KT—TC托卡马克上不同限制器偏压下等离子体p约束改善的实验研究

在ＫＴ－５Ｃ托卡马克上，采用多块组合的可偏压限制器控制等离子体边缘电场，进行了改善等离子体的边缘参数及其机制的研究。实验显示，限制器的正、负偏压都能改变等离子体电位，但正偏压更胶儿，能有效地建立边缘电场，进而抑制边缘扰动改善等离子体约束。利用可移动静电探针，测得正偏压期间边缘电子温度Ｔｅ（ｒ）、电子密度ｎｅ（ｒ）、空间电位Ｖｐ（ｒ）分布变陡，与计算得到的边缘粒子通量Г（ａ０）减少，整体粒子约束时间     

立方氮化硼薄膜沉积过程的相变研究

从能量和结构两个角度分析了BN四种相的转变过程，以及杂质和缺陷对立方氮化硼(c-BN)薄膜制备的影响.研究了从六角氮化硼(h-BN)到c-BN转变的一个可能的过程，即h-BN→菱形氮化硼(r-BN)→c-BN过程.对纯的h-BN到r-BN的转变需要克服一个很高的能量势垒，在实验室条件下很难能够提供能量来越过这个势垒.而从r-BN到c-BN的转变只需要克服一个很低的能量势垒.这个能量势垒要低于从h-BN到纤锌矿氮化硼(w-BN)转变所需要克服的能量势垒.c-BN薄膜的制备过程中，薄膜在高能粒子轰击下，会产生大量的缺陷，这些缺陷对立方相的形成起到了重要的作用，缺陷和杂质的存在大大降低了从h-BN到r-BN转变的能量势垒.根据这个理论模型，在两步法制备c-BN薄膜的基础上，调整实验参数，形成三步法制备高质量c-BN薄膜.主要研究了三步法中第一步的时间和衬底负偏压对c-BN薄膜制备的影响，找到合适的沉积时间和衬底负偏压分别为5min和-180V.采用三步法制备薄膜，可以重复得到高立方相体积分数(立方相体积分数超过80%)的BN薄膜，并且实验重复性达到70%以上. 关键词： 立方氮化硼 能量势垒 缺陷 衬底偏压     

偏压磁控溅射法在水冷柔性衬底上制备ITO透明导电膜

通过对衬底施加负偏压吸引等离子体中的阳离子对衬底轰击,从而用射频磁控溅射法在水冷透明绦纶聚脂胶片上制备出相对透过率为80%左右、最小电阻率为63×10^-4Ωcm、附着良好的ITO(Indium Tin Oxide)透明导电膜.SnO₂最佳掺杂浓度为7.5%—10%(w.t.),最佳氩分压为0.5—1Pa.当衬底负偏压为20—40V时,晶粒平均尺寸最大,制备出的薄膜的电阻率有最小值.薄膜为多晶纤锌矿结构,垂直于衬底的c轴具有［222］方向的择优取向,随衬底负偏压 关键词：     

pMOS器件直流应力负偏置温度不稳定性效应随器件基本参数变化的分析

应用负偏置温度不稳定性(negative bias temperature instability,NBTI),退化氢分子的漂移扩散模型,与器件二维数值模拟软件结合在一起进行计算,并利用已有的实验数据和基本器件物理和规律,分析直流应力NBTI效应随器件沟道长度、栅氧层厚度和掺杂浓度等基本参数的变化规律,是研究NBTI可靠性问题发生和发展机理变化的一种有效方法.分析结果显示,NBTI效应不受器件沟道长度变化的影响,而主要受到栅氧化层厚度变化的影响;栅氧化层厚度的减薄和栅氧化层电场增强的影响是一致的,决定了器件退化按指数规律变化;当沟道掺杂浓度提高,NBTI效应将减弱,这是因为器件沟道表面空穴浓度降低引起的;然而当掺杂浓度提高到器件的源漏泄漏电流很小时(小泄露电流器件),NBTI效应有明显的增强.这些结论对认识NBTI效应的发展规律以及对高性能器件的设计具有重要的指导意义.     

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采用PIC/MCC模型,通过数值模拟的方法研究了束线离子和靶台复合加速离子注入过程中靶台偏压大小对注入过程离子动力学行为的影响,重点考察了不同偏压作用下离子的注入能量、注入剂量、注入角度以及注入范围的变化.结果表明,靶台上施加脉冲偏压后,在束流离子的作用下空间电荷分布发生变化,束流正下方的电势线会发生凹曲,凹曲的电场同时又作用于空间中的带电粒子,影响粒子的运动;靶台偏压越高,零电势线距离靶台越远,靶台电场对离子的作用范围越大.离子的注入剂量、注入能量随着靶台偏压的增大而增大,而偏压对离子注入角度的影响并不大,大部分离子都以垂直入射的方式注入到靶台表面.另外,离子注入到靶台上的面积会因束流离子在靶台电场中飞行偏转而增大,并且偏压越大注入面积增大越明显.     

金红石型TiO2(110)表面性质及STM形貌模拟

采用密度泛函理论从头计算了金红石型TiO2(110)表面的相关性质,切片模型含有9层原子,采用化学整比表面结构,晶胞真空层厚度为1.5nm,原子价电子采用超软赝势表达.差分电子密度分布图发现原子附近区域电子密度分布以球对称为主,电子定域形成离子键的趋势较强,但在Ti和O原子之间存在较弱的共价键.模拟了金红石型TiO2(110)表面结构的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)图像,利用Tersoff-Hamann的成像理论,在 2 V的正向偏压下,采用一系列变化的数值作为STM探针离表面桥式氧的距离,分析了相关态密度的变化,发现(110)表面的STM形貌凸起部分来自于5-Ti原子,而不是2-O原子(桥式氧),在TiO2(110)表面结构成像中,电子效应起主导作用,证实了STM实验观察到的亮行是Ti原子的结果.     

含带隙石墨烯纳米带的自旋筛选输运

利用Landauer-Büttiker公式和非平衡格林函数方法，研究了在电荷和自旋偏压共同作用下的扶手椅型石墨烯纳米带的自旋相关的电子输运性质. 当系统存在两种偏压时，不用自旋的电子具有不同的偏压窗口. 同时，含带隙石墨烯纳米带具有与自旋无关的导电电压阈值. 通过设置适当的两种偏压值，系统可以产生易于调节的单一自旋的电流.     

不同表面修饰制备高性能柔性薄膜晶体管

分别采用六甲基二硅胺(HMDS,Hexamethyldisilazane)和聚苯乙烯/氯硅烷复合材料修饰聚乙烯基苯酚(PVP)绝缘层制备了底接触的有机薄膜晶体管并研究了其半导体层的表面形貌和器件的电学性能。原子力显微镜观察发现,并五苯半导体薄膜在不同的界面修饰上的生长形貌产生了很大变化。在PVP上沉积的并五苯晶粒尺寸都小于150 nm,经过聚苯乙烯/氯硅烷复合材料和HMDS处理后的PVP表面生长的并五苯晶粒尺寸则分别在200~400 nm和400~600 nm。大尺寸的晶粒能够减小器件沟道内的陷阱浓度,从而有效地提高电学性能。PVP绝缘层采用聚苯乙烯/氯硅烷和HMDS修饰后,与未修饰的器件相比迁移率分别提高了58倍和82倍。采用HMDS作为表面修饰层制备柔性OTFT,并五苯场效应晶体管的关态电流约为10-9A,电流的开关比超过104,最大场效应迁移率约可达0.338 cm2·V-1·s-1.     

Zero-bias high-responsivity high-bandwidth top-illuminated germanium p–i–n photodetectors

We report efficient zero-bias high-speed top-illuminated p-i-n photodiodes （PDs） with high responsivity fabricated with germanium （Ge） films grown directly on silicon-on-insulator （SOI） substrates. For a 15 p-m-diameter device at room temperature, the dark current density was 44.1 mA/cm2 at -1 V. The responsivity at 1.55 μm was 0.30 A/W at 0 V. The saturation of the optical responsivity at 0 V bias revealed that this photodetector allows a complete photo-generated carrier collection without bias. Although the 3-dB bandwidth of the 15-p.m-diameter detector was 18.8 GHz at the reverse bias of 0 V, the detector responsivity was improved by one order of magnitude compared with that reported in the literature. Moreover, the dark current of the detector was significantly reduced.     

脉冲偏压及退火处理对电弧离子镀N掺杂TiO_2薄膜结构和性能的影响

本文利用电弧离子镀技术,施加不同脉冲偏压,在玻璃基体上沉积了N掺杂TiO2薄膜。研究了基体偏压和热处理对薄膜结构、光吸收性能及光催化降解甲基橙的反应活性。结果表明:随脉冲偏压的提高,薄膜相结构先由锐钛矿向非晶转变然后向锐钛矿和金红石的混合相转变,吸收边先红移后蓝移,透明度先下降后升高。400℃下退火4 h,薄膜结晶形貌更加明显,吸收边进一步红移,透明度提高。原始薄膜和退火后的薄膜都具有高的紫外光催化活性。可见光下经过退火的-300V偏压下制备的薄膜具有最好的光催化活性。