硅基双势垒金属-绝缘层-金属-绝缘层-半导体隧道发光结

讨论了硅基双势垒金属－绝缘层－金属－绝缘层－半导体（MIMIS）隧道发光结的结构、制备方法及发光特性。所制备的样品最大发光亮度达到1．9cd/m^2、光谱的峰值波长移到了蓝绿光区，表明双势垒MIMIS隧道发光结的性能优于单势垒金属－绝缘层－半导体（MIS）隧道发光结。利用量子力学的共振隧穿效应对它作了较好的解释。     

金属-氧化物-半导体场效应管辐射效应模型研究

基于氧化层陷阱电荷以及界面陷阱电荷的产生动力学以及辐射应力损伤的微观机理,推导出了金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)中辐射应力引起的氧化层陷阱电荷、界面陷阱电荷导致的阈值电压漂移量与辐射剂量之间定量关系的模型. 根据模型可以得到:低剂量情况下,氧化层陷阱电荷与界面陷阱电荷导致的阈值电压漂移量与辐射剂量成正比;高剂量情况下,氧化层陷阱电荷导致的阈值电压漂移量发生饱和, 其峰值与辐射剂量无关,界面陷阱电荷导致的阈值电压漂移量与辐射剂量呈指数关系. 另外,模型还表明氧化层陷阱电荷与界面陷阱电荷在不同的辐射剂量点开始产生饱和现象, 其中界面陷阱电荷先于氧化层陷阱电荷产生饱和现象.最后,用实验验证了该模型的正确性. 该模型可以较为准确地预测辐射应力作用下MOSFET的退化情况.     

金属-半导体接触效应

一、研究的意义和历史金属－半导体接触效应的研究,无论从半导体器件的研制和生产,或是界面物理学的发展来说,都是一个相当重要的基本课题．最早的点接触整流器、光电探测器,第一只晶体管的注入极和集电极,都是直接和金属－半导体的点接触效应相关的．人们为了解这个效应的物理机制,也是首先从这里考虑表面态的作用．当对这个效应详细的物理机制还不清楚的时候,要稳定和提高这类器件的性能就缺乏明确的指导．pｎ结型器件....     

集成电路中的物理问题讲座 第五讲 金属-半导体接触的电流机制

在金属－半导体界面附近一般存在势垒,称为肖特基势垒．基于这一结构的二极管称为肖特基势垒二极管或肖特基二极管．由于肖特基二极管较ｐ－ｎ结有更低的正向压降,所以在双极型集成电路中用它作限饱和二极管,以显著提高电路的速度．金属半导体接触也是金属－半导体场效应晶体管（ＭＥＳ－ＦＥＴ）及有关集成电路的基础。金属－半导体欧姆接触则广泛用于形成低阻接触．关于金属－半导体接触界面势垒的形成问题,在本刊１１卷?...     

单壁碳纳米管中的金属-半导体转变与对称性

报道了最近作者对受压扶手椅形单壁碳纳米管中的金属-半导体转变机理的理论研究。这种转变在两种因素的共同作用下得以发生，即外加压力造成碳纳米管镜像对称破缺，以及被压碳纳米管两侧原子发生成键相互作用．作者还进一步揭示了发生这种转变的普遍机制：只要将单壁碳纳米管中两套原来等价的子晶格变得可以区分(对称性破缺)，在费米能附近就会产生能隙．     

金属-半导体界面与肖特基势垒

本文主要评述关于肖特基势垒、半导体表面态和金属-半导体界面的实验研究和近年来的进展。第一部分介绍肖特基势垒的基本理论,实验方法和测量结果。第二部分介绍半导体表面态的实验研究,主要是用光电子能谱获得的成果。第三部分介绍近年来关于肖特基势垒和金属-半导体界面的一些研究进展。文中着重介绍美Stanford大学Spicer研究组的一系列贡献。     

金属-半导体界面与肖特基势垒

本文主要评述关于肖特基势垒、半导体表面态和金属-半导体界面的实验研究和近年来的进展。第一部分介绍肖特基势垒的基本理论,实验方法和测量结果。第二部分介绍半导体表面态的实验研究,主要是用光电子能谱获得的成果。第三部分介绍近年来关于肖特基势垒和金属-半导体界面的一些研究进展。文中着重介绍美Stanford大学Spicer研究组的一系列贡献。     

N型槽栅金属-氧化物-半导体场效应晶体管抗热载流子效应的研究

用二维器件仿真软件MEDICI模拟分析了N型槽栅金属-氧化物-半导体场效应晶体管的热载流 子特性及其对器件性能所造成的损伤,并与相应常规平面器件进行了比较,同时用器件内部 物理量的分布对造成两种结构器件特性不同的原因进行了解释.结果表明槽栅器件对热载流 子效应有明显的抑制作用,但槽栅器件对热载流子损伤的反应较平面器件敏感. 关键词： 槽栅MOSFET 热载流子效应 界面态 特性退化     

基于表面等离子体共振增强的硅基锗金属-半导体-金属光电探测器的设计研究

金属-半导体-金属光电探测器的光栅结构可激发表面等离子体, 有效增强探测器的吸收. 为深入研究器件结构对于表面等离子体的激发及共振增强的影响, 本文提出了一种具有超薄有源层的硅基锗金属-半导体-金属光电探测器的设计方法. 采用时域有限差分的方法详细分析了光栅周期、光栅厚度、 光栅间距及有源层厚度对于表面等离子体共振增强器件性能的影响, 通过仿真模拟获得了器件的最佳结构, 详细地分析了各个界面激发的表面等离子体及其共振模式对于光谱吸收增强的机理. 仿真结果表明, 有源层锗的厚度为400nm的超薄器件在通信波段具有较高的吸收, 尤其在1550nm波长处器件的归一化的光谱吸收率可以高达53.77%, 增强因子达7.22倍. 利用共振效应能够极大地提高高速器件的光电响应, 为解决光电探测器响应度与响应速度之间的相互制约关系提供了有效途径. 关键词： 表面等离子体 锗探测器 时域有限差分仿真     

基于辐照前1/f噪声的金属-氧化物-半导体场效应晶体管辐照退化模型

基于金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)噪声的载流子数涨落和迁移率涨落理论,建立了MOSFET辐照前1/f噪声参量与辐照后分别由氧化层陷阱和界面陷阱诱使阈值电压漂移之间的定量数学模型,并通过实验予以验证.研究结果表明,辐照诱生的氧化层陷阱通过俘获和发射过程与沟道交换载流子,在引起载流子数涨落的同时也通过库仑散射导致沟道迁移率的涨落,因此辐照前的1/f噪声幅值正比于辐照诱生的氧化层陷阱数.利用该模型对MOSFET辐照前1/f噪声与辐照退化的相关性从理论上进行了解释,同时也为MOSFET抗辐照能力预测提供理论依据.     

白光有机发光器件在照明中的应用

作为下一代固态照明光源,白光有机电致发光二极管(white organic light-emitting diodes, WOLEDs)由于其高效、节能、环保等特点,已经引起了广泛的关注,将其用做照明光源的研究和应用也取得了长足的发展。文中首先简述了WOLEDs的发光原理,总结了目前常见的WOLEDs的结构和常用的发光材料,重点介绍了多发射层白光器件、多重掺杂单发射层白光器件、基于激基缔合物和激基复合物发射的白光器件、p-i-n结构的白光器件等器件结构的发光机理及其优缺点。本文依据WOLEDs高效率、高亮度、高显色性、长寿命的实用条件,详细解释了器件效率,色纯度,相关色温和器件寿命等性能评价标准。我们还分析了WOLEDs目前亟需解决的技术瓶颈,并针对器件效率和器件寿命两个主要方面提出了相应的改善方案。介绍了世界上照明用WOLEDs各公司的研究进展并对其市场前景做出了展望。     

Ba-La-Cu-O体系的金属-半导体转变和超导电性

测量了名义组分为 BaxLa_(5-x)Cu_5O_(5(3-y))(x=0,0.25,0.5,1.0,1.25,1.5; y>0)的系列样品电阻-温度关系。发现:对x=0的二元氧化物,其电子输运呈典型的半导体特征;随着Ba的掺入以及含Ba量的增加,系统经历了半导体-半金属-金属(超导体)转变,并且其超导临界温度Tc也单调地升高。根据Mattheiss及Freeman等人的能带计算结果,在电声子强耦合的框架里对上述现象作了定性的解释。本文作者认为:二价Ba的掺入抑制了晶格的不稳定性,稳定了超导相。     

金属-绝缘体-半导体(MIS)太阳电池原理简介

ＭＩＳ太阳电池由金属－半导体结构成,利用金属－半导体结的肖特基势垒（ＳＢ）产生内场来分离光生载流子．它和ｐ－ｎ结太阳电池相比,有如下一些优点：（１）制结快速、容易,不需高温．同时,因为是表面结,所需基片较薄,所以材料及能量消耗均较少．（２）在电池作用区避免了高温扩散引起的晶格损伤和少子寿命退化,减小了体区载流子复合．（３）延长到硅表面的电场,有助于收集短波光生少子,避免了多数ｐ－ｎ结太阳电池?...     

基于辐照前1/f噪声的金属-氧化物-半导体场效应晶体管潜在缺陷退化模型

基于金属-氧化物-半导体-场效应管(MOSFET)辐射损伤的微观机理,推导出了MOSFET经历辐照之后氧化层空穴俘获与阈值电压漂移之间关系的表达式.又根据MOSFET中1/f噪声产生的微观机理,建立了辐照之前MOSFET的1/f噪声功率谱幅值与阈值电压漂移量之间的定量关系,并通过实验予以验证.结果表明,辐照之前的1/f噪声功率谱幅值与辐照之后的阈值电压漂移量存在正比例关系,阈值电压漂移量可以反映出MOSFET内部的潜在缺陷的退化程度,因此,该模型有助于利用1/f噪声参量来表征MOSFET内部潜在缺陷的数量和严重程度.     

高功率微波作用下热载流子引起n型金属-氧化物-半导体场效应晶体管特性退化研究

高功率微波(HPM)通过使半导体器件特性退化和功能失效,从而干扰电子系统无法正常工作. 针对金属氧化物半导体(MOS)器件的HPM效应, 建立了高功率微波引起n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nMOSFET)特性退化的物理过程与模型. 器件仿真结果中nMOSFET的输出特性曲线显示栅极注入HPM引起器件特性退化,包括阈值电压正向漂移、 饱和电流减小、跨导减小等;结合物理模型分析可知, HPM引起的高频脉冲电压使器件进入深耗尽状态, 热载流子数目增多,热载流子效应导致器件特性退化. MOS器件的HPM注入实验结果显示,器件特性曲线、器件模型参数变化趋势与仿真结果一致, 验证了HPM引起nMOSFET特性退化的物理过程与模型.     

吸收增强的光栅型金属-半导体-金属光电探测器的优化设计

针对可见光通信对硅基光电探测器高响应度的要求,本文利用亚波长金属光栅的异常光学透射现象,提出一种增强与硅基CMOS工艺兼容的金属-半导体-金属光电探测器吸收的方法。采用时域有限差分法,详细分析了光栅周期、光栅高度和狭缝宽度对探测器吸收性能的影响,证明了类法布里-珀罗共振和表面等离子体激元是吸收增强的物理起源。对于波长615 nm的红光通信而言,探测器金属光栅的最佳周期、最佳高度和最佳狭缝宽度分别为580,91,360 nm。与没有亚波长金属光栅结构的探测器相比,本文设计的探测器吸收系数提高了32%。本文研究的MSM探测器结构与CMOS工艺完全兼容,有望在可见光通信芯片中得到实际应用。     

目前金属-半导体肖特基势垒形成机理的新进展

关于金属一半导体接触问题,在一百多年前布朗（Braun）首先发现硫化铜和硫化铁之类的金属和半导体接触时的单向导电性．虽然当时人们对单向导电性的机理并不了解,但是这种接触还是很快地广泛用作无线电的探测器．为了说明这个单向导电性的机理,1938年肖特基（Schottky）和莫特（Mott）各自独立地提出过关于电子通过正常的漂移和扩散过程越过势垒的问题．按两位学者的模型,势垒的出现是由金属和半导体之间的功函数之....     

金属超微粒子-半导体薄膜的光学瞬态响应

利用飞秒脉冲激光和泵浦 探测技术测量了金属超微粒子 半导体复合薄膜Ａｇ-ＢａＯ的瞬态光学透过率随延迟时间的变化曲线，观察到了薄膜对光的吸收漂白现象，并在不到２ｐｓ时间内恢复．该现象是薄膜中金属超微粒子内费密能级附近电子被飞秒激光脉冲激发，产生非平衡电子而经历瞬态弛豫造成的．弛豫主要包括非平衡电子越过超微粒子和周围介质的界面位垒进入周围介质，以及非平衡电子同晶格和界面的散射两种过程．超微粒子粒径的差别会引起非平衡电子弛豫时间的差别 关键词：     

拓扑半金属-超导体异质结的约瑟夫森效应

拓扑半金属是一类受对称性保护的无能隙量子材料.因其相对论性能带色散关系,拓扑半金属中涌现出丰富的量子态和量子效应,例如费米弧表面态和手征反常.近年来,因在拓扑量子计算的潜在应用,拓扑与超导的耦合体系受到广泛关注.本文从两方面回顾拓扑半金属-超导体异质结体系近年来的实验进展:1)超导电流对拓扑量子态的模式过滤; 2)拓扑超导和Majorana零能模的探测与调控.对于前者,利用约瑟夫森电流对电磁场的响应,拓扑半金属中费米弧表面态的弹道输运被揭示,高阶拓扑半金属相被证实,有限动量配对及超导二极管效应被实现.对于后者,通过交流约瑟夫森效应,狄拉克半金属中4π周期的拓扑超导态被发现,纯电学栅压调控的拓扑相变被实现.本文最后展望了拓扑半金属-超导体异质结体系的发展前景和在Majorana零能模编织和拓扑量子计算上的潜在应用.