室温下nc-Si/SiO2多层膜结构中的共振隧穿现象

采用等离子体淀积和原位氧化技术,并结合后续的热退火处理制备了nc-Si/SiO2 多层膜结构。通过电流电压特性对室温下器件中的载流子输运过程进行了表征。在正向和反向偏压下的电流电压特性曲线中都表现出了由于共振隧穿引起的负微分电导。共振隧穿产生的峰值电流对应的电压值与器件结构中的势垒层厚度相关,势垒层越厚,发生隧穿的峰值电压越高。文中通过器件的能带结构简图和等效电路图对正向、反向偏压下的共振隧穿峰值电压差异进行了细致的分析。     

宽范围连续速率时钟数据恢复电路的设计

采用0.18 μm CMOS工艺,设计了一种连续速率时钟与数据恢复(CDR)电路。该CDR电路主要由全速率鉴频鉴相器、多频带环形压控振荡器、电荷泵等模块组成。其中,全速率鉴频鉴相器不但具有很好的鉴频鉴相功能,而且结构简单,减小了功耗和面积。多频带环形压控振荡器不但调谐范围很宽,而且引入到环路中的调谐增益较低,解决了高振荡频率和低增益之间的矛盾问题。采用自举基准和运放的电荷泵减小了各种非理想因素的影响。仿真结果表明,该CDR电路版图尺寸为265 μm×786 μm,功能正常,且能恢复622~3 125 Mb/s之间的伪随机数据;在1.8 V电源电压下,输入伪随机速率为3 125 Mb/s时,功耗为100.8 mW,恢复出的数据和时钟的抖动峰峰值分别为5.38 ps和4.81 ps。     

纳米Si/SiO2多层膜的结构表征及发光特性

采用等离子体化学气相沉积系统生长非晶硅薄膜并用原位等离子体氧化的方法制备出具有不同子层厚度的非晶Si/SiO₂多层膜,然后利用限制性晶化原理使非晶硅层晶化生成纳米硅。利用Raman、TEM等手段对薄膜结构进行了系统表征,在室温下观测到了光致发光信号,其发光峰峰位在750nm附近。进而在样品上下表面蒸镀电极,构建了电致发光原型器件并观测到了室温下的电致发光谱,开启电压约为6V,有两个明显的发光带,分别位于在650nm和520nm处。初步探讨了纳米硅及纳米硅/二氧化硅界面态对发光特性的影响。     

基于磁性光子晶体的宽频带低损耗环行器

设计了一种基于光子晶体的结构紧凑、损耗低、频带宽的三端口三光路光环行器,该环行器由Y型光子晶体波导及配置在中心位置的磁光材料星形柱构成。通过对结构参数进行优化,该结构可以分别实现194~196GHz、198.2~199.4GHz和197~197.6GHz三个频段内稳定的顺时针单向环行传输,隔离度分别大于24、15.21和14.5dB,插入损耗分别小于0.18、0.11和0.38dB。该环行器结构简单,特别适用于结构复杂的光子集成系统,同时可提高光路的抗干扰性和稳定性等。     

3.125Gb/s基于PS/PI型的时钟与数据恢复电路设计

基于标准0.18μmCMOS工艺,设计了一种全速率PS/PI型时钟与数据恢复(CDR)电路。该电路主要由bang-bang型鉴相器、数字控制模块、分接器、相位选择器以及相位插值器等模块构成。根据本CDR的特点,提出了一种在分接器后对超前、滞后信息进行统计比较得到一组低速信号来解决高速模拟电路和低速数字电路之间的接口问题。     

新工科背景下量子力学教学内容优化研究

量子力学是描述微观粒子运动规律的理论，在工科专业教学体系中起着基础性、先导性的作用。然而，当前工科专业的量子力学课程存在学时数少、学生数学知识储备不足的问题，给教学带来了巨大的挑战。为了解决上述问题，本文在新工科建设的背景下，对量子力学教学内容的优化开展了深入的探索研究。在多年教学实践基础上，根据立德树人的教育根本任务、量子力学课程特点以及我校微电子科学与工程专业教学情况，对量子力学教学内容给出了具体优化措施，并取得了较好的教学效果。     

一种改进的SOI Flash存储器

提出了一种缩短SOI Flash存储器浮栅长度的改进结构。对采用改进结构的器件进行仿真,结果表明,改进型结构与传统型结构相比,其存储窗口由3.7 V提升到4.9 V,提升了32%;在相同的阈值电压改变量(编程和擦除过程中阈值电压偏移量分别为3.5 V/-3.5 V)的情况下,所需的编程时间缩短了73%,擦除时间缩短了64%,表明改进型结构的性能得到了显著提高。     

发光纳米硅/二氧化硅多层膜的特性与氢气氛退火的影响

利用等离子体增强化学气相沉积法制备了氢化非晶硅/二氧化硅多层膜，通过两步热退火的方法获得了尺寸可控的纳米硅/二氧化硅多层结构，晶粒尺寸约为4nm，在室温下观察到了较强的光致可见发光，其发光峰位于750nm.在此基础上，发现合适的氢气氛退火能有效地提高材料的发光强度.电子顺磁共振实验表明氢气氛退火有效地降低了纳米硅中的非辐射复合中心而导致发光效率的提高.     

非晶碳化硅材料与光学微腔的制备与发光

利用等离子体化学气相沉积技术在100℃的衬底温度下,制备了具有不同组分比的系列非晶碳化硅薄膜。结合傅里叶变换红外光谱与喇曼光谱对所制备的薄膜微结构进行了表征与分析,同时,对具有不同组分比的非晶碳化硅薄膜室温光致发光性质进行了系统的研究。结果表明在Ar⁺离子激光和Xe灯紫外光的激发下,不同组分的样品显示出不同的光致发光特性,并对样品的发光特性与其微结构的联系进行了讨论。在此基础上,用碳化硅薄膜设计和制备了全固体光学微腔,研究了微腔对碳化硅发光行为的调制作用。     

考虑温度影响的高灵敏度微压力传感器

提出了一种考虑温度影响的基于光子晶体的微压力传感器,传感器由微压力传感和温度传感两部分构成,其中微压力传感部分测量的是所处温度环境下的压力值.两部分传感器均利用波导和腔的耦合实现带阻滤波功能,根据带阻滤波器的模式在所处温度下线性红移,分别计算相应的温度值和该温度下的压力值,并通过热光效应和热膨胀效应计算出温度对器件材料折射率的影响,从而得到真实的微压力.文中对结构参数进行了优化设计,实现了1.33 nm/μN的微压力灵敏度.