反铁磁TmFeO3中激光诱导的自旋超快重定向

人们在研究半导体碳纳米管和纳米线真正电子器件上作了很多努力，希望制造出可替代传统硅晶体管的场效应管或独立的纳米电子系统，     

激光显微拉曼技术检测晶体管工作电流导致的器件自加热现象

随着晶体管尺寸的日益缩小,不良热效应成为晶体管失效重要原因之一.现有的检测器件热分布的手段的空间分辨率较低,不能原位直观地获得这些尺寸越来越小的晶体管的工作过程中的热分布情况.本文针对以上问题,在变温系统上探索利用激光显微拉曼光谱技术原位检测晶体管的自热效应,结果表明可以通过器件衬底上硅的一阶声子振动的拉曼谱峰频率随温...     

电离辐射环境下的部分耗尽绝缘体上硅n型金属氧化物半导体场效应晶体管可靠性研究

随着半导体技术的进步, 集成小尺寸绝缘体上硅器件的芯片开始应用到航空航天领域, 使得器件在使用中面临了深空辐射环境与自身常规可靠性的双重挑战. 进行小尺寸器件电离辐射环境下的可靠性试验有助于对器件综合可靠性进行评估. 参照国标GB2689.1-81恒定应力寿命试验与加速寿命试验方法总则进行电应力选取, 对部分耗尽绝缘体上硅n型金属氧化物半导体场效应晶体管进行了电离辐射环境下的常规可靠性研究. 通过试验对比, 定性地分析了氧化物陷阱电荷和界面态对器件敏感参数的影响, 得出了氧化物陷阱电荷和界面态随着时间参数的变化, 在不同阶段对器件参数的影响. 结果表明, 总剂量效应与电应力的共同作用将加剧器件敏感参数的退化, 二者的共同作用远大于单一影响因子.     

碳纳米管表面硅纳米颗粒的结构与热稳定性

利用分子动力学方法研究了碳纳米管表面硅颗粒的结构和热稳定性.发现随着温度的增加,碳纳米管表面硅颗粒结构发生了由笼状结构到帐篷状结构的变化.碳管表面的硅颗粒在熔点附近或更高的温度下,结构变得无序,并沿着碳纳米管轴向方向伸长.此外,通过对比分析碳纳米管表面硅颗粒与自由条件下硅颗粒Lindemann指数的变化,发现碳纳米管表面的硅纳米颗粒熔点要低于自由条件下硅纳米颗粒的熔点.     

国内多孔硅研究近况

 硅和砷化镓的电子结构不同.前者属于间接带隙半导体,电子在价带和导带间的跃迁需要伴随声子的吸收或发射;而砷化镓属于直接带隙半导体,电子可以直接在价带和导带间跃迁.正是由于这个原因,砷化镓的发光效率远远大于硅.目前半导体光电器件均由砷化镓等直接带隙半导体制成.多孔硅是在单晶硅表面上制成的厚度约1-10μm的薄膜,其中含有百分之几十的孔隙,孔隙的横向直径很小,其量级为10nm,而高度可达μm量级.多孔硅在硅器件上有一定的应用前景.多年来不断有论文发表.     

硅双极晶体管的低温直流理论

本文从理论和实验二方面研究了硅双极晶体管的低温直流理论,给出了集电极电流 I_c 随温度的变化关系,讨论了温度对集电极电流 I_c 与基区浓度 N_B 关系的影响,阐明了基极电流I_B 与温度和发射区杂质浓度 N_E 的关系,为在低温下设计和制造具有良好电性能的硅晶体管提供了重要的理论依据.     

自旋晶体管——未来新型器件

 传统的半导体三极管(又称晶体三极管或晶体管)由两个PN结和三个电极构成,从结构上看有NPN和PNP两种基本类型.其工作原理是大家所熟知的.晶体管的成功研制极大的带动了半导体工业的发展.晶体管的应用已渗入到国民经济的各个领域.     

基于磁性隧道结技术的新型准自旋场效应晶体管

近年来,自旋晶体管作为具有强大功能的未来集成电路的组成部分已得到相当多的关注.实现自旋晶体管,至关重要的是提高半导体中自旋注入和自旋检测的效率.然而,这并非容易,因为在实际中的铁磁/半导体界面存在很多问题.     

未来最有希望的硅锗高速微电子器件—埋沟场效应晶体管

以前人们认为异质结双极型晶体管是硅锗新材料在微电子器件方面的最重要应用。根据最新的信息，指出这一器件具有很大的局限性，而正在崛起的硅锗ＭＯＳ场效应晶体管有可能是未来最有希望的高速器件。叙述了这种器件的物理基础、典型结构及性能。     

后摩尔时代的碳基电子技术:进展、应用与挑战

近六十年来,以硅为核心材料的半导体技术,特别是CMOS集成电路技术推动了人类信息社会的深刻变革,但也逐渐接近其物理极限和工程极限,全球半导体产业已经进入后摩尔时代.半导体性碳纳米管具有高迁移率、超薄体等诸多优异的电学特性,因此成为后摩尔时代新型半导体材料的有力候选.基于碳纳米管的碳基电子技术历经二十余年发展,在材料制备、器件物理和晶体管制备等基础性问题中也已经取得了根本性突破,其产业化进程从原理上看已经没有不可逾越的障碍.因此,本文着重介绍了碳基电子技术在后摩尔时代的本征优势,综述了碳基电子技术的基础性问题、进展和下一步的优化方向,及其在数字集成电路、射频电子、传感器、三维集成和特种芯片等领域的应用前景.最后,本文还分析了碳基电子技术产业化进程中的综合性挑战,并对其未来发展做出预测和展望.     

碳纳米管包裹的硅纳米线复合结构的热稳定性研究

采用经典分子动力学方法模拟一定直径[111]晶向的硅纳米线填充不同扶手椅型单壁碳纳米管复合结构的加热过程, 通过可视化和能量分析的方法判断复合结构中硅纳米线和碳纳米管的热稳定性. 通过讨论碳纳米管的空间限制作用和分子间相互作用力的关系, 对碳纳米管和硅纳米线的热稳定性变化进行初步解释. 研究发现碳纳米管中硅纳米线的热稳定性和碳纳米管的直径关系密切: 当管径较小时, 硅纳米线的热稳定性有所提高, 当管径增大到一定大小时, 硅纳米线的热稳定性会突然显著地下降, 直到硅纳米线与管壁不存在分子间相互作用力, 硅纳米线的热稳定性才会恢复. 而硅纳米线填充到碳纳米管中对碳纳米管的热稳定性有着明显的降低作用.     

硅纳米晶激光器初瑞端倪

在天文观测中人们发现 ,星际间的尘埃云发射红光 .有些天文学家认为 ,这些红光是宇宙尘埃中的硅发出的 .这一考虑是基于已观察到的光谱性质和宇宙中硅的丰度 .然而 ,早在 2 0世纪 60年代人们就认识到 ,大块硅基本上不能发光 .最近 ,来自意大利的科学家Ｐａｖｅｓｉ等完成了一项关于硅纳米晶发光的研究 .他们的结果连同近年来其他同行研究小组的研究积累改变了人们对硅发光性能的认识 :当硅晶粒的尺寸减小到纳米量级时 ,其发光性能会发生显著的改变 .星系红光或许就是由其中的硅纳米晶发出的 .Ｐａｖｅｓｉ等研究的基本目标是发展硅半导体激…     

结型磁敏器件──硅磁敏二极管

一、前 言 结型磁敏器件是一种新型半导体磁电转换器件.它有锗、硅磁敏二极管[1],锗[2]、硅磁敏晶体管,磁敏可控硅[3]以及集成式磁敏补偿电路等几种.它们的共同特点是磁灵敏度高,比霍尔元件高几百倍到几千倍.这样高的磁灵敏度是利用半导体的磁阻效应实现的.所谓磁阻效应是利用P-n结性质向半导体注入高电平载流子,利用载流子在磁场中会受到洛伦兹力作用而发生偏转的特性,以改变非平衡载流子的有效寿命和运动路程,达到调制半导体电导率的目的. 六十年代初,有人开始探讨　　　型长基区二极管的磁阻效应[4].过了十年,日本索尼(Sony)公司研制了…     

低温LBJT性能表征

作为集成电路的重要组成器件,双极结型晶体管在高速高频等方面有着互补金属氧化物半导体不能替代的优点.由于常规双极结型晶体管在低温环境中增益骤降,器件性能大幅衰减,故双极结型晶体管低温性能的研究较少且仅限于77K以上的温度.本文对在绝缘体上硅衬底上制造的与CMOS工艺相兼容的对称水平双极结型晶体管进行了4.2～300K宽温...     

基于非平衡Green函数理论的峰值掺杂-低掺杂漏结构碳纳米管场效应晶体管输运研究

为改善碳纳米管场效应晶体管的性能,将一种峰值掺杂-低掺杂漏(HALO-LDD)掺杂结构引入碳纳米管沟道.在量子力学非平衡Green函数理论框架内,通过自洽求解Poisson方程和Schrödinger方程,构建了适用于非均匀掺杂的碳纳米管场效应管的输运模型,该模型可实现场效应晶体管的输运性质与碳纳米管手性指数的对接. 利用该模型研究了单HALO双LDD 掺杂结构对碳纳米管场效应晶体管输运特性的影响.对比分析表明,这种非均匀掺杂结构的场效应管同本征碳纳米管沟道场效应晶体管相比,具有更低的泄漏电流、更大的电流开关比、更小的亚阈区栅电压摆幅,表明其具有更好的栅控能力; 具有更小的漏源电导,更适合应用于模拟集成电路中;具有更小的阈值电压漂移,表明更能抑制短沟道效应. 同本征沟道碳纳米管场效应晶体管相比,这种非均匀掺杂碳纳米管场效应晶体管在沟道区靠近源端位置,电场强度增大, 有利于增大电子的传输速率;在沟道区靠近漏端位置,电场强度减小,更有利于抑制热电子效应.     

硅基集成电路的发展和新一代栅极氧化物材料的研究现状

随着科学技术的进步和集成电路市场日益扩大的需求，硅基集成电路的集成度越来越高，而集成度的提高是以其核心器件金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的特征尺寸逐渐减小为基础的。当栅极Si02介电层的厚度减小到原子尺度大小时，由于量子效应的影响，Si02将失去介电特性，因此必须寻找一种新的高介电常数(high—K)的氧化物材料来代替它。如今世界上许多国家都开展了替代Si02的介电氧化物材料的研究工作。文章介绍了栅极介电层厚度减小带来的影响，栅极Si02介电层的高尺氧化物材料的要求和租选，并对近期高介电常数氧化物材料的研究状况作了简要的介绍和评述。     

小尺寸应变Si金属氧化物半导体场效应晶体管栅隧穿电流预测模型

小尺寸金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件由于具有超薄的氧化层、关态栅隧穿漏电流的存在严重地影响了器件的性能,应变硅MOSFET器件也存在同样的问题.为了说明漏电流对新型应变硅器件性能的影响,文中利用积分方法从准二维表面势分析开始,提出了小尺寸应变硅MOSFET栅隧穿电流的理论预测模型,并在此基础上使用二维器件仿真软件ISE进行了仔细的比对研究,定量分析了在不同栅压、栅氧化层厚度下MOSFET器件的性能.仿真结果很好地与理论分析相符合,为超大规模集成电路的设计提供了有价值的参考. 关键词： 应变硅 准二维表面势 栅隧穿电流 预测模型     

硅基底石墨烯器件的现状及发展趋势

石墨烯是一种由单层碳原子紧密排列而形成的具有蜂窝状结构的二维晶体材料,特殊的结构赋予了其优异的性能,如高载流子迁移率、电导率、热导率、力学强度以及量子反常霍尔效应.由于石墨烯优异的特性,迅速激起了人们对石墨烯研究以及应用的热情.石墨烯沉积或转移到硅片后,其器件构建与集成和传统硅基半导体工艺兼容.基于石墨烯的硅基器件与硅基器件的有机结合,可以大幅度提高半导体器件的综合性能.随着石墨烯制备工艺和转移技术的优化,硅基底石墨烯器件将呈现出潜在的、巨大的实际应用价值.随着器件尺寸的纳米化,器件的发热、能耗等问题成为硅基器件与集成发展面临的瓶颈问题,石墨烯的出现为解决这些问题提供了一种可能的解决方案.本文综述了石墨烯作为场效应晶体管研究的进展,为解决石墨烯带隙为零、影响器件开关比的问题,采用了量子限域法、化学掺杂法、外加电场调节法和引入应力法.在光电器件研究方面,石墨烯可以均匀吸收所有频率的光,其光电性能也受到了广泛的关注,如光电探测器、光电调制器、太阳能电池等.同时,石墨烯作为典型的二维材料,其优越的电学性能以及超高的比表面积,使其作为高灵敏度传感器的研究成为纳米科学研究的前沿和热点领域.     

超短沟道绝缘层上硅平面场效应晶体管中热载流子注入应力导致的退化对沟道长度的依赖性

随着场效应晶体管(MOSFET)器件尺寸的进一步缩小和器件新结构的引入, 学术界和工业界对器件中热载流子注入(hot carrier injections, HCI)所引起的可靠性问题日益关注. 本文研究了超短沟道长度(L=30–150 nm)绝缘层上硅(silicon on insulator, SOI)场效应晶体管在HCI应力下的电学性能退化机理. 研究结果表明, 在超短沟道情况下, HCI 应力导致的退化随着沟道长度变小而减轻. 通过研究不同栅长器件的恢复特性可以看出, 该现象是由于随着沟道长度的减小, HCI应力下偏压温度不稳定性效应所占比例变大而导致的. 此外, 本文关于SOI器件中HCI应力导致的退化和器件栅长关系的结果与最近报道的鳍式场效晶体管(FinFET)中的结果相反. 因此, 在超短沟道情况下, SOI平面MOSFET器件有可能具有比FinFET器件更好的HCI可靠性.     

对称三材料双栅应变硅金属氧化物半导体场效应晶体管二维解析模型

提出了对称三材料双栅应变硅金属氧化物半导体场效应晶体管器件结构,为该器件结构建立了全耗尽条件下的表面势模型、表面场强和阈值电压解析模型,并分析了应变对表面势、表面场强和阈值电压的影响,讨论了三栅长度比率对阈值电压和漏致势垒降低效应的影响,对该结构器件与单材料双栅结构器件的性能进行了对比研究.结果表明,该结构能进一步提高载流子的输运速率,更好地抑制漏致势垒降低效应.适当优化三材料栅的栅长比率,可以增强器件对短沟道效应和漏致势垒降低效应的抑制能力.