自制半导体特性演示器

1制作背景 人教版《高中物理》第二册第十四章第三节“半导体的应用”,介绍了半导体的特性及其在现代科技中的应用．这一节教学对培养学生的应用知识意识和实践创新能力有着重要作用．为了让学生更好地掌握热敏电阻、光敏电阻的特性,课堂教学时需要演示相关的实验,但多而零散的实险器材给教师课堂演示带来诸多不便．如,在演示热敏特性时,     

热敏半导体陶瓷阻温特性的调整原理及方法研究

如何有效地调整热敏半导体陶瓷的阻温特性，是实际工作中的一大难题．文章从固体材料结构缺陷理论的角度讨论了热敏半导体陶瓷的调阻原理及方法．实践表明，这些理论及方法是行之有效的．     

PTC热敏电阻器的电阻温度特性及应用

本文从半导体陶瓷PTC热敏电阻器入手，讨论了该热敏材料的电阻温度特性，给出了PTC热敏电阻器的测量结果和应用范围。     

pH敏感有机电化学晶体管I-V特性及其电压依赖性

pH敏感的有机电化学晶体管有望广泛用于可穿戴电子设备进行生理指标原位监测.然而, pH敏感的有机电化学晶体管电流-电压(I-V)特性关系尚不明确,这严重制约其设计、优化与应用等方面的发展.本文联合电化学平衡方程与栅极/电解液、半导体沟道/电解液界面微分电容串联物理模型构建了pH敏感的有机电化学晶体管I-V特性方程.进一步,以聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐为半导体层材料,以pH敏感聚合物(聚3,4-乙烯二氧噻吩/溴百里酚蓝)修饰晶体管栅极,构建pH敏感的有机电化学晶体管.测试晶体管输出、转移及pH响应特征,验证I-V特性方程的有效性.实验结果表明,该有机电化学晶体管的pH检测灵敏度为0.22 mA·pH·unit^–1,并且晶体管pH响应具有栅极电压依赖特性.引入栅极电压多项式进一步修正晶体管I-V特性方程.理论模型对转移曲线实验结果的拟合优度达到0.998.峰值跨导对应栅极电压位置、pH灵敏度响应栅极电压的实验及理论预测结果比较亦可表明修正理论模型的有效性.研究结果可为基于pH敏感有机电化学晶体管的柔性生物传感器设计与制造提供理论支撑.     

Ⅲ~Ⅴ族纳米线材料为新一代芯片赋予光学特性

正IBM苏黎世研究实验室(IBM Research of Zurich)开发出一种尺寸极其微小的纳米线,具有一般标准材料所没有的光学特性,从而为开发出基于半导体纳米线的"新一代晶体管"电路研究而奠定基础。该研究实验室与挪威科技大学(Norwegian University of Science and Technology)合作的最新发现是一种在硅基底上产生机械应变砷化镓(GaAs)纳米     

晶体管发明70周年纪念

<正>1947年12月23日,美国贝尔实验室正式地成功演示了第一个基于锗半导体的具有放大功能的点接触式晶体管,标志着现代半导体产业的诞生和信息时代的开启。晶体管可以说是20世纪最重要的发明,到今天已经整整70年了。严格地说,晶体管泛指一切的单个半导体元件,经常用来指代半导体材料制成的三极管、场效应管,等等。它的英文名字是transistor,来自于     

基于LABVIEW的温差半导体特性测量装置的研制

温差半导体作为一种新型的发电和制冷材料已经为人们所熟知,现有的温差半导体实验教学只能对半导体的特性进行简单的演示,无法进行定量的分析和计算,该装置基于LABVIEW通过第三方采集卡、温度传感器、电表以及温度控制器采集温差半导体制冷与发电的数据并进行分析处理,得出温差半导体的特性曲线和参数。该测量装置操作方便,可对温差半导体特性进行定量的分析和计算,有利于实验教学的改进。     

基于LABVlEW的温差半导体特性测量装置的研制

温差半导体作为一种新型的发电和制冷材料已经为人们所熟知,现有的温差半导体实验教学只能对半导体的特性进行简单的演示,无法进行定量的分析和计算,该装置基于LABVIEW通过第三方采集卡、温度传感器、电表以及温度控制器采集温差半导体制冷与发电的数据并进行分析处理,得出温差半导体的特性曲线和参数。该测量装置操作方便,可对温差半导体特性进行定量的分析和计算,有利于实验教学的改进。     

钙钛矿场效应晶体管中的离子迁移（特邀）

场效应晶体管是一种通过电压控制电路的电子开关,是现代电子技术的关键元件。随着新型半导体材料的发展,场效应晶体管沟道材料的选择更加多样化。近年来,钙钛矿材料作为一种新型的有机无机杂化半导体材料在光伏和发光领域发展迅速,但由于其本身具有离子迁移的特性,限制了其在场效应晶体管领域的发展。钙钛矿材料中的离子迁移能够引起栅极电场的部分屏蔽,影响栅极的调制作用,降低场效应晶体管的迁移率。本文系统阐释了离子迁移现象的产生机理,总结了抑制离子迁移的方法,最后展望了钙钛矿晶体管的应用前景。     

演示用热敏温度计的试制

演示用热敏温度计的试制杨宝硕（广西师范大学桂林）中学物理演示仪器中，有配合大型电流计使用的晶体管温度计，因其放大电路中有明显的零点漂移现象，致使温度示数变化很大，影响正常使用。为了较好地解决零点漂移问题，本温度计采用了差动放大电路，效果良好。温度计的...     

氢终端单晶金刚石反相器特性

超宽禁带半导体金刚石材料在高温、高压电路中具有重要的应用潜力.本研究采用微波等离子体化学气相沉积生长的单晶金刚石衬底制备了原子层沉积(atomic layer deposition, ALD)的Al₂O₃栅介质的氢终端金刚石金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET)器件,并与负载电阻互连,成功制备了金刚石反相器. 4μm栅长的氢终端金刚石器件实现了最大113.4 m A/mm的输出饱和漏电流,器件开关比高达109,并在不同负载电阻条件下均成功测得金刚石反相器的电压反转特性,反相器的最大增益为10.     

晶体管升压器和它的应用

晶体管升压器可以作为一种小功率直流高压电源(输出电压约350伏特,电流最大几百微安。),供中学物理教学演示实验使用。这种电源与电子管整流器或半导体整流器比较起来,不仅具有经济、轻便和安全的特点,同时还解决了在没有交流市电的地区难以获得直流高压的困难。兹将晶体管升压器的制作方法介绍在下面,并说明它在几种演示实验里的应用。     

悬空氧化铟纳米线晶体管制备与光电性能表征

一维(1D)半导体纳米线在纳米电子学和纳米光子学中表现出色.然而,纳米线晶体管的电特性对纳米线与衬底之间的相互作用非常敏感,而优化器件结构可以改善纳米线晶体管的电学和光电检测性能.本文报道了通过一步式光刻.     

半导体氮化铟(InN)的电学性质

本文总结了近年来半导体InN薄膜材料(主要是六方纤锌矿结构的InN及异质结构)的电学性质研究进展,重点内容为InN的载流子浓度和迁移率,造成InN中高电子浓度现象的施主分析、载流子输运特性及表面、界面特性等。同时也涉及了部分立方闪锌矿结构InN的电学特性和InN在器件(主要是高电子迁移率晶体管器件)上的潜在应用。     

半导体氮化铟(InN)的电学性质

本文总结了近年来半导体InN薄膜材料(主要是六方纤锌矿结构的InN及异质结构)的电学性质研究进展,重点内容为InN的载流子浓度和迁移率,造成InN中高电子浓度现象的施主分析、载流子输运特性及表面、界面特性等。同时也涉及了部分立方闪锌矿结构InN的电学特性和InN在器件(主要是高电子迁移率晶体管器件)上的潜在应用。     

“晶体管特性图示仪”实验教学的改进

“晶体官特性图示仪的使用”是电子线路专业课的实验课题。在以往学生作这个实验时由于我们组织安排不当——单纯地教学生使用仪器和测量数据。结果是,时间花费不少,实验效果却不佳。造成在相继的实验中,因学生遗忘了操作规程而不断出现事故。为了提高效果,让实验能够真正起到培养学生操作电子仪器能力的作用,我们把该实验的安排作了一些改进,增加演示实验和加强了测试原理的教学工作。具体作法如下。一、用示波器观察晶体管的输出(或输入)特性曲线     

半导体材料的区域提纯及区域匀平法

半导体材料是制造半导体器件的先行,也是开展对半导体的科学研究所必不可少的。制备高纯度的結构完整的半导体材料在半导体学的发展史上起了特別重要的意义。我們知道,极微量的杂貭和缺陷对半导体材料导电性能有决定性的作用,它可以使半导体材料具有适合一定器件的要求的性质,也可使半导体变为毫无用处的废物。半导体材料要求的純度是极高的,对制备晶体管用的锗、硅材料来說,通常要在8个9(純度为     

演示RLC阻尼振荡简易装置

在讲述电容器充放电规律时,特别对于因电容器的充放电作用而产生的电振荡过程,就必须结合演示进行教学.我们制作了一种演示的简易装置,不用方波发生器和220V市电,用普通的旧继电器改装成机械自动开关来代替方波发生器,继电器和充电都使用同一干电池(3V)作电源。经过几年教学实践,它具有工作可靠,使用方便和显示效果好等优点.一、演示装置 演示装置的组成:如图一所示是演示装置的示意图.它由演示实验板、SB型示波器、干电池盒(3V)和开关K组成.L是一般电子管收音机用扼流圈(约1H左右,选有抽头的最好,这可以改变L的大小)或晶体管收音机用输…     

发光二极管特性及其改进办法

用半导体P—n结把电流转换成光的器件总称为发光二极管。因此它包括通常的自然光发光二极管,激光二极管以及具有电、光开关性能(P—n—P—n结构)的二极管等。发光二极管材料主要有GaAs,GaP,Ga(As,P),(Ga,Al)As等。其中有的已有商品。除此之外,正在研究(Ga,In)P,GaN,SiC等其他材料。本文介绍了用典型的发光材料制成的一般发光二极管。做为发光二极管的特性,首要的问题是发光效率,对可见发光二极     

过渡金属掺杂的扶手椅型氮化硼纳米带的磁电子学特性及力-磁耦合效应

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了多种过渡金属(TM)掺杂扶手椅型氮化硼纳米带(ABNNR-TM)的结构特点、磁电子特性及力-磁耦合效应.计算的结合能及分子动力学模拟表明ABNNRTM的几何结构是较稳定的,同时发现对于不同的TM掺杂,ABNNRs能表现出丰富的磁电子学特性,可以是双极化磁性半导体、一般磁性半导体、无磁半导体或无磁金属.双极化磁性半导体是一种重要的稀磁半导体材料,它在巨磁阻器件和自旋整流器件上有重要的应用.此外,力-磁偶合效应研究表明:ABNNR-TM的磁电子学特性对应力作用十分敏感,能实现无磁金属、无磁半导体、磁金属、磁半导体、双极化磁性半导体、半金属等之间的相变.特别是呈现的宽带隙半金属对于发展自旋电子器件有重要意义.这些结果表明:可以通过力学方法来调控ABNNR-TM的磁电子学特性.