Analytical modeling and simulation of subthreshold characteristics of back-gated SSGOI and SSOI MOSFETs: A comparative study

The Silicon–Germanium-on-Insulator (SGOI) and Silicon-on-Insulator (SOI) based MOS structures are spearheading the strained-Si technology. The present work compares the subthreshold characteristics of two short-channel back-gated (BG) strained-Si-on-SGOI (SSGOI) and BG strained-Si-on-Insulator (SSOI) MOSFETs, and provides some solutions to overcome the degradation in subthreshold characteristics with the unrelenting downscaling of the devices. Subthreshold behaviors of the MOS structures are based on surface potential model which is determined by solving the 2D Poisson's equation with suitable boundary conditions by evanescent mode analysis for both of the MOS structures. The closed form expressions for threshold voltage, subthreshold current and subthreshold swing have been derived for symmetrical as well as independent gate operation (IGO). In addition, the Electrostatic integrity (EI) factors for SSOI and SSGOI MOS structures have been estimated and compared with Double-Gate (DG) MOSFET. The numerical simulation results, obtained by ATLAS?, a 2D device simulator from Silvaco, have been used to assess the validity of the models.     

新型金阴极及其紫外光电发射特性

采用直流磁控溅射法制备了不同厚度的金纳米薄膜,在高纯氮气气氛、800 ℃条件下快速退火,在石英基底上制备了具有表面微纳颗粒的新型金阴极。应用扫描电子显微镜对阴极的表面形貌进行表征,结果表明：阴极表面形成了均匀分布的金纳米颗粒,平均粒径随金纳米薄膜厚度的增加（5 nm至20 nm）从300 nm增大到800 nm。在190~360 nm紫外光下,对阴极的光电子发射特性进行了研究,结果表明：相对于平面阴极,新型金阴极的光电子发射效率提高了10倍以上,最高可达到平面阴极的16倍,且随颗粒粒径的减小而增大。采用三步光电发射模型对上述结果进行理论分析,表明阴极光电效率的提高主要由于阴极光电发射面积的增加和局域强电场导致的表面势垒降低。     

两种外磁场形式对介质面次级电子倍增的抑制

利用自编1D3V PIC程序,数值研究了不同外加磁场方式对次级电子倍增抑制的物理过程,给出了次级电子数目、平均能量、密度、运动轨迹、渡越时间、介质表面静电场及沉积功率等物理量时空分布关系。模拟结果表明：不同方向外加磁场抑制次级电子倍增的机理有所不同。轴向外加磁场利用电子回旋运动干扰微波电场对电子加速过程,使其碰壁能量降低以达到抑制二次电子倍增的效果;横向外加磁场利用电子回旋漂移过程中,电子半个周期被推离介质表面（不发生次级电子倍增）,半个周期被推回介质表面（降低电子碰撞能量）的作用机理,达到抑制二次电子倍增的效果。讨论了横向磁场在回旋共振下,电子回旋同步加速导致回旋半径增大,电子能量持续增加的特殊过程。两种外加磁场方式都可以通过增加磁场达到进一步抑制次级电子倍增的目的。轴向外加磁场加载容易,但对磁场要求较高;横向外加磁场需要磁场较低,但加载较为困难。     

超高速碰撞产生等离子体云的粒子能量时空分布

为了研究超高速碰撞产生等离子体的粒子能量对航天器电路中元器件的毁伤,获得超高速碰撞产生等离子体粒子能量的时空分布特性是十分必要的。基于超高速碰撞产生稀薄等离子体中带电粒子的运动速度、等离子体的扩散特点,推导出等离子体的粒子能量密度与带电粒子密度及带电粒子运动速度的关系式。进而通过对超高速碰撞2024-T4铝靶实验采集的原始数据分析,利用Matlab编程得到了超高速碰撞2024-T4铝靶产生膨胀等离子体云物理过程中,等离子体的粒子能量密度与带电粒子持续时间及被测点到碰撞点距离的时空分布规律。     

大口径连续相位板远场光强的离线测试实验

为了准确测试和评价大口径连续相位板（CPP）元件的远场光强性能,根据激光装置需求建立了351 nm波长下大口径CPP远场光强离线测试系统,开展了330 mm330 mm口径CPP元件测试实验,并与标量衍射计算结果进行对比,分析了系统的测试重复性和测试精度。实测系统远场弥散斑大小为2.9倍衍射极限,可测试最大口径为圆形f600 mm和方形430 mm430 mm。测试系统在焦点2 mm范围内的能量集中度测试重复性优于0.2 %。计算和实验焦斑形貌及分布吻合,实测能量集中度比计算结果小0.85%、焦斑半径大13 m左右,差异由实测系统的时间匀滑作用引起,可通过缩短曝光时间和减小系统像差等措施进一步提高测试精度。     

用力敏传感器测量液体表面张力系数

利用力敏传感器测量液体表面张力系数，既改进了传统的实验方法和仪器，提高了实验的准确度和稳定性，同时因实现了非电量电测，也有助于测量过程中学生对物理过程的观察和规律的理解。     

PbWO4晶体空位型缺陷电子结构的研究

采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法计算了PbWO4晶体中与氧空位和铅空位相关缺陷的态密度分布,并运用过渡态方法计算了其激发能.结果表明:PbWO4晶体中WO3+VO缺陷的O2p→W5d跃迁可引起350nm和420nm附近的吸收,并且发现VPb的存在可以使WO42基团的禁带宽度明显变小 关键词： PbWO4晶体 密度泛函 氧空位和铅空位 态密度分布     

双面电弧焊接的传热模型

将等离子焊接(PAW)电弧和钨极氩弧焊(TIG)电弧串接,相对作用于工件的正反面形成双面电弧焊接(DSAW)系统,可以引导焊接电流沿工件厚度方向流过小孔,补偿等离子电弧穿透工件时消耗的能量,以有效地提高等离子弧的穿透能力.综合考虑影响双面电弧焊接正反面熔池几何形状的力学因素,建立了熔池表面变形的控制方程,以此为基础并采用帖体曲线坐标系建立了DSAW焊接传热的数学模型,分析了DSAW,PAW焊接传热的差异,从传热的角度解释了DSAW焊接熔深增加的原因.焊接工艺实验表明,计算结果与实测结果吻合良好. 关键词： 双面电弧焊接(DSAW) 传热模型 熔池表面变形模型     

分子束外延生长赝配高电子迁移率超高速微结构功能材料里深中心识别

应用深能级瞬态谱(DLTS)技术研究分子束外延(MBE)生长的highelectronmobilitytransistors(HEMT)和Pseudomorphichighelectronmobilitytransistors(PHEMT)结构深中心行为.样品的DLTS谱表明,在HEMT和PHEMT结构的nAlGaAs层里存在着较大浓度(1015-1017cm-3)和俘获截面(10-16cm2)的近禁带中部电子陷阱.它们可能与AlGaAs层的氧含量有关.同时还观察到PHEMT结构晶格不匹配的AlGaAsInGaAsGaAs系统在AlGaAs里产生的应力引起DX中心(与硅有关)能级位置的有序移动.其移动量可作为应力大小的一个判据,表明DLTS技术是定性识别此应力的可靠和简便的工具. 关键词： 分子束外延生长 高电子迁移率超高速微结构功能材料 深中心     

Conformational Analysis of (S)-4,5,6,7-Tetrahydro-5-Methylimidazo [4,5,1-jk][1,4]-Benzodiazepin-2(1H)-one (R78362)

The solution and solid state conformation of (S)-4,5,6,7-tetrahydro-5-methylimidazo [4,5,1-jk][1,4]-benzodiazepin-2(1H)-one (R78362) have been investigated by low temperature NMR and x-ray diffraction studies. The ¹H NMR spectrum of R78362 shows no evidence of the presence of multiple conformers in the temperature range 340K - 177K. Molecular mechanisms and semiempirical molecular orbital calculations suggest that the nitrogen and ring inversion barriers of R78362 are small and thus a time-averaged ¹H NMR spectrum is probably occurring at 298K. The x-ray diffraction data indicated that there were two independent molecules in the asymmetric unit of the crystal. The two molecules had similar conformations with the benzoimidazole ring being planar and the diazepine ring in a “half-chair” conformation.