单壁碳纳米管作沟道的场效应晶体管输运特性理论研究

为研究以单壁碳纳米管(CNT)作沟道的场效应晶体管(FET)的输运特性,采用非平衡格林函数(NEGF)理论,构建了CNTFET的电子输运模型,该方法摒弃粗糙的连续体模型,可实现CNTFET输运性质与手性指数的直接对接。以(17,0)锯齿型管为例,数值计算了CNTFET输出特性、转移特性、跨导、亚阈值摆幅、开关态电流比等电学特性;在等效栅氧化层厚度相同的情况下,对比了采用不同栅介质材料时上述电学特性在数值上的差异,发现随栅介质介电常数的增加,漏感应势垒降低效应变得显著,这不但导致开态时从源注入到漏的电子浓度增加、电流增大,也导致关态电流增大,开关态的电流比减少。研究还发现在通常的栅源和漏源电压下,沟道中出现热电子。     

MESFET的源漏电压和旁栅间距对旁栅阈值电压的影响

研究了ＭＥＳＦＥＴ的源漏电压对旁栅阈值电压的影响和旁栅间距与旁栅阈值电压的关系。结果表明源漏电压的大小对旁栅阈值电压有一定的影响，旁栅阈值电压的大小与旁栅间距大致成正比。     

自对准栅型谐振隧穿晶体管试制

针对谐振隧穿二极管(RTD)在通用电路应用中的局限性,提出并设计了自对准栅型谐振隧穿晶体管结构,进行了材料的分子束外延,采用传统湿法腐蚀、金属剥离、台面隔离和空气桥互连工艺,初步研制出具有较明显栅控能力的谐振隧穿晶体管(RTT)单管,其峰值电流密度高达80.8 kA/cm2,峰谷电流比为3.6,负阻阻值在20Ω左右.研究还发现,器件的峰值电流随栅压增大而减小,谷值电流随栅压增大而增大,而且出现零点分离.这些现象与栅的纵向位置控制不当有关,可以通过减小栅间发射极宽度,缩短栅与势垒层距离,和减小发射层掺杂浓度得到改善.     

电应力对HfO2栅介质漏电流的影响

使用导电原子力显微镜（Conductive Atomic Force Microscopy,CAFM）对电压应力作用下HfO2栅介质薄膜局域漏电点的形成和产生机制进行了研究,结果表明,在电压应力作用下,HfO2介质层中的缺陷被驱动和聚集形成导电通道,产生漏电点。漏电点产生的数量、漏电流大小均受电压应力和作用时间的影响。HfO2栅介质层中晶界处的缺陷密度高于晶粒处,导致晶界处更容易产生漏电通道。在栅介质击穿过程中,电压应力在诱发漏电流产生的同时产生焦耳热,对HfO2介质表面造成热损伤,导致击穿后HfO2介质表面出现凹陷。     

WN/W难熔栅自对准增强型n沟道HFET

发展了WN/W难熔栅自对准工艺。WN/W栅在850oC下退火,保持了较好的形貌。在此工艺基础上研制出了适用于互补逻辑电路的增强型n沟道异质结场效应晶体管。在1×50μm的HFET中,实现了最大跨导约为56mS/mm,阈值电压为3.5V。与p型HFET的－3V的阈值基本对称。反向击穿电压为4～5V。     

H2对彩色AC-PDP中Ne-Xe混合气体放电性能的影响

使用AC—PDP宏放电单元测试了AC—PDP放电单元加入少量H2对Ne-Xe混合气体放电性能的影响。结果表明，Ne-Xe混合气体中加入少量H2时会显著改变AC—PDP的着火电压、维持电压和放电电流等放电性能参数。当输入电压频率一定时，着火电压和最小维持电压都会随着H2含量的变化而变化，并且着火电压和最小维持电压在某-H2含量下存在最小值；当心含量一定时，着火电压和最小维持电压随着输入电压频率的增大而增大；在Ne-Xe混合气体中加入H2后，起始放电电流会随着心含量的增加而增大。但是，当H2含量一定时，起始放电电流会随着输入电压频率的增加而增加，并在某一特定频率下达到最大值；当输入电压频率继续增加达到某一更高的值时，加入H2的Ne-Xe混合气体的起始放电电流反而会降低至未加入H2时相同。     

一种可调频率多相正弦波振荡器

文章论述一种采用跨导型集成运算放大器的多相正弦波振荡器，其振荡频率与运放的跨导（或偏置电流）成线性关系，可做成电压（或电流）控制振荡器，电调频率范围大，电路结构简单，有利于集成化，在测量、通信、信号处理、电力电子技术领域有着重要应用的前景。     

栅源双场板对GaNHEMT器件性能的影响

本文对具有不同的栅源双场板结构的p-GaN栅HEMT器件的性能进行了比较,利用半导体器件仿真工具Synopsys TCAD对器件电学特性进行了分析。仿真结果显示:栅源复合场板结构能改善栅场板边缘的电场峰值,在源极场板边缘产生一个新的峰值,可使器件的击穿电压提高到1365V;间断栅场板与源场板复合结构,能在场板间隙位置产生新的电场峰值,更充分的利用漂移区耐压,使其击穿电压值达到1478V;栅源复合间断场板结构能缓解源场板对栅间断处电场峰值的抑制作用,器件击穿电压提高到最大值1546V。     

高电子迁移率晶体管太赫兹探测器特性

计算了外加太赫兹(THz)辐射下高电子迁移晶体管(HEMT)的导纳和探测响应率与入射THz辐射频率的依赖关系.结果表明,随着栅下沟道长度的增大,导纳和响应率的峰出现红移,同时高度有所下降;随着栅电压的增大,导纳和响应率的峰出现蓝移,并且高度有所上升.这些研究在太赫兹等离子探测器的设计上有着重要的作用.     

双栅无结晶体管的击穿性能研究

本文利用二维仿真器Medici对双栅无结晶体管的击穿特性进行模拟仿真,通过分析发生击穿时的电场分布和碰撞电离率积分,并结合碰撞电离理论,证明了双栅无结晶体管的击穿机理仍然是雪崩击穿。进一步通过分析沟道长度、沟道杂质掺杂浓度、栅极电压等参数对击穿电压的影响,研究双栅无结晶体管的击穿特性。结果表明双栅无结晶体管的击穿电压随着沟道长度和沟道掺杂浓度的增加线性增大,相反地,双栅无结晶体管的击穿电压随栅极电压的增加而略微减小。     

微孔电极中微孔参数对电声特性的影响

为研究等离子体震源的电声特性随孔特性的变化，采用微孔电极放电，通过电压和电流探头测量负载电特性，阴影成像法和高速相机记录气泡脉动特征，水听器测量声脉冲，主要研究了不同微孔间距和数目下的电特性、气泡脉动和声特性。结果表明，随着微孔间距的增加，负载电压和能量不变，而负载电流和功率却在增加。另外，声脉冲幅值随着间距的增加出现了先上升再下降的趋势，最大可达到148.8 kPa；当孔数增加时，负载的峰值电压和电流虽然减少，但气泡声脉冲数增加，致使直达波的峰值增大。因此，增加孔数对提高微孔电极放电声脉冲的峰值是有利的。     

Bi2Ti2O7薄膜制备及 Bi2Ti2O7绝缘栅场效应管研制

采用化学溶液沉积法,以硝酸铋和钛酸四丁酯为原料成功地制备了Bi2Ti2O7介质膜。制膜过程简单,成本低廉,得到的薄膜具有良好的绝缘性和较高的介电常数,用其制备的绝缘栅场效应管理与相同尺寸的SiO2绝缘栅场效应管相比,具有较高的跨导和较低的开启电压。     

掺杂稀土氧化物的ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷中的"软心"

研究了掺杂Ce2O3和Gd2O3对ZnO—Bi2O3系压敏陶瓷电气性能的影响，发现大尺寸试样的内层电位梯度明显低于表层，即表现出“软心”特征．“软心”导致试样平均电位梯度随着试样几何尺寸的增大而下降．沿轴向晶粒尺寸没有明显的差异．根据沿轴向截取的等厚薄片的电流与温度的关系，发现表层的晶界势垒高度比内层的高．这种晶界势垒高度的非均匀分布可能与添加稀土氧化物后造成的氧元素分布不均匀有关．     

电网功率因数监测模拟装置

设计了一种电网功率因数模拟监测装置。该装置以AT89C51单片机为核心,通过采集交流电流电压波形之间的相位差来得到电路功率因数。首先对被测电路的电压、电流进行采样,通过整流电路将正弦波信号转化为方波信号,再将两方波信号送入双D触发器中,输出得到一路整合的方波,然后检测出一个周期内该方波的上升沿与下降沿,同时启动定时器计数,那么上升沿与下降沿之间定时器的计数值经过换算即可得到电压与电流的相位差,最后利用单片机计算出功率因数。实践表明该方案测量方便,结果可靠,易于实现。     

a-Si太阳电池用的栅线

对用低温导电银浆丝网印刷法制作的栅线进行了研究。根据栅线电阻与烘烤温度的实验,在220℃烘烤1h 可得到电阻率最小的栅线;栅线电阻率随温度升高而升高,具有正的温度系数。测量了栅线与 ITO 薄膜的接触电阻,其值为0.02～0.07Ω·cm~2,并随温度升高而增大。栅线经二个太阳的强光曝晒后,栅线电阻率、栅线与 ITO 的接触电阻均稍下降。栅线与 ITO 有一定的粘接强度,用透明胶带粘接——拉开10次,未见栅线的脱落和电阻的变化。计算了丝网印刷薄层的平均厚度,与实测的厚度较接近。分析和比较了由于制作栅线使 ITO 的等效横向传输电阻减小因而降低损耗,以及由栅线本身引起的遮光损耗、栅线电阻损耗、栅线与 ITO 的接触电阻损耗与栅线数的依存关系,发现栅线数为4时,上述四种损耗百分比的和最小。     

用于OEIC的InPMISFET的研制

用MOCVD方法生长了n+-InP/n-InP/SI-InP材料,以HfO2为介质膜,用电子束蒸发和选择化学腐蚀研制成栅宽0.002mm、栅长为0.2mm的具有蘑菇状栅极结构的InPMISFET.直流特性测量表明,跨导gm=80-115ms/mm,开启电压VT-3.62V,沟道的有效电子迁移率ueff=674cm2/V·S,界面态密度NSS=9.56×1011cm-2.设计计算的特征频率fT=97.1GHz,最高特征频率fmax=64.7GHz,尚未发现器件性能的漂移现象.本器件可作为InP基的单片光电子集成器件(OEIC)的放大部分.     

静电纺丝中的电流电压行为

静电纺丝是一种使高聚物熔体或溶液在外加静电场作用下形成射流，制备聚合物超细纤维的有效方法。它涉及到高分子科学、应用物理学、流体力学、电工学、化学工程、材料工程和流变学等。纺丝参数如电场强度、射流所带电荷、环境湿度等都影响静电纺丝过程。以聚环氧乙烷（PEO）的静电纺丝为例，研究了静电纺丝过程中环境湿度、溶液浓度、电解质浓度和流体静压力对纺丝过程中电流和电压关系的影响。研究结果表明：环境湿度对静电纺丝的电流电压行为没有明显的影响；但是盐的加入对电流电压行为影响很大；当纺丝时液面高度相同时，电流随着电压线性增大。     

探针阵列诱导构建三维电纺纳米纤维结构分析(英文)

三维纳米纤维结构具有超高比表面积、可控孔径和孔密度,潜在应用非常广泛.以高度和位置可调的探针阵列为静电纺丝收集器,同时探针阵列通过控制开关与辅助电压相接,通过改变各探针高度、探针间距和与辅助电压的导通状态,制备所需的三维纳米纤维结构.初步实验结果表明,最大/最小探针间距随着电压的增大而减小,而随喷头与收集器间距的增大而增大.同时,增大探针高度差或减小喷头与收集器间距/探针间距将导致辅助电压变大.     

源漏硅化物扩散层分离技术对SOINMOS抗ESD的影响

采用金属硅化物扩散层分隔技术制备了源漏区具有不同硅化物挡板尺寸的环型栅PD SOIMOSFETs,通过CLP实验数据分析器件的硅化物隔离档板的尺寸对SOI NMOSTET抗ESD能力以及对多指栅ggnMOS管子导通均匀性的影响.结果显示,采用了硅化物隔离挡板的管子二次击穿电压明显提高;随着挡板尺寸增加,多指栅的导通均匀性得到明显改善.     

高k栅介质薄膜材料研究进展

金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET),要求其器件特征尺寸越来越小,当光刻线宽小于100nm尺度范围后,栅介质氧化物层厚度开始逐渐接近(1～1.5)nm,这时电子的直接隧穿而导致栅极漏电流随栅氧化层厚度的下降而指数上升,此外,当栅氧化层薄到一定程度后,其可靠性问题,尤其是与时间相关的击穿及栅电极中的杂质向衬底的扩散等问题,将严重影响器件的稳定性和可靠性.因此需要寻找一种具有高介电常数的新型栅介质材料来替代SiO2,在对沟道具有相同控制能力的条件下(栅极电容相等),利用具有高介电常数的介质材料(一般称为高k材料)作为栅介质层可以增加介质层的物理厚度,这将有效减少穿过栅介质层的直接隧穿电流,并提高栅介质的可靠性.本文介绍了高k栅介质薄膜材料的制备方法,综述了高k栅介质薄膜材料研究的应用要求及其研究发展动态.