晶粒尺寸对Ba0.70Sr0.30TiO3陶瓷介电性能的影响规律及机理研究

通过制备晶粒尺寸处于0.1-10 μm之间的致密Ba0.70Sr0.30TiO3陶瓷,系统研究了晶粒尺寸对居里温度TC、铁电相介电常数εF、峰值介电常数εM的影响规律,并深入分析了其内在的影响机理.研究表明:晶粒尺寸减小时,TC刚开始基本不变,直到晶粒尺寸小到一定程度时才开始降低,此变化规律可由Buesseum的内应力模型解释;随晶粒尺寸的增加,εF先增加后减小,此变化规律可由Shaikh的串并联模型来解释,主要影响因素有内应力、畴、晶界;εM随晶粒尺寸的增加,在晶粒尺寸较小时先增加后减小,晶粒尺寸较大时略有增加,此变化规律可由弥散相变理论和串并联模型共同解释,在晶粒尺寸较小时主要影响因素为内应力、微畴和晶界,晶粒尺寸较大时主要影响因素为晶界.     

CdS形貌可控制备及其可见光分解水产氢性能

以还原型谷胱甘肽(GSH)作为硫源和结构导向剂水热法“一壶”制备系列硫化镉(CdS)光催化材料,采用透射电镜(HRTEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、比表面分析仪(BET)和光解水产氢反应等对催化材料的微观表面结构、光吸收性能以及光催化性能进行了研究。结果表明：通过调节反应物的nCd/nS比和水热温度等参数可控的制备出分散性好的CdS实心纳米球(s-CdS)、空心纳米球(h-CdS)以及纳米棒(r-CdS)等不同微观形貌的光催化材料。对比研究了不同形貌光催化剂的光解水产氢的宏观性能,发现s-CdS产氢活性最高,h-Cd次之,r-CdS最差。这一结果可归结于构成实心球表面亚微晶的粒径相比其它形貌的小,导致电子-空穴对快速迁移至表面并与溶液反应,抑制体相复合,导致生成的氢气量大大的提高。     

A 4H-SiC trench MOSFET structure with wrap N-type pillar for low oxide field and enhanced switching performance

An optimized silicon carbide (SiC) trench metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) structure with side-wall p-type pillar (p-pillar) and wrap n-type pillar (n-pillar) in the n-drain was investigated by utilizing Silvaco TCAD simulations. The optimized structure mainly includes a p$+$ buried region, a light n-type current spreading layer (CSL), a p-type pillar region, and a wrapping n-type pillar region at the right and bottom of the p-pillar. The improved structure is named as SNPPT-MOS. The side-wall p-pillar region could better relieve the high electric field around the p$+$ shielding region and the gate oxide in the off-state mode. The wrapping n-pillar region and CSL can also effectively reduce the specific on-resistance ($R_{\rm on,sp}$). As a result, the SNPPT-MOS structure exhibits that the figure of merit (FoM) related to the breakdown voltage ($V_{\rm BR}$) and $R_{\rm on,sp}$ ($V_{\rm BR}^{2}R_{\rm on,sp}$) of the SNPPT-MOS is improved by 44.5%, in comparison to that of the conventional trench gate SJ MOSFET (full-SJ-MOS). In addition, the SNPPT-MOS structure achieves a much faster-witching speed than the full-SJ-MOS, and the result indicates an appreciable reduction in the switching energy loss.     

CdS形貌可控制备及其可见光分解水产氢性能

以还原型谷胱甘肽(GSH)作为硫源和结构导向剂水热法“一壶”制备系列硫化镉(CdS)光催化材料,采用透射电镜(HRTEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、比表面分析仪(BET)和光解水产氢反应等对催化材料的微观表面结构、光吸收性能以及光催化性能进行了研究。结果表明:通过调节反应物的nCd/nS比和水热温度等参数可控的制备出分散性好的CdS实心纳米球(s-CdS)、空心纳米球(h-CdS)以及纳米棒(r-CdS)等不同微观形貌的光催化材料。对比研究了不同形貌光催化剂的光解水产氢的宏观性能,发现s-CdS产氢活性最高,h-Cd次之,r-CdS最差。这一结果可归结于构成实心球表面亚微晶的粒径相比其它形貌的小,导致电子-空穴对快速迁移至表面并与溶液反应,抑制体相复合,导致生成的氢气量大大的提高。     

微观形貌可控TiO2的制备及其光解水产氢性能

通过简单的沉淀、水热、溶剂热和溶胶凝胶法分别制备出实心球（s-TiO₂）、空心球（h-TiO₂）、纳米管（a-TNT）和介孔形状（m-TiO₂）的锐钛矿晶型结构TiO₂光催化材料。采用HRTEM、FESEM、XRD、UV-Vis、N₂吸-脱附和光解水制氢反应等对催化材料的微观表面结构、光吸收性能以及不同形貌光催化剂的光解水制氢的性能对比研究。结果表明：s-TiO₂具有最高的光催化活性,主要归功于s-TiO₂独特的微观形貌结构所致,s-TiO₂是由亚微晶颗粒组成的介孔状实心球,亚微晶粒径相比较其它形貌的材料要小,有利于光生载流子的迁移,抑制电子-空穴对的体相复合,导致活性提高。同时,晶化过程用于传质通道的无序微孔可以束缚用作牺牲剂的CH₃OH分子,使得空穴快速被牺牲剂消耗,减少与电子复合。     

37BiScO_3-63PbTiO_3铁电陶瓷的极化翻转行为研究

在正弦电场E=E0sin(2πft)加载下,通过改变电场E0(5—55kV/cm)和频率f(0.1—100Hz),测量了37BiScO3-63PbTiO3铁电陶瓷材料的电滞回线.数据拟合结果表明:在低电场和高电场阶段,剩余极化强度Pr的对数和矫顽场强Ec的对数都与电场强度E0的对数存在线性关系,而介于高电场与低电场之间则无线性关系存在,这种三阶段行为有别于现有的两阶段行为.这可归结于铁电陶瓷在不同的电场作用下铁电极化机理的不同.     

直流偏置电场下BaTiO3基陶瓷介电常数非线性机理的研究

采用传统固相法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)和BaZrxTi1-xO3(x=0.25,0.3,0.35,0.4)(BZT)陶瓷,并对其在直流偏置电场下的介电常数非线性行为进行了系统、详细的研究.结果表明,基于Devonshire的宏观相变理论(phenomenological theory)提出的公式εr(app)=1/[1+αε3τ(0)E2]1/3和ε(E)=ε1-ε2 E2+ε3E4,均可定量地解释BST体系顺电相的介电常数非线性行为,其中εr(app)表示材料在电场下的介电常数,ε(0)表示不加电场即静态下材料的介电常数,α是非谐性因子,E表示电场强度,ε(E)表示材料在电场下的介电常数,ε1,ε2,ε3分别表示线性、非线性和高阶介电常数.而对于处于铁电相和居里温度附近的BST体系,则需要考虑铁电畴对介电常数非线性的贡献,这种贡献随着外加直流偏置电场强度的增大逐步减小.对于弛豫铁电体BZT体系,即使处于顺电相,也必须考虑由极性微区的冻结与合并引起的介电常数的下降,极性微区对介电常数非线性的贡献随着电场强度和温度的上升而有所下降.     

直流偏置电场下BaTiO３基陶瓷介电常数非线性机理的研究

采用传统固相法制备了Ba_0.6Sr_0.4TiO_３(BST)和BaZr< sub>xTi_１-xO_３(x=0.25，0.3，0.35，0.4)（ＢＺＴ）陶瓷 ，并对其在直流偏置电场下的介电常数非线性行为进行了系统、详细的研究.结果表明，基 于Devonshire的宏观相变理论(phenomenological theory)提出的公式ε_r(app) ε_r(0)=1［1+αε^{３_{r(0)E２ ］1/3和ε(E)=ε1－ε2E2+ε3E4，均可定量地解释BST体系顺电相的介电常数非线性行为，其中εr (app)表示材料在电场下的介电常数，εr(0)表示不加电场即静态下材料 的介电常数，α是非谐性因子，E表示电场强度，ε(E)表示材料在电场下的介电常数，ε１，ε２，ε３分别表示线性、非线性和高阶介电常数. 而对于处于铁电相和居里温度附近的BST体系，则需要考虑铁电畴对介电常数非线性的贡献 ，这种贡献随着外加直流偏置电场强度的增大逐步减小.对于弛豫铁电体BZT体系，即使处于 顺电相，也必须考虑由极性微区的冻结与合并引起的介电常数的下降，极性微区对介电常数 非线性的贡献随着电场强度和温度的上升而有所下降. 关键词： BST x}Ti_１-xO_３')" href="#">BaZr_xTi_１-xO_３ 可调性 介电 常数非线性 直流偏置电场}     

A gate enhanced power U-shaped MOSFET integrated with a Schottky rectifier

An accumulation gate enhanced power U-shaped metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor(UMOSFET) integrated with a Schottky rectifier is proposed.In this device,a Schottky rectifier is integrated into each cell of the accumulation gate enhanced power UMOSFET.Specific on-resistances of 7.7 m.mm 2 and 6.5 m.mm 2 for the gate bias voltages of 5 V and 10 V are achieved,respectively,and the breakdown voltage is 61 V.The numerical simulation shows a 25% reduction in the reverse recovery time and about three orders of magnitude reduction in the leakage current as compared with the accumulation gate enhanced power UMOSFET.     

微观形貌可控TiO2的制备及其光解水产氢性能

通过简单的沉淀、水热、溶剂热和溶胶凝胶法分别制备出实心球(s-TiO_2)、空心球(h-TiO_2)、纳米管(a-TNT)和介孔形状(mTiO_2)的锐钛矿晶型结构TiO_2光催化材料。采用HRTEM、FESEM、XRD、UV-Vis、N2吸-脱附和光解水制氢反应等对催化材料的微观表面结构、光吸收性能以及不同形貌光催化剂的光解水制氢的性能对比研究。结果表明:s-TiO_2具有最高的光催化活性,主要归功于s-TiO_2独特的微观形貌结构所致,s-TiO_2是由亚微晶颗粒组成的介孔状实心球,亚微晶粒径相比较其它形貌的材料要小,有利于光生载流子的迁移,抑制电子-空穴对的体相复合,导致活性提高。同时,晶化过程用于传质通道的无序微孔可以束缚用作牺牲剂的CH3OH分子,使得空穴快速被牺牲剂消耗,减少与电子复合。