铅基压电薄膜材料的制备、微结构与性能

随着微电子技术的发展和高度集成化的趋势,压电薄膜材料愈来愈受到人们的重视.本文对铅基类压电薄膜材料的研究进展进行了评述,主要讨论了:(1) 两种主要制备方法:脉冲激光熔融法(PLD)和溶胶凝胶法(Sol-Gel); (2) 压电薄膜微观结构的表征,如畴结构,薄膜材料与大块材料的差别等;(3) 压电薄膜材料力学、电学及相互耦合性能的评价参数,薄膜处理过程的相变和残余应力和破坏特征.最后提出了人们可能关注的一些问题.      

Enhancement of four-wave mixing process in a four-level double semiconductor quantum well

The time-dependent four-wave mixing（FWM） is analyzed in a four-level double semiconductor quantum well. The results show that both the amplitude and the conversion efficiency of the FWM field are enhanced with increasing the strength of two-photon Rabi frequency. Interestingly, when the one-photon detuning becomes stronger the control field corresponding to the maximum efficiency increases. Such a controlled enhanced FWM may be used to generate coherent short-wave length radiation, and it can have potential applications in quantum control and communications.     

多层微悬臂梁压电薄膜致动器的静态分析

考虑缓冲层和电极层,建立了一个多层微悬臂梁压电薄膜致动器的静态模型来评估微悬臂梁的致动器的静态性能。对此模型致动器的自由端挠度和致动力进行模拟,同时将得到的结果与有限元模型结果进行对比验证模型的正确性。对比可知,理论模型与有限元模型相符。这项研究为压电致动器的结构设计和性能改善提供了帮助。     

不同生长方向的GaN纳米线的可控制备与性能表征

采用化学气相沉积法,通过改变催化剂和衬底,以Ga2 O3和GaN的混合粉末为镓源制备出了不同生长方向的GaN纳米线,制备的平躺于衬底的GaN纳米线的直径约为60 nm,长度为10 μm到30 μm之间.垂直于衬底的GaN纳米线阵列的直径约为300 nm,长度约为5μm.使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了分析表征,结果表明所得样品为六方纤锌矿结构的GaN单晶纳米线.通过改变催化剂和衬底等生长条件,研究了衬底和催化剂对纳米线生长方向的影响,为以后的大量制备以及纳米器件的制作提供了依据.     

CuO/ZnO多孔复合纳米纤维的制备及气敏性能研究

通过静电纺丝法成功制备出CuO/ZnO多孔复合纳米纤维.对材料的气敏性能进行测试,结果表明:Cu的引入可以有效降低材料的工作温度和提高材料对乙醇气体的选择性和灵敏度.随着Cu含量的增加,材料对乙醇气体的灵敏度先增加后降低,其中CuO/ZnO(Cu∶ Zn=1:10)对乙醇的灵敏度和选择性最佳.最后,对复合纳米纤维材料的敏感机理进行了研究,并初步探索了引入Cu后材料工作温度降低和灵敏度增加的原因.本项工作有助于开发新型高效的酒精传感器和拓宽复合纤维材料的实际应用.     

压电薄膜表面贯穿裂纹的有限元分析

基于有限元软件ANSYS数值模拟,计算了激光作用下的压电薄膜表面贯穿裂纹外场应力强度因子和电位移强度因子,并且研究了90°畴变所诱致的畴变增韧行为。首先,求解无裂纹压电薄膜在激光作用下的热-力-电响应,将求得的应力和电位移场反向作用于裂纹面,求解裂纹尖端处的外场应力和电位移强度因子,然后基于小范围畴变理论求解了90°畴变所致的屏蔽应力强度因子。讨论了薄膜表面裂纹的外场应力强度因子、电位移强度因子及屏蔽应力强度因子随激光作用时间和裂纹位置的变化关系,从而预测压电薄膜体系在加热工作状况下的裂纹扩展和断裂行为。     

全耗尽SOI MOSFETs阈值电压和电势分布的温度模型

提出了一个全耗尽SOI MOSFETs器件阈值电压和电势分布的温度模型. 基于近似的抛物线电势分布模型,利用适当的边界条件对二维的泊松方程进行求解. 同时利用阈值电压的定义得到了阈值电压的模型. 该温度模型详细地研究了电势分布和阈值电压跟温度之间的变化关系,同时还近似地探讨了短沟道效应. 为了进一步验证模型的正确性,利用SILVACO ATAS软件进行了相应的模拟. 结果表明,模型计算与软件模拟吻合较好.     

压电层厚度对d_(15)模式PZT-51悬臂梁俘能特性影响

设计并制作了压电层厚度分别为0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm的d15模式层合串联结构PZT-51压电悬臂梁俘能器。测量了开路和1.0 MΩ负载下,俘能器的振动频率与输出电压和输出功率的关系曲线,以及1.0 MΩ负载时的振动激励电压与输出峰-峰值电压关系曲线。结果表明,随着压电层厚度的减少,压电俘能器的谐振频率降低,输出电压和功率增大。压电层厚度为0.6 mm的压电俘能器具有最大开路输出电压1.69 V,在1.0 MΩ负载下最大输出功率为0.708μW。     

ZnO-CuO纳米复合氧化物的制备及其气敏性能

采用线电爆炸(WEE)方法是在高温、高压的环境中将Zn-Cu合金(w(Zn)=0.65))制备成平均粒径为60-90 nm的Zn-Cu复合纳米颗粒, 在500 ℃焙烧2 h得到纯净的ZnO-CuO纳米复合氧化物. 通过XRD和SEM对ZnO-CuO纳米材料进行分析表征. 以ZnO-CuO纳米复合氧化物为基体材料, 采用传统旁热式结构制成气敏元件, 研究其对C2H5OH的敏感性能. 结果表明, 这种方法制备的纯净ZnO-CuO纳米复合氧化物对乙醇具有良好的敏感特性.     

部分耗尽SOI MOSFETs中沟道的非对称掺杂效应

利用二维模拟软件对部分耗尽SoI器件中的非对称掺杂沟道效应进行了模拟.详细地研究了该结构器件的电学性能,如输出特性,击穿特性.通过本文模拟发现部分耗尽SOI非对称掺杂沟道相比传统的部分耗尽SOI,能抑制浮体效应,改善器件的击穿特性.同时跟已有的全耗尽SOI非对称掺杂器件相比,部分耗尽器件性能随参数变化,在工业应用上具有可预见性和可操作性.因为全耗尽器件具有非常薄的硅膜,而这将引起如前栅极跟背栅极的耦合效应和热电子退化等寄生效应.