30. The selectable infiltrating large hollow core photonic band-gap fiber has potential application for implementing novel lasers, sensors and tunable optoelectronic devices.     

按比例缩小SiGe HBT能量传输模型

针对用传统的漂移扩散模型分析小尺寸SiGe HBT的局限性,采用新的能量传输模型.通过分析建立了小尺寸SiGe HBT(考虑Ge含量)的玻尔兹曼方程,得到不同区域电子温度的分布;并比较了不同基区宽度、不同Ge梯度下的电子温度曲线.结果发现在基区很薄的情况下,电子从基区向集电区渡越时,其温度逐渐升高,且大大高于晶格温度,且不同基区宽度基区电子温度变化率不同.     

考虑基层超宽的水泥混凝土路面荷载应力计算

依据Winkler地基不等尺寸双层板模型,采用有限元法,考虑基层超宽,分析了水泥混凝土路面面层和基层结构荷位临界点的位置;给出了不同轴载作用下,面层和基层结构荷位临界点的荷载应力计算式,研究发现随着基层超宽,纵缝中部面层荷载应力降幅在0~38%,横缝下基层荷载应力降幅为0~42%,纵缝中部下方基层荷载应力在垂向上由0逐渐增大,在平行方向上先增大后下降.此外,提出了当量轴重系数的概念,探讨了面层和基层多轴车当量轴重系数的变化规律.     

曲轴设计与高维空间灰色映射靶射击

本文将灰色映射、白色映射、广义矢量、符号变量等概念应用于处理曲轴设计问题;认为设计问题是高维空间灰色映射靶的射击问题,通过曲轴设计专家系统阐述了系统构造,提出了几种搜索策略.这些策略对于一般的机械设计也是适用的.本文结果有助于知识工程师从映射角度提取知识、建立知识库.     

二硫化钼-硅异质结太阳电池的原位制备及器件模拟

 二维材料与晶体硅形成的异质结太阳电池是当前太阳电池研究热点之一,大多数研究都集中在石墨烯和硅形成的肖特基结太阳电池。为改善器件的能带结构,本研究采用具有一定禁带宽度的n-MoS₂二维半导体材料与p-Si 形成异质结太阳电池。通过实验研究了退火时间对MoS₂材料合成的影响,并对MoS₂-Si异质结的暗电流和光电流曲线进行测量和分析。通过异质结模拟软件wx-AMPS对MoS₂-Si异质结结构进行效率计算和能带分析,探讨了薄膜厚度和载流子浓度对器件开路电压的影响。     

高电源噪声抑制比带隙基准源设计

采用CSMC 0.35μm工艺,通过在电源和带隙基准源电路间插入电流源缓冲级的方法,设计提高带隙基准源电源噪声抑制能力的带隙基准源.在最低工作电压不变的情况下,所设计的带隙基准电源大幅度提高了电路的电源抑制比,且功耗低.仿真结果表明:电源抑制比值为110dB/40dB,Iq=12μA,Vmin=2.4V,可作为模拟IP(知识产权)且易集成于单片系统中.     

Cr~(2+):ZnSe中Cr~(2+)的能级分裂及静态Jahn-Teller效应

利用群论基础,对Cr2+:ZnSe晶体中Cr2+(3d4)的d轨道在正四面体晶体场(Td点群)中的能级分裂进行了分析,考虑到静态Jahn-Teller效应,已经分裂的d轨道将进一步分裂。首先利用群论,将Td点群中以五个d轨道为基函数的五维可约表示向不可约表示约化,得到d轨道在正四面体场中的能级分裂;由于Jahn-Teller效应,造成正四面体配位场向四方配位场畸变,使原来的Td点群向D2d点群过渡,造成d轨道进一步分裂,分别以分裂后的d轨道为基函数的可约表示向D2d点群的不可约表示约化,就可以得到进一步分裂后的轨道能级。