空穴型Si/SiGe共振隧穿二极管及其直流参数提取

共振隧穿二极管因其特有的负微分电阻特性,成为一种很有前途的基于能带工程的异质结构量子器件.采用超高真空外延技术,以p型重掺杂硅为衬底生长出以4 nm厚Si0.6Ge0.4层为空穴量子阱、以4 nm厚Si层为空穴势垒的双势垒单量子阱结构.然后用常规半导体器件工艺制成了空穴型共振隧穿二极管.在室温下对面积为8 μm×8 μm的共振隧穿二极管进行测量,其峰值电流密度为45.92 kA/cm2, 电流峰谷比为2.21. 根据测量得到的电流电压特性考虑串联电阻的影响,提取出共振隧穿二极管的直流参数.可以利用这些参数将共振隧穿二极管的直流模型加入SPICE电路模拟软件器中进行共振隧穿二极管电路设计.     

纳电子学与共振隧穿量子器件

本文描述了一门正在兴起的新学科－－纳电子学的发展状况，并从电子对双势垒的共振隧穿特性入手，主要讨论了纳电子学器件－－共振隧穿二极管和三极管的工作原理及典型的器件特性。最后给出了这种器件的某些重要应用领域。     

纳米硅薄膜中量子点的仓阻塞效应

用纳米硅薄膜制成了共振隧穿量子点二极管，在７７Ｋ温度下对其Ｉ－Ｖ特性进行了测量，得到了具有共振隧穿特征的实验结果。对实验结果分析表明，纳米尺寸晶粒构成的量子点具有库仓阻塞效应．     

纳米硅薄膜中量子点的库仑阻塞效应

用纳米硅薄膜制成了共振隧穿量子点二极管，在77K温度下对其I－V特性进行了测量，得到了具有共振隧穿特征的实验结果。对实验结果分析表明，纳米尺寸晶粒构成的量子点具有库仑阻塞效应。     

势垒的非对称性对隧穿几率的影响

在有效质量近似的框架下,应用传递矩阵理论研究了势垒的非对称性对单电子隧穿几率的影响.结果表明：隧穿过程的势垒的形状对隧穿几率影响很大,势垒的对称性破坏的越严重,在低能区域发生共振隧穿的可能性越小.这些可以为设计和制造更加优化的共振隧穿器件提供一定的理论指导.     

隔离层厚度对量子垒堆结构的电子滤波作用的影响

研究了隔离层厚区对量子垒堆结构的电子滤波作用的影响．对于单隔离层，在较为一般的情况下解析推得隔离层厚度满足的广义Ｂｒａｇｇ公式，以多重双势垒结构为例对多隔离层的情况也进行了研究。结果表明同时存在两类共振隧穿（ＲＴ），第一类ＲＴ是法布里－珀罗型ＲＴ，要求隔离层厚度满足Ｂｒａｇｇ公式或广义Ｂｒｅｇｇ公式；第二类ＲＴ是依次型ＲＴ，对隔离层厚度没有要求．特别指出ｘ＝０的ＲＴ能对于中心对称结构是实现依次型ＲＴ的重要途径．     

双量子阱中有自旋轨道耦合的场助电子共振隧穿

研究在自旋轨道耦合和周期振动场的作用下,电子隧穿双量子阱结构的透射系数和自旋极化率．通过数值计算发现：隧穿后电子的自旋简并消除,得到与自旋相关的共振峰．电子隧穿宽势阱时出现对称的Breit-Wigner共振峰,而隧穿窄势阱时出现不对称的Fano共振峰．研究也发现通过调节入射能量和中间势垒的宽度,可以改变共振峰的振幅和位置．利用这个原理可以设计可调的自旋过滤器,实现对自旋的调控．     

多重双势垒结构中电子共振隧道效应的理论研究

研究了一维多重双势垒结构中电子共振隧穿效应，给出了透射系数和共振隧穿条件的解析表达式，数值计算并解释了随双势垒内外讲宽度差△ｄ变化的共振隧穿透射能谱，与对应的多重单势垒结构相比，这种多重双势垒结构显示出一些有趣的性质．     

不规则多重垒结构中电子共振隧穿的相对论效应

研究了一维不规则多重垒结构中电子共振隧穿的相对论效应。结果表明系统同时存在两类共振隧穿,一类由能量量子化和长度量子化同时决定,另一类仅由δ势强度决定。与非相对论情形比较后可知,前者是结构型的共振隧穿,后者才是单纯由相对论效应造成的,而且阱宽涨落对相对论型共振隧穿没有影响。     

单负材料光子晶体中的可调共振隧穿模

用传输矩阵方法研究了由两种单负材料构成的一维光子晶体的透射特性.研究发现:这种结构的光子晶体具有2个共振隧穿模,并且2个共振隧穿模能够通过改变缺陷层的厚度或改变两种单负材料的厚度比进行调节.这种特性可用来制作可调的双通道滤波器.     

硅单电子晶体管制备及特性

采用电子束光刻技术和反应离子刻蚀等工艺，在P型SIMOX硅片上成功地制备了一种单电子晶体管。提供了一种制备量子线和量子点的工艺方法，在器件的电流，电压特性上可观测到明显的库仑阻塞效应和单子隧穿效应，该器件的工作温度可达到77K。     

高k栅栈MOSFET共振隧穿模型

针对高介电常数（k）栅堆栈金属氧化物场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET）实际结构,建立了入射电子与界面缺陷共振高k栅栈结构共振隧穿模型.通过薛定谔方程和泊松方程求SiO2和高k界面束缚态波函数,利用横向共振法到共振本征态,采用量子力转移矩阵法求共振隧穿系数,模拟到栅隧穿电流密度与文献中实验结果一致.讨论了高k栅几种介质材料和栅电极材料及其界面层（IL）厚度、高k层（HK）厚度对共振隧穿系数影响.结果表明,随着HfO2和Al2O3厚度减小,栅栈结构共振隧穿系数减小,共振峰减少.随着La2O3厚度减小,共振峰减少,共振隧穿系数却增大.随着SiO2厚度增大,HfO2,Al2O3和La2O3基栅栈结构共振隧穿系数都减小,共振峰都减少.TiN栅电极HfO2,Al2O3和La2O3基栅栈比相应多晶硅栅电极栅栈结构共振隧穿系数小很多,共振峰少.     

微波场作用下Fano效应对量子点电子态密度近藤峰的影响

讨论了一个微波场辐照下量子点电极耦合体系,当两边电极间存在非共振直接隧穿时量子．占、上电子态密度的变化情况。用非平衡格林函数方法及吴大琪假设得到了此体系能态密度在相互作用强度U有限情况下的解析表达式。数值计算的结果表明随着背景透射率及库仑相互作用能大小的变化,量子点上电子能态密度共振峰可被增强或减弱,并可能出现新的共振峰结构。     

Resonant tunneling properties of photonic crystals consisting of single-negative materials

We studied the resonant tunneling properties of one-dimensional photonic crystals consisting of single-negative permittivity and single-negative permeability media using transfer matrix methods. The results show that there exists a pair of resonant tunneling modes in this structure. The separation of the pair of tunneling modes can be tuned by varying the ratio of thicknesses of the two single-negative layers or the thickness of the defect layer. The electric field intensity of the resonant tunneling modes increases rapidly with the increase of the ratio of thicknesses of the two single-negative layers. The peak value of the field intensity of the resonant tunneling modes is enhanced by one order of magnitude when the ratio of thicknesses of the two single-negative layers increases by 0.4. This property will be applied widely in the field of nonlinearity optics. With the increase of the ratio of thicknesses of the two single-negative layers, the electric field of the tunneling modes becomes more localized, and the full width at half maximum of the tunneling modes becomes narrower. Besides, the pair of tunneling modes is insensitive to incident angle and thickness fluctuation. These properties will be used for the design of tunable omnidirectional double-channel filter with high quality factor.     

新型微机械隧道陀螺仪的设计和工艺制备

介绍了一种新型微机械隧道振动陀螺仪的设计和工艺制备,该陀螺仪采用平行梳齿驱动和面外振动框架的方式分别作为质量块的振动和恒隧道电流的检测,对平行梳齿驱动的工作原理和隧道陀螺仪的设计进行了详细的阐述.由于采用了硅玻键合和DRIE的DDSOG体硅制备工艺,因而可以获得较大的敏感质量块,从而使得该陀螺仪具有较高的灵敏度.根据检测模态和驱动模态匹配的原则,利用有限元模型对隧道陀螺仪的结构尺寸进行了优化.仿真结果表明,该陀螺仪在常压下具有0.07 nm(°/s)的灵敏度.     

Improved Full Bridge Converter with Low Peak Voltage on Rectifier Diodes

To suppress peak voltage on rectifier diodes in a full bridge( FB) converter,the mechanism of peak voltage was analyzed and an improved FB converter was proposed. One reason for peak voltage is the resonance of the transformer's leakage inductance and the rectifier diodes' junction capacitances. The other reason is that the fast reverse recovery current of the rectifier diodes flows through the transformer's leakage inductance. An H bridge composed of four diodes,an auxiliary inductance, and a clamping winding were adopted in the proposed converter,and peak voltage was suppressed by varying the equivalent inductance, principally in different operating modes. Experimental results demonstrate that the peak voltage of rectifier diodes decreases by 43%,the auxiliary circuit does not lead to additional loss, and the rising rate, resonant frequency,and amplitude of the rectifier diodes' voltage decrease.Peak voltage and electromagnetic interference( EMI) of rectifier diodes are suppressed.     

量子阱系统中对粒子透射的理论研究

通过求解薛定谔方程得到由矩形势垒构成的量子系统的变换矩阵和透射系数的精确解,并研究了多量子阱系统结构变化对共振隧穿效应的影响。     

Wave-vector-dependent Tunneling Transmission Characteristics in Periodic and Quasiperiodic Semiconductor Superlattices

Introduction　　Thepropositionofsemiconductorsuper-lattices[1],thediscoveryofquasicrystalsandtherealizationofGaAs/AlAsFibonaccisuperlatticeshavemotivatedalargebodyofcurrentresearchworkonthephysicalpropertiesofperiodicandquasiperiodicsuperlattices.Manyelectronicandoptoelectroniceffectshavebeendiscovered.Thequasiperiodicstructuresareintermediatebetweencompletelyperiodicperfectcrystalsandrandomordisorderedamorphoussolids.Becauseoftheaperiodicityandself-similarity,competitionbetweenlocalizationa…     

200kev-500kev能区范围内^15N（p,α）^12C的反应截面的理论计算

对于一个确定的核反应,实验上容易测量到峰值处的截面值,利用选择共振隧穿模型把^15N（p,α,）^12C的峰值处的反应截面值外推到200kev-500kev.理论计算值和实验结果在一定程度上符合的很好,这说明了选择共振隧穿模型是计算有明显共振峰的核反应截面的有利工具.     

一种实现纳米超微定位和超微加工的新方法

介绍了一种采用双单元扫描隧道显微镜实现纳米超微定位超微加工的新方法,双单元扫描隧道显微镜由两个Ｚ向同轴ＳＴＭ单元上下组合而成,分别作为样品测量加工单凶与参考定位单元,两者共用一个ＸＹ扫描器,参考定位单元以规则的晶格空间为参考,采用原子阵列伺服寻踪和针尖锁定剂到原子的技术,可以实现纳米级超微定位,与参考定位单元具有相同定位精度的样品测量加工单元采用电压脉冲法可以形成样品表面上的纳米级特征结构。