Non-depletion floating layer in SOI LDMOS for enhancing breakdown voltage and eliminating back-gate bias effect

A non-depletion floating layer silicon-on-insulator (NFL SOI) lateral double-diffused metal-oxide-semiconductor (LDMOS) is proposed and the NFL-assisted modulated field (NFLAMF) principle is investigated in this paper. Based on this principle, the floating layer can pin the potential for modulating bulk field. In particular, the accumulated high concentration of holes at the bottom of the NFL can efficiently shield the electric field of the SOI layer and enhance the dielectric field in the buried oxide layer (BOX). At variation of back-gate bias, the shielding charges of NFL can also eliminate back-gate effects. The simulated results indicate that the breakdown voltage (BV) is increased from 315 V to 558 V compared to the conventional reduced surface field (RESURF) SOI (CSOI) LDMOS, yielding a 77% improvement. Furthermore, due to the field shielding effect of the NFL, the device can maintain the same breakdown voltage of 558 V with a thinner BOX to resolve the thermal problem in an SOI device.     

Tunable characteristics of bending resonance frequency in magnetoelectric laminated composites

As the magnetoelectric (ME) effect in piezoelectric/magnetostrictive laminated composites is mediated by mechanical deformation, the ME effect is significantly enhanced in the vicinity of resonance frequency. The bending resonance frequency (fr) of bilayered Terfenol-D/PZT (MP) laminated composites is studied, and our analysis predicts that (i) the bending resonance frequency of an MP laminated composite can be tuned by an applied dc magnetic bias (Hdc) due to the E effect; (ii) the bending resonance frequency of the MP laminated composite can be controlled by incorporating FeCuNbSiB layers with different thicknesses. The experimental results show that with H dc increasing from 0 Oe (1 Oe=79.5775 A/m) to 700 Oe, the bending resonance frequency can be shifted in a range of 32.68 kHz≤fr≤33.96 kHz. In addition, with the thickness of the FeCuNbSiB layer increasing from 0 μm to 90 μm, the bending resonance frequency of the MP laminated composite gradually increases from 33.66 kHz to 39.18 kHz. This study offers a method of adjusting the strength of dc magnetic bias or the thicknesses of the FeCuNbSiB layer to tune the bending resonance frequency for ME composite, which plays a guiding role in the ME composite design for real applications.     

Th(Ⅳ)在凹凸棒石表面的吸附机理

采用连续电位滴定法研究了天然和高温活化凹凸棒石的表面酸碱和电荷分布性质,利用表面配位模型和FITEQL3.2程序探讨了Th(Ⅳ)在高温活化前后凹凸棒石上的吸附机理.结果表明天然凹凸棒石表面主要以离子交换位(≡XNa/K)、强吸附点位(≡SsOH)和弱吸附点位(≡SwOH)为主;而高温活化凹凸棒石表面则主要以强吸附点位(≡SsOH)和弱吸附点位(≡SwOH)为主.当pH<2.5,Th(Ⅳ)在水溶液中主要以Th4+存在;而当pH>3.0时,Th(Ⅳ)则主要以水解形态存在(例如Th(OH)22+,Th(OH)3+和Th(OH)40).Th(Ⅳ)在天然凹凸棒石表面上的吸附主要以离子交换作用(≡X2Th)和内层配合作用(≡SsOTh)为主,而在高温活化凹凸棒石表面上则主要形成内层配合物(≡SwOTh和≡SsOThOH).胡敏酸(HA)对Th(Ⅳ)在高温活化凹凸棒石上吸附有一定的促进作用,且使Th(Ⅳ)的吸附机理和种态发生明显的改变(主要以≡SsO-CO-HA-Th和≡SsOTh种态存在).Th(Ⅳ)在高温活化凹凸棒石上的吸附是不可逆过程,但当HA存在时,Th(Ⅳ)在高温活化凹凸棒石上会发生解吸.     

Pillow飞片气炮加载实验的数值模拟研究

 采用多介质弹塑性流体动力学计算方法,研制了适用于复杂加载的Lagrange计算程序MLEP,对劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL）19层和冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室（Laboratory of Shock Wave and Detonation Physics,LSD）设计的29层Mg-Cu体系Pillow密度梯度飞片气炮加载实验过程进行了数值模拟和比较,获得的速度剖面计算结果与实验测试结果吻合一致,验证了流体动力学计算方法、不同材料体系混合模型以及计算程序的有效性和实用性,为进一步开展可控路径的复杂加载实验研究奠定了基础。     

二维GEL耦合方法的研究及对爆炸容器的数值模拟

 将以Euler方法为基础的MF PPM（Piecewise-Parabolic Method）程序和以Lagrange方法为基础的DEFEL（2-D Finite Elements Code,二维流体弹塑性动力有限元）程序,根据压力和法向速度连续准则进行耦合,发展了基于Level Set的GEL（Ghost-Fluid Euler-Lagrange）方法。该方法在处理大变形流场与小变形结构以及复杂流动与多物体相互作用等问题具有优越性。通过二维算例的计算结果与文献比较,检验了GEL方法和耦合程序的正确性,并对球形和椭球封头的爆炸容器进行了数值模拟,通过与实验结果的比较分析,表明本研究程序可以比较好地处理内爆引起的壳体流固耦合问题。     

基于光线偏折的复杂流动密度重建方法

由穿过扰动流场的光线偏折角测值重建流场密度,对深入认识复杂流动现象具有重要的意义。在由风洞视频测量方法得到穿过扰动流场光线偏折角的基础上,开展了复杂流动密度重建方法的研究。根据密度与折射率、光线偏折角的关系,运用变分法推导了带有先验信息的密度偏微分方程;通过人工神经网络对测量数据进行建模,有效抑制了由局部峰值丢失带来的误差放大问题。数值仿真和风洞实验结果表明,本文方法所得的密度重建结果明显优于直接求偏导数方法,尤其是在峰值处,本法方法在量值上具有更高的精准度,为复杂流动结构的定量分析提供了新途径。     

率温联合条件下混凝土材料压缩强度的变化规律

混凝土材料的动态压缩强度不仅具有明显的应变率强化(硬化)效应,同时还具有明显的温度弱化(软化)效应。在应变率和温度联合条件下,压缩强度随应变率和温度变化过程中不仅存在清晰的应变率拐折点,拐折点前后压缩强度随应变率变化速率明显不同,而且在不同温度下发生拐折时,其拐折点对应的应变率也存在明显差异。参考近年来相关文献中混凝土材料在率温联合条件下的压缩实验数据,结合理论分析,探讨了在不同温度、不同应变率条件下混凝土材料压缩强度联合效应因子K的变化规律;并对实验数据进行拟合,得到了不同应变率、不同温度下K(T)-■的预测表达式,确定了应变率强化和温度弱化对压缩强度的耦合影响;通过分析应变率拐折点与温度的关系,确定了应变率和温度联合条件下应变率敏感区和不敏感区的率温联合条件界限;建立了率温效应相当(K=1)时的率温等效方程,并确定了混凝土材料的率温等效参数。     

SiO2表面RAFT接枝聚合苯乙烯

基于纳米SiO2表面羟基与7-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷间的偶联反应,在纳米SiO2表面引入可聚合双键。采用可逆加成断裂链转移（RAFT）聚合技术,以偶氮二异丁腈为引发剂,使SiO2表面接枝聚合苯乙烯。考察了二硫代苯甲酸异丁腈酯、二硫代苯甲酸苄酯、（1,2,4-三氮唑）基二硫代甲酸苄酯和二硫代新戊酸苄酯等对SiO2表面接枝聚合苯乙烯速率的影响。结果表明,SiO2表面接枝聚合苯乙烯的速率决定于RAFT试剂的Z基团结构。二硫代新戊酸苄酯调控的SiO2表面接枝聚合苯乙烯的速率最高。     

采用光谱色散平滑和连续相位板实现靶面均匀辐照的实验研究

为了改善高功率激光装置的靶面辐照均匀性, 在神光-Ⅲ原型装置的一路光上开展了结合光谱色散平滑(SSD) 和连续相位板(CPP)的高通量实验研究．实验基于调制频率9.2 GHz的体相位调制器开展, 输出的相位调制脉冲光谱展宽稳定, 脉冲波形顶部剩余调制很小. 结果表明SSD色循环数为1时预放和主放各级空间滤波器过孔顺利, 包含焦斑95%能量的通量对比度由窄带时的1.71下降到加SSD和CPP时的0.47．三倍频光脉宽1 ns, 能量1115 J时, CPP和终端光学组件元件未见损伤．通过实验解决了在高功率激光装置上采用SSD和CPP进行靶面均匀辐照的若干关键技术, 为将其应用于物理实验奠定了坚实基础.     

N掺杂和N-V共掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的投影缀加平面波方法和广义梯度近似加Hubbard参数的似近,研究了锐钛矿相TiO₂,N掺杂TiO₂和N-V共掺杂TiO₂体系的基态原子构型、电子结构.结果表明,N掺杂后,其晶胞体积比末掺杂时要略微增大,基态构型并未发生明显变化,而N-V共掺杂时,对称性被破坏,V原子向N原子附近靠近.计算得到的锐钛矿相TiO₂带隙E_gap为3.256 eV,与实验值3.23 eV非常接近.N掺杂TiO₂带隙降低了0.4 eV,而N-V共掺杂带隙降低至2.555 eV.此外,N-V共掺杂会在价带顶和导带底之间形成受主和施主能级,这种能级对光生电子-空穴对的分离是非常有利的,降低了再次复合的概率.因此,N-V共掺杂TiO₂可以有效地提升TiO₂作为光催化剂的催化能力.