纳秒脉冲气体放电机理探讨

 经典Townsend机理和流注理论是气体放电研究的基础,但在解释纳秒脉冲气体放电时均存在一定缺陷。基于经典气体放电理论,探讨纳秒脉冲气体放电机理,分析流注理论判据在纳秒脉冲气体放电中的有效性,解释纳秒脉冲下电子逃逸现象和基于电子逃逸的快速电离波击穿理论,仿真计算高能快电子的逃逸过程。结果认为基于高能量快电子的逃逸击穿将是可能解释纳秒脉冲下气体放电现象的依据。     

Novel high-voltage self-adaptive power device based on interface charge＊

This paper presents a novel high-voltage lateral double diffused metal-oxide semiconductor （LDMOS） with self- adaptive interface charge （SAC） layer and its physical model of the vertical interface electric field. The SAC can be self-adaptive to collect high concentration dynamic inversion holes, which effectively enhance the electric field of dielectric buried layer （EI） and increase breakdown voltage （BV）. The BV and EI of SAC LDMOS increase to 612 V and 600 V/tim from 204 V and 90.7 V/ttm of the conventional silicon-on-insulator, respectively. Moreover, enhancement factors of r/which present the enhanced ability of interface charge on EI are defined and analysed.     

CuSO_4溶液中Cu元素浓度的激光诱导击穿光谱测量研究

利用激光诱导击穿光谱技术对CuSO4溶液中的Cu元素浓度进行实验测量。利用配置的七种浓度的CuSO4溶液,采用统计探索性数据分析方法给出了Cu元素定标曲线,其拟合度系数R2大于0.98,激光诱导击穿光谱的平均相对偏差值为6.9%,Cu元素的平均最小检测限为12ppm。利用去一交互检验方法采用分析谱线CuⅠ324.75nm和CuⅠ327.40nm对应的七种溶液的平均测量相对误差分别为6.52%和5.86%。当Cu元素浓度在10ppm时实验相对误差较大,其值为10.3%,而浓度达到2 000ppm时相对误差值减小,仅为1.1%,说明LIBS技术在溶液较低元素浓度检测方面的准确度有待提高。研究结果表明激光诱导击穿光谱技术在环境水污染重金属元素检测方面具有潜在的应用前景。     

Research on high-voltage 4H-SiC P-i-N diode with planar edge junction termination techniques

The planar edge termination techniques of junction termination extension (JTE) and offset field plates and field-limiting rings for the 4H-SiC P-i-N diode were investigated and optimized by using a two-dimensional device simulator ISE-TCAD10.0. By experimental verification, a good consistency between simulation and experiment can be observed. The results show that the reverse breakdown voltage for the 4H-SiC P-i-N diode with optimized JTE edge termination can accomplish near ideal breakdown voltage and much lower leakage current. The breakdown voltage can be near 1650 V, which achieves more than 90 percent of ideal parallel plane junction breakdown voltage and the leakage current density can be near 3 × 10-5 A/cm2.     

光谱分析和延迟荧光检测研究外源水杨酸对拟南芥光合作用的影响

外源水杨酸在影响植物活性氧代谢以及光合作用等方面起着重要作用.该文以野生型拟南芥和胁迫条件下内源水杨酸含量较高的cpr5突变体和内源水杨酸含量较低的eds-4突变体为材料,采用光谱分析和延迟荧光检测分析手段,研究了不同浓度的外源水杨酸对三种拟南芥离体叶片光合能力的影响,实验发现100和300 μmol·L-1较低浓度的外源水杨酸对野生型拟南芥离体叶片,eds-4叶片的光合作用都有一定的促进作用,而对cpr5叶片的光合会产生抑制,形成一种胁迫.500μmol·L-1较高浓度的外源水杨酸对三种拟南芥离体叶片均形成了一种胁迫,进而阻抑和降低了叶片的光合效能.DCF(dichloro fluorescein)标记活性氧检测了外源水杨酸作用下叶片活性氧产生量的变化,发现在500μmol·L-1外源水杨酸作用下60min内叶片组织中活性氧产生了明显的积累.     

介质表面高功率微波击穿的数值模拟

研究了用于模拟高功率微波条件下介质表面击穿的静电PIC-MCC模型,并通过自行编写的数值模拟程序模拟了真空及不同气压条件下介质表面击穿过程中的次级电子倍增和气体电离等过程.模拟结果发现,在真空及低气压条件下,电子的主要来源是次级电子倍增,电子数量以两倍于入射场的频率振荡;在高气压情况下,电子的主要来源是气体电离. 关键词： 介质表面击穿 高功率微波 数值模拟 次级电子倍增     

Improving breakdown voltage performance of SOI power device with folded drift region

A novel silicon-on-insulator(SOI) high breakdown voltage(BV) power device with interlaced dielectric trenches(IDT) and N/P pillars is proposed. In the studied structure, the drift region is folded by IDT embedded in the active layer,which results in an increase of length of ionization integral remarkably. The crowding phenomenon of electric field in the corner of IDT is relieved by the N/P pillars. Both traits improve two key factors of BV, the ionization integral length and electric field magnitude, and thus BV is significantly enhanced. The electric field in the dielectric layer is enhanced and a major portion of bias is borne by the oxide layer due to the accumulation of inverse charges(holes) at the corner of IDT.The average value of the lateral electric field of the proposed device reaches 60 V/μm with a 10 μm drift length, which increases by 200% in comparison to the conventional SOI LDMOS, resulting in a breakdown voltage of 607 V.     

小波变换基线扣除对激光诱导等离子体温度计算的改善

温度是激光诱导等离子体特性研究最重要的参数之一,为降低光谱连续背景对Boltzmann平面法计算等离子体温度的精密度的影响,利用小波变换对等离子体光谱进行分解,并采用软阈值法对代表光谱基线的低频信号进行扣除。选择合适的小波分解层数L及阈值系数α能有效提高Boltzmann图的线性相关度,即有更高的拟合系数R2,从而提高等离子体温度的计算精密度。对低合金钢样品417～445 nm波段LIBS光谱采用db4小波函数进行分解、基线扣除和信号重构,选用12条Fe原子谱线建立Boltzmann图,由Boltzmann图拟合直线的斜率计算得到等离子体温度。对L和α系数进行了优化选择,研究发现,采用8层小波分解时Boltzmann图具有较高的R2,而α的选择与时延t_d有关,t_d≤4.0 μs时,α=0.3可获得最佳R2值,之后随t_d的增大,α逐渐减小; 在t_d≥6.5 μs后,α=0,即光谱低频信号被完全扣除,说明基线对光谱特征谱线的干扰随时延的增加逐渐减弱。基线扣除后各时延的等离子体温度降低约2 000～3 000 K,温度随时延的增加逐渐降低,与等离子体膨胀过程中温度逐渐下降的物理过程相吻合,且变化过程中的波动变小。     

场板结终端对金刚石SBD内部电场分布及击穿特性的影响

建立了场板结终端对金刚石肖特基势垒二极管(SBD)的数值模拟模型,采用Silvaco软件中的器件仿真工具ATLAS模拟了场板长度L、绝缘层厚度TOX、衬底掺杂浓度NB、场板结构形状对器件内部电场分布以及击穿电压的影响,并对结果进行了物理分析和解释。结果表明:当TOX=0.4μm、NB=1015cm-3、L在0~0.2μm范围内时,击穿电压随着L的增加而增加;L0.2μm后,击穿电压开始下降。当L=0.2μm、NB=1015cm-3、TOX在0.1~0.4μm范围内时,击穿电压随着TOX的增加而增加;TOX0.4μm后,击穿电压开始下降。当L=0.2μm、TOX=0.4μm、NB=1015cm-3时,器件的击穿电压达到最大的1 873 k V。与普通场板结构相比,采用台阶场板可以更加有效地提高器件的击穿电压。     

具有高开启/关断电流比的Al2O3/AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管

采用原子层淀积(ALD)方法,制备了Al₂O₃为栅介质的高性能AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管(MOS-HEMT)。在栅压为-20 V时,MOS-HEMT的栅漏电比Schottky-gate HEMT的栅漏电低4个数量级以上。在栅压为+2 V时,Schottky-gate HEMT的栅漏电为191μA;在栅压为+20 V时,MOS-HEMT的栅漏电仅为23.6 nA,比同样尺寸的Schottky-gate HEMT的栅漏电低将近7个数量级。AlGaN/GaN MOS-HEMT的栅压摆幅达到了±20 V。在栅压V_gs=0 V时, MOS-HEMT的饱和电流密度达到了646 mA/mm,相比Schottky-gate HEMT的饱和电流密度(277 mA/mm)提高了133%。栅漏间距为10μm的AlGaN/GaN MOS-HEMT器件在栅压为+3 V时的最大饱和输出电流达到680 mA/mm,特征导通电阻为1.47 mΩ·cm²。Schottky-gate HEMT的开启与关断电流比仅为10⁵,MOS-HEMT的开启与关断电流比超过了10⁹,超出了Schottky-gate HEMT器件4个数量级,原因是栅漏电的降低提高了MOS-HEMT的开启与关断电流比。在V_gs=-14 V时,栅漏间距为10μm的AlGaN/GaN MOS-HEMT的关断击穿电压为640 V,关断泄露电流为27μA/mm。