半导体物理论文(倪兆辉)
业界第一支基于金刚石的氮化镓的高电子迁移率晶体管
业界第一支基于金刚石的氮化镓的高电子迁移率晶体管
佚名
【期刊名称】《超硬材料工程》
【年(卷),期】2013(25)2
【摘要】许多军用RF系统，如雷达和通信系统，正使用一种单片微波集成电路（MIMIC，MMIC）类型的功率放大器。
MMICPA利用GaN晶体管已获得了极具前景的增强RF性能，但其工作性能正受到热电阻的极大影响。
【总页数】1页(P11-11)
【关键词】高电子迁移率晶体管;氮化镓;金刚石;单片微波集成电路;功率放大器;RF 系统;通信系统;RF性能
【正文语种】中文
【中图分类】TN32
【相关文献】
1.氮化镓基感光栅极高电子迁移率晶体管器件r设计与制备 [J], 朱彦旭;宋会会;王岳华;李赉龙;石栋
2.高电子迁移率的磁感应氮化镓晶体管 [J], ;
3.氮化镓基高电子迁移率晶体管单粒子和总剂量效应的实验研究 [J], 陈睿;梁亚楠;韩建伟;王璇;杨涵;陈钱;袁润杰;马英起;上官士鹏
4.p型栅结构氮化镓基高电子迁移率晶体管结构优化 [J], 葛梅;李毅;王志亮;朱友华
5.氮化镓基高电子迁移率晶体管栅电流输运机制研究 [J], 焦晋平;任舰;闫大为;顾晓峰
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《2024年半导体量子阱中的杂质态和激子的压力效应》范文
《半导体量子阱中的杂质态和激子的压力效应》篇一一、引言半导体量子阱（SQW）是近年来半导体物理学研究的热点之一，它利用电子和空穴在空间二维或准二维限制条件下的能级特性，展现出了独特的物理性质和潜在的应用前景。
其中，杂质态和激子作为量子阱内电子-空穴相互作用的重要表现形式，在光学、电学等方面均表现出明显的特征。
本文将主要探讨半导体量子阱中杂质态和激子的压力效应，以分析其在半导体材料中的应用与潜力。
二、杂质态的压敏效应杂质态指的是半导体中由杂质元素引起的电子态。
由于量子阱中的空间限制，这些杂质态的特性也会受到影响。
施加压力后，半导体的晶格结构发生变化，从而影响杂质态的能级位置和分布。
首先，压力会改变半导体晶格的周期性，导致能带结构的变化。
对于具有特定能级的杂质态，其能量会随着压力的增大而发生偏移。
这种偏移可以通过光谱实验进行测量，为研究半导体量子阱的电子结构提供了重要依据。
其次，压力还会影响杂质态的寿命。
在无压力状态下，杂质态的寿命相对较长，但在高压下，由于晶格振动加剧，杂质态的寿命会变短。
这一现象对于半导体量子阱的光学性能具有重要影响，特别是在激光器和发光二极管等光电器件中。
三、激子的压敏效应激子是指由电子-空穴对形成的复合粒子。
在半导体量子阱中，激子受到压力的影响同样显著。
首先，压力可以改变激子的能级结构，使得激子在不同能级之间的跃迁概率发生变化。
这一变化在激光器的光发射过程中尤为明显，可以通过调节压力来控制激光器的输出功率和波长。
其次，压力还会影响激子的扩散速度和复合速率。
在无压力状态下，激子在量子阱中的扩散速度较快，但在高压下，由于晶格结构的改变和电子-空穴之间的相互作用增强，激子的扩散速度会变慢。
这一变化对于研究半导体量子阱中的能量传输和光电转换效率具有重要意义。
四、实验研究与应用前景为了研究半导体量子阱中杂质态和激子的压力效应，可以通过光谱技术（如光致发光、拉曼光谱等）进行实验验证。
实验结果表明，随着压力的增大，杂质态和激子的能级结构、寿命以及扩散速度均发生明显变化。
《2024年极性半导体三元混晶及其低维系统中的声子极化激元》范文
《极性半导体三元混晶及其低维系统中的声子极化激元》篇一一、引言在当今的半导体科技中，极性半导体三元混晶作为一种新兴材料，已经引起了广泛关注。
这类材料在电子学、光电子学以及热电学等多个领域有着重要的应用价值。
特别地，当其进入低维系统时，声子极化激元现象的发现与研究更是为材料科学带来了新的研究视角。
本文将详细探讨极性半导体三元混晶及其在低维系统中的声子极化激元现象。
二、极性半导体三元混晶的基本性质极性半导体三元混晶是一种由三种不同元素组成的化合物，具有独特的电子结构和物理性质。
这类材料通常具有高导电性、高光学透明度和优良的化学稳定性，这使得它们在光电转化、能源转换等领域有重要应用。
极性半导体的能带结构和电学特性与其原子结构紧密相关，因而了解其结构性质对于深入理解其电子、光子和声子等性质具有重要意义。
三、低维系统的概念及特点低维系统是指尺寸在某一维度上远小于其他维度尺寸的系统。
常见的低维系统包括二维薄膜、一维纳米线等。
低维系统具有独特的物理和化学性质，如量子尺寸效应、表面效应等。
这些特性使得低维系统在电子学、光电子学和热电学等领域具有独特的应用价值。
四、声子极化激元在极性半导体三元混晶低维系统中的表现在极性半导体三元混晶的低维系统中，声子极化激元现象是一种重要的物理现象。
当声子与光子相互作用时，会产生一种特殊的准粒子——声子极化激元。
这种准粒子具有独特的传播特性和相互作用方式，对于理解材料的热电性能和光电器件的工作原理具有重要意义。
五、声子极化激元的研究方法及进展目前，研究声子极化激元的方法主要包括光谱技术、超快激光技术等。
这些技术可以用于观察和测量声子极化激元的传播过程和相互作用过程。
近年来，随着科学技术的不断发展，对于声子极化激元的研究取得了显著的进展，为进一步了解其物理性质和潜在应用提供了基础。
六、声子极化激元的应用前景声子极化激元在电子学、光电子学和热电学等领域具有广泛的应用前景。
例如，可以利用声子极化激元调控材料的热电性能，实现高效的光电器件等。
毕业论文----半导体热电材料的应用及研究进展
半导体热电材料的应用及研究进展物理与电子工程学院物理学（物理）专业 2009级袁仲富指导教师田德祥摘要：本文首先简单介绍了热电材料的三种效应以及半导体热电材料在热电发电和制冷方面的应用，然后重点介绍半导体热电材料国内外的研究进展及其方向。
关键词：半导体热电材料；塞贝克系数；电导率；热导率；热电优值Abstract:This paper first introduces the three effect of thermoelectric materials and semiconductor thermoelectric materials on thermoelectric power generation and refrigeration applications，and then focuses on the semiconductor thermoelectric materials at home and abroad research progress and its direction..Key word:Semiconductor thermoelectric materials；The seebeck coefficient；Electrical conductivity；Thermal conductivity；Thermal power optimal value1 引言从1823年，Thoums Seebeck 发现了热电效应(即塞贝克效应[1])，人们开始了解热电材料，经过一百多年的研究，人们对热点材料的研究已经取得了长足的进展。
20世纪50—60年代，由于人们在热能电能相互转化特别是制冷方面的迫切要求，人们研究了很多有价值的热电材料，其中有很多热电材料得到了广泛的应用。
70年代以来，由于氟利昂制冷技术的发展，热电材料的研究几乎处于停顿状态。
近年来，氟利昂对环境尤其是对臭氧层的破坏被人们所认识，制造无污染，无噪声的制冷机成为了制冷技术的目标。
半导体物理论文
半导体超晶材料学院：计算机科学与工程学号：3120911056姓名：佛永康成绩：完成日期：2014年6月9日摘要利用量子力学方法对超晶格半导体电子状态进行深入研究，揭示超晶格半导体电子运动状态。
自1970年人们提出超晶格半导体概念以来，量子阱与超晶格在理论与应用中都获得了突破性的进展。
超晶格材料中的电子特性与其它材料有许多不同，甚至会出现一些非此结构不会出现的特殊物理现象，因此受到人们普遍关注。
目前已设计制备出多种超晶格结构，主要应用于超大规模集成电路、激光器、LED等领域。
关键词：超晶格量子阱电子运动1、引言半导体超晶格研究是半导体科学与技术50年辉煌历史的后半期中最重要、最富有成就和挑战性的前沿领域之一，是半导体能带工程在材料精细加工技术长足进步推动下的深入和发展，并反过来对整个半导体科学与技术的进步产生了极大的影响和推动作用。
半导体超晶格的概念是IBM日裔科学家江崎和华裔科学家朱兆祥[1]在开发新的负组器件时，于1970年提出来的。
他们认为，如果用两种晶格非常匹配但禁带宽度不同的材料A和B以薄膜的形式周期性的交替生长在一起，使在外延生长方向形成附加的晶格周期性，如GaAs/AlGaAs超晶格材料。
除此之外，超晶格的概念不仅在半导体，而且在别的领域也产生了深远的影响．在后来出现的金属超晶格，磁多层膜等概念中都可以找到半导体超晶格的影子．半导体超晶格的研究还使低维系统的研制兴旺发达起来，使原来只是在量子力学课本中假想的低维体系，在实验室里被真真切切地制造出来。
在应用方面半导体超晶格材料也取得了令人瞩目的成就．例如，用超晶格材料制成的性能优异的激光器等。
2、超晶格的组成与结构2.1 量子阱与超晶格在量子力学中，能够对电子的运动产生某种约束并使其能量量子化的势场称为量子阱。
原子或分子的势场是一种量子阱，在这种量子阱中的电子具有离散的能级。
用两种禁带宽度不同的材料A和B构成两个距离很近的背靠背异质结B/A/B，若材料A是窄禁带半导体，且其导带底低于材料B的导带底，则当其厚度（即这两个背靠背异质结的距离）小于电子的平均自由程（约100nm）时，电子即被约束在材料A中，形成以材料B为电子势垒、材料A为电子势阱的量子阱。
《2024年高迁移率半导体材料的自旋注入》范文
《高迁移率半导体材料的自旋注入》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，半导体材料在电子器件中的应用越来越广泛。
其中，高迁移率半导体材料因其优异的电学性能，在微电子领域具有重要地位。
近年来，自旋电子学作为一门新兴的交叉学科，将自旋注入半导体材料中，为半导体器件的研发提供了新的思路。
本文将重点探讨高迁移率半导体材料的自旋注入研究。
二、高迁移率半导体材料概述高迁移率半导体材料具有优异的电导性能和良好的稳定性，是微电子器件的重要基础。
常见的高迁移率半导体材料包括硅基、碳基等。
这些材料在晶体管、太阳能电池、传感器等领域有着广泛的应用。
三、自旋注入技术自旋注入是将自旋极化的电子从一种材料注入到另一种材料中的过程。
自旋注入技术为半导体器件提供了新的工作原理和性能提升途径。
在自旋电子学中，自旋注入是实现自旋电子器件的关键技术之一。
四、高迁移率半导体材料的自旋注入研究高迁移率半导体材料的自旋注入研究是当前研究的热点。
通过将自旋极化的电子注入到高迁移率半导体材料中，可以实现更高效的电子传输和更低的能耗。
同时，自旋注入还可以实现信息存储、传输和处理的新机制，为半导体器件的研发提供了新的思路。
在高迁移率半导体材料的自旋注入研究中，关键问题包括自旋极化源的选择、自旋注入效率的提高以及自旋在材料中的传输等。
针对这些问题，研究者们采用不同的方法和技术手段进行研究和探索。
五、研究方法与技术手段目前，常用的自旋极化源包括铁磁金属、半导体量子点等。
针对不同的自旋极化源，研究者们采用不同的注入技术和方法，如磁性隧道结、非磁性隧道结等。
此外，为了研究自旋在材料中的传输过程，研究者们还采用了光发射光谱、电子顺磁共振等实验手段。
六、研究进展与展望随着研究的深入，高迁移率半导体材料的自旋注入研究取得了重要的进展。
一方面，研究者们成功地将自旋极化的电子注入到了高迁移率半导体材料中，并实现了高效的电子传输和低的能耗。
另一方面，通过研究自旋在材料中的传输过程，发现了许多新的物理现象和机制，为半导体器件的研发提供了新的思路和方向。
铝纳米晶的正电子湮没研究
铝纳米晶的正电子湮没研究本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！1 引言纳米晶材料具有明显不同于粗晶材料的物理和化学性能, 如高自扩散率、高延展性、声子比热容增强、磁性改变. 这些优异性能与其本身具有的体积比相当大的界面微观结构有关. 纳米晶的界面处通常存在大量缺陷, 如空位、空位团、微孔洞等,而缺陷的大小和浓度与制备纳米晶的工艺等因素有关.正电子湮没寿命谱已广泛应用于研究纳米晶材料晶界的微观缺陷[5−13], 提供缺陷的类型和浓度等信息. 已有的文献报道主要集中于纳米晶Fe,Cu, Pd, Ag 等微结构以及热稳定性的研究. 目前仅有曾小川利用正电子湮没技术研究了不同制备工艺对制备的铝纳米粉体缺陷的影响, 尚缺乏相关制备工艺对铝纳米晶的缺陷影响的研究.本文拟采用自悬浮定向流-真空热压法制备铝纳米晶, 并运用正电子湮没寿命谱分析技术研究铝纳米晶在压制过程中缺陷变化情况, 着重分析压力变化对材料缺陷状态的影响. 在通过压制纳米粉体制备纳米晶过程中, 不同的压力势必影响样品中缺陷的类型及其浓度. 这些微观结构的改变将影响材料最终的物理化学性能. 因此, 微观结构的研究对于材料的生产和应用有重要的指导意义.2 实验样品制备以纯度为% 的铝丝为原料, 采用电磁感应加热-自悬浮定向流法制备出铝纳米粉末颗粒,并将所制备的铝纳米粉末移至真空手套箱中. 在惰性气体(高纯氩气)保护下, 称取一定量的铝纳米粉, 装入直径为15 mm的硬质合金模具中, 密封后取出, 移入真空热压块体制备设备中, 待真空至真空度优于× 10−3Pa后升温, 在相应的温度(300◦C)和压强(0—1 GPa)下保压1 h, 制备出5个不同密度的铝纳米晶体(按照密度从低至高分别为1—5号样品).性能表征本实验采用阿基米德原理(以无水乙醇为介质)测定铝纳米晶体的密度(测试温度为◦C);采用D/max-IIIA 型X射线衍射仪(XRD)进行测试, 以CuKα (λ = Å)为X射线源, 扫描范围2θ = 30◦—90◦; 正电子寿命谱是在常温下利用快-快符合正电子寿命谱仪测量, 采用22NaCl正电子源, 测量寿命谱时用两片相同的样品夹住正电子源成三明治结构. 每个样品测量8次, 每一个寿命谱的总计数都在106以上, 并且都采用PATFITP 软件进行3个寿命分量拟合. 另外也将纯铝进行退火后进行正电子湮没寿命谱测试.3 结果与讨论XRD分析利用X射线衍射, 测量了铝纳米晶体的XRD谱图(见图2). 由布拉格公式, 可以推出XRD谱出现的5个铝的特征峰, 从左到右分别对应面心立方(FCC)结构Al的晶面指数(111), (200), (220),(311), (222). 假定衍射线的宽化仅由晶粒尺寸造成, 扣除仪器因素引起的几何宽化, 通过Scherrer公式计算得出5个铝纳米晶体样品的平均晶粒尺寸约为48 nm, 晶粒尺寸没有明显变化. 可见在300◦C温度下, 不同压制压强对制备的样品的晶粒尺寸基本没有影响.正电子湮没寿命分析正电子寿命谱的三寿命分量实验制备的5个铝纳米晶的正电子湮没寿命谱由三分量构成: 短寿命τ1为177—214 ps,其对应强度I1为%—%; 中间寿命τ2为352—390 ps, I2为53%—67%; 长寿命τ3为1113—2366 ps, I3为%—%. 寿命和对应强度的具体值与压制压强有关.压制压强对正电子寿命谱的影响铝纳米晶的平均正电子寿命与压强有关: 随压强增加, 平均正电子寿命τm(τm=τ1I1+ τ2I2+ τ3I3)大体趋势是降低的, 即由311 ps降至301 ps. 由于平均正电子寿命τm与三种类型缺陷(类空位、空位团和微孔洞)的总体积尺寸相关,图4 表明缺陷的总体积随压强的增大而减小.显微硬度纳米金属块体材料的显微硬度属于结构敏感量, 不仅与材料本身的微观状况(晶粒大小, 制备过程和制备方法)有关, 而且还与缺陷及其大小有关.表面气孔等缺陷的存在会显著降低显微硬度. 增大压力可提高样品密度以及减小缺陷尺寸和数量, 从而可望提高样品硬度. 图9为铝纳米晶的显微硬度与压制压强的关系, 可见随着压强的提高, 铝纳米晶的密度增加, 从而使其显微硬度提高.4 结论正电子湮没寿命测试表明自悬浮定向流-真空热压法制备的铝纳米晶的微观缺陷明显不同于粗晶纯铝, 其缺陷主要为类空位以及空位团, 而微孔洞的含量很少. 铝纳米晶微观缺陷结构与压强的变化规律为: 压制压强(P)低于GPa时制得的纳米晶, 空位团随压强的增加而逐渐转变为类空位;在GPa P GPa时, 各类缺陷发生消除; P GPa时, 各类缺陷进一步发生消除.随着压强的提高, 铝纳米晶的密度增加, 缺陷的尺寸和数量相应地减少,从而增加其显微硬度.本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！。
半导体物理论文(倪兆辉)
课程半导体物理论文学院物理与电子工程学院专业新能源科学与工程班级新能源卓越学号050512218学生姓名倪兆辉半导体材料论文新能源卓越倪兆辉摘要：本文主要介绍影响硅锗合金的禁带宽度的因素及其热电效应。
热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，随着空间探索兴趣的增加、医用物理学的进展以及在地球难于日益增加的资源考察与探索活动，需要开发一类能够自身供能且无需照看的电源系统，热电发电对这些应用尤其合适。
硅锗合金在作为一种热电材料，在其应用过程中起着举足轻重的作用。
关键词：硅锗合金禁带宽度热电材料组分关系研究背景：随着纳米科技相关研究蓬勃发展，热电材料应用的相关研究亦是欧美日各国在纳米科技中全力发展的重点之一，不论在理论方面或实验方面均有很大的研究空间，纳米材料具有比块材更大的界面，以及量子局限化效应，故纳米结构的材料具有新的物理性质，产生新的界面与现象，这对提升ZT(热电优值)值遭遇瓶颈的热电材料预期应有突破性的改善，故纳米科技被视为寻找高ZT值热电材料的希望。
对于遥远的太空探测器来说，放射性同位素供热的热电发电器是唯一的供电系统。
已被成功的应用于美国宇航局发射的“旅行者一号”和“伽利略火星探测器”等宇航器上。
利用自然界温差和工业废热均可用于热电发电，它能利用自然界存在的非污染能源，具有良好的综合社会效益。
利用帕尔帖效应制成的热电制冷机具有机械压缩制冷机难以媲美的优点：尺寸小、质量轻、无任何机械转动部分，工作无噪声，无液态或气态介质，因此不存在污染环境的问题，可实现精确控温，响应速度快，器件使用寿命长。
还可为超导材料的使用提供低温环境。
另外利用热电材料制备的微型元件用于制备微型电源、微区冷却、光通信激光二极管和红外线传感器的调温系统，大大拓展了热电材料的应用领域。
Si–Ge合金可以说是一种新型的半导体材料,对于微电子技术的发展具有重要的意义.。
Si–Ge合金的相图是由液相线和固相线构成的简单相图。
Ⅲ-Ⅴ族半导体异质结中二维电子气的磁输运性质的开题报告
Ⅲ-Ⅴ族半导体异质结中二维电子气的磁输运性质的开题报告一、选题背景及意义随着半导体技术的不断发展，对于半导体异质结中二维电子气的研究日益重要。
异质结是由两种不同类型的半导体构成的，不同类型半导体的能量带结构不同，使得在界面处形成二维电子气。
这些材料的特殊性质和优异性能给它们在电子学、光学、磁学、能源和传感器等领域的应用带来了广泛的前景。
在半导体异质结中，存在着束缚的二维电子气。
当这些电子处于一个强磁场中时，就会出现一种称为量子霍尔效应的现象。
这种效应不仅本身拥有很大的学术研究价值，而且它还具有很多应用价值，比如用于建立分子电子学、高速计算机及相关芯片、新型智能传感器等。
因此，本论文将通过分析Ⅲ-Ⅴ族半导体异质结中二维电子气的磁输运性质，为研究材料中局域电子能级的形成和本征、掺杂杂质对材料输运性质的影响提供参考。
二、研究内容和方法目前，研究者们主要利用约化密度矩阵理论、磁场下的电子波函数等方法探究材料中二维电子气的磁输运性质。
本论文将采用该方法，以Ⅲ-Ⅴ族半导体异质结为研究对象，分析在外加垂直于二维电子气方向磁场作用下，二维电子气的输运性质。
通过对磁场下的电子波函数进行求解和分析，研究者们可以得到材料中电子的能级分布情况、能带结构以及电子波函数在磁化方向和垂直方向上的变化规律。
同时，通过计算外加磁场下的量子输运特性，比如霍尔电导、霍尔电阻等，可以探究材料的输运性质和电子的移动规律。
三、拟解决的关键问题本论文将主要解决以下两个问题：1. 在磁场作用下，Ⅲ-Ⅴ族半导体异质结中二维电子气的能级分布和能带结构如何变化？2. 研究Ⅲ-Ⅴ族半导体异质结中二维电子气的霍尔电导、霍尔电阻等量子输运特性，探究材料的输运性质和电子的移动规律。
四、预期结果通过对Ⅲ-Ⅴ族半导体异质结中二维电子气的磁输运性质进行分析，可以得到材料中电子的能级分布情况、能带结构以及电子波函数在磁化方向和垂直方向上的变化规律。
同时，通过计算外加磁场下的量子输运特性，比如霍尔电导、霍尔电阻等，可以探究材料的输运性质和电子的移动规律。
飞秒脉冲激光冲击强化中等离子体压力时空演化规律
飞秒脉冲激光冲击强化中等离子体压力时空演化规律
倪辉
【期刊名称】《爆炸与冲击》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】为研究飞秒脉冲激光冲击强化中等离子体压力时空演化规律,利用考虑电子态密度(DOS)效应的模型计算了电子热容和电声耦合系数随电子温度的演化规律,并与采用QEOS(quotidian equation of state)模型计算结果进行了对比;提出DOS飞秒脉冲激光冲击强化模型,计算得到电子温度、晶格温度、等离子体羽位置时间演化规律和等离子体压力时空演化规律,并与QEOS飞秒脉冲激光冲击强化模型结果进行了对比。
结果表明:DOS飞秒脉冲激光冲击强化模型计算得到的等离子体羽位置随时间的演化规律与实验结果吻合程度更好;增加激光能量或功率密度、考虑电子DOS效应会增加电子、晶格温度和等离子体压力。
【总页数】9页(P116-124)
【作者】倪辉
【作者单位】中国科学技术大学环境科学与光电技术学院;中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O383;O539
【相关文献】
1.高强度飞秒激光脉冲驱动的激光等离子体理论和实验研究
2.飞秒强激光脉冲在等离子体中的自压缩
3.飞秒激光诱导微结构中飞秒时间分辨等离子体的时空动力学过程(特邀)
4.强飞秒激光脉冲诱导空气等离子体细丝长度的声学测量
5.圆偏振涡旋激光脉冲驱动等离子体产生飞秒磁脉冲的研究
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半导体纳米结构的电子输运行为分析
半导体纳米结构的电子输运行为分析近年来，随着纳米科技的快速发展，半导体纳米结构的研究引起了广泛的关注。
这些纳米结构的尺寸远小于传统材料，表现出与宏观材料不同的性质。
其中，纳米结构的电子输运行为是一个重要的研究领域。
本文将从不同角度对半导体纳米结构的电子输运行为进行分析。
首先，我们来看一下半导体纳米结构的电子输运现象。
在半导体纳米结构中，电子的行为受到量子力学效应的显著影响。
由于其尺寸小于德布罗意波长，纳米结构中的电子表现出不同于宏观材料的行为。
例如，纳米结构中的电子可以表现出量子隧穿效应，即电子可以穿过势垒，以形成电子电流。
另外，纳米结构的表面/界面效应也会对电子输运行为产生显著影响。
表面/界面的缺陷和杂质会引起电子的散射，从而影响电子的传输。
其次，我们仔细研究半导体纳米结构中电子输运的机制。
在纳米结构中，电子通过两种主要的输运机制进行传输。
一种是波动输运，即电子以波动的方式在纳米结构中传输。
这种输运机制主要适用于自由传输的状态，其中电子的波长远大于纳米结构的尺寸。
另一种是限制输运，即电子受到纳米结构的限制，以离散的方式进行传输。
这种输运机制主要适用于受限制的状态，其中电子的波长与纳米结构的尺寸相当。
这两种传输机制在纳米结构中相互作用，决定了整体的电子输运行为。
接下来，我们讨论半导体纳米结构中的电子输运现象对器件性能的影响。
半导体纳米结构的电子输运行为对纳米电子器件的性能表现具有重要的影响。
例如，在纳米晶体管中，电子输运的特性直接决定了器件的开关速度和电导率。
此外，纳米结构中的电子输运行为还影响着太阳能电池、传感器等纳米器件的工作性能。
因此，准确理解纳米结构中的电子输运现象对于纳米器件的性能优化具有重要意义。
最后，我们展望一下未来对半导体纳米结构电子输运行为分析的发展方向。
随着纳米技术的快速发展，我们对半导体纳米结构中电子输运行为的理解将会进一步提高。
未来的研究将继续探索更高级的理论模型和计算方法，以更准确地描述和预测电子输运行为。
半导体超晶格中负微分电导及其非线性特性的研究共3篇
半导体超晶格中负微分电导及其非线性特性的研究共3篇半导体超晶格中负微分电导及其非线性特性的研究1半导体超晶格中负微分电导及其非线性特性的研究半导体超晶格是一种具有特殊晶体结构和性质的形式，其性能比普通半导体更为优异。
在半导体超晶格中，一些特殊的电学现象受到了研究者们的广泛关注。
其中，负微分电导现象引起了极大的兴趣。
负微分电导现象是指在某些材料中，随着电压的加大，电流并不像正常情况下那样增大，反而出现减小的现象。
这种电流随电压下降的现象被称为负微分电导（NDC），是一种负导数现象。
负微分电导的出现为新型电子器件的制备和应用提供了新的思路和可能性。
半导体超晶格材料中负微分电导现象的研究和应用也成为了当前新兴材料研究的热点。
半导体超晶格中的负微分电导现象主要是由其非线性特性引起的。
在正常情况下，电势差和电流之间的关系可以通过欧姆定律来描述，即I=U/R，其中I表示电流，U表示电势差，R表示电阻。
然而在半导体超晶格中，这种关系并不适用。
随着电压加大，电子被加速到高速运动，当电压达到一定程度后，电子将在深度周期结构中被扭曲和折射。
这些被扭曲的电子不仅导致电流的减小，还能够在结构周期内相互干涉，增强量子隧穿效应，造成电阻率的变化。
针对半导体超晶格中负微分电导现象，许多学者进行了大量的研究。
他们通过研究材料的微观结构和表征，以及研究材料的输运特性和非线性关系，加深了人们对半导体超晶格负微分电导现象的理解，为实现其应用提供了新的思路。
除了理论研究外，半导体超晶格负微分电导现象的应用也正在快速发展。
例如，该现象可用于设计新型电荷放大器、微波信号放大器、偏置稳压器件和高性能传感器等。
此外，对于新型太阳能电池和热电器件等光、热转化的能量转换领域也有广泛的应用前景。
这些应用拓展了半导体超晶格负微分电导现象的应用，提高了其应用价值和实用性。
总之，半导体超晶格中负微分电导及其非线性特性的研究，为光、电子学和信息技术领域带来了巨大的贡献。
《2024年半导体量子阱中的杂质态和激子的压力效应》范文
《半导体量子阱中的杂质态和激子的压力效应》篇一一、引言随着纳米科技和半导体技术的快速发展，半导体量子阱（Quantum Wells，QWs）作为一种新型的纳米材料，在光电子器件、量子计算等领域展现出巨大的应用潜力。
在半导体量子阱中，杂质态和激子等电子态的物理性质对外部环境的微小变化非常敏感，尤其是压力效应。
本文将重点探讨半导体量子阱中的杂质态和激子在压力作用下的变化规律及其物理机制。
二、半导体量子阱的基本概念半导体量子阱是一种具有二维电子气结构的低维半导体材料，其电子和空穴在某一方向上受到强烈的量子限制，形成分立的能级结构。
这种特殊的能级结构使得半导体量子阱在光学、电学等方面展现出独特的性质。
三、杂质态的压力效应杂质态是半导体量子阱中一种重要的电子态，其性质受到杂质元素的影响。
在压力作用下，杂质态的能级会发生移动，从而影响电子的传输和跃迁过程。
具体而言，随着压力的增大，杂质态的能级会向高能方向移动，导致电子的跃迁能量增加，进而影响半导体的光学和电学性质。
此外，压力还会改变杂质元素的电子云分布，进一步影响杂质态的能级结构。
四、激子的压力效应激子是半导体量子阱中一种重要的准粒子，由电子和空穴通过库仑力结合而成。
在压力作用下，激子的性质也会发生显著变化。
一方面，压力会使激子的能级发生移动，从而影响激子的产生和复合过程；另一方面，压力还会改变激子的寿命和扩散长度，进一步影响半导体的光电器件性能。
此外，压力还会导致激子间的相互作用增强，从而影响激子的产生和湮灭过程。
五、压力效应的物理机制半导体量子阱中的杂质态和激子在压力作用下的变化规律，主要受到压力对电子云分布、能级结构和相互作用的影响。
具体而言，随着压力的增大，电子云分布会发生改变，导致能级结构的调整；同时，压力还会改变电子和空穴间的相互作用力，进一步影响激子的性质。
这些变化规律可以通过理论计算和实验手段进行验证和分析。
六、实验与讨论为了研究半导体量子阱中杂质态和激子的压力效应，我们进行了系列实验。
一种新的高电子迁移率晶体管I_V解析模型
式中: Vth为阈值电压 ; V ( x ) 为沟道电压; di 为隔离 层厚度 ; d d 为 n- A l G aAs 层厚度 ; d 为二维电子 气厚度 ; 为真空介电常数与半导体材料 A l Ga As 相对介电常数之积.
: V ( 0 ) = Id sR s, V (L g ) = Vds - I dsR d.
2008 年 第 29 卷
9月 第 3期
郑 州大学 学报 ( 工 学版 ) Journa l of Zhengzhou U n ive rs ity ( Eng ineer ing Sc ience)
Sep 2008 V o l 29 N o 3
文章编号 : 1671- 6833( 2008) 03- 0031- 04
一种新的高电子迁移率晶体管 I - V 解析模型
向
摘
Hale Waihona Puke 兵, 侯卫周( 河南大学 物理与 电子学院 , 河南 开封 475001) 要 : 随着通信技术的发展 , H EM T 器件的栅长变得越来越 短 , 而 早期的速度 - 场经验 公式随着 栅长
的不断减小已不能精确地描述这种变化 . 通过对现有的速度 - 场经验公式的计算机模拟仿 真 , 发 现其与 实测的文献数据之间存在一定的误差 , 因 而提出一种改进的速度 - 场经验公式 , 在线性 电荷控制 模型的 基础上 , 考虑沟道长度调制效应 , 解析出一种新的 高电子迁 移率晶 体管 (H EM T ) I - V 模型 . 仿真结 果表 明 , 该模型具有较高的精度 . 关键词 : 高电子迁移率晶体管 ; 模型 ; 二 维电子气 ; 速度 - 场 中图分类号 : TN 386 . 3 文献标识码 : A
2
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CoNi镀层长度对软硬磁微丝微波磁性的影响
文章编号：1674-2869（2020）05-0581-04巨磁阻抗效应（giantm agnetoimpedance effect ，GMI ）是指软磁材料的交流阻抗随外加磁场变化而发生显著变化的效应。
GMI 效应的产生原因主要是由于其具有特殊的竹节状磁畴结构。
采用熔融拉丝法制备玻璃包覆合金微丝过程中，进行快速淬火处理时，合金微丝的表面先于中心部分凝结，在圆周方向形成压缩应力，中心部分受牵引力的作用形成轴向张力。
在淬火残余内应力和退磁能的共同作用下，合金微丝内部形成特有的核~壳（core~shell ）磁畴结构，也就是所谓的竹节状磁畴结构。
由于玻璃包覆合金微丝具有灵敏度高、快速响应、非接触、适合低温等诸多优点，很适合将其应用到弱磁传感器的研制上，受到各相关领域学者的极大关注［1-3］。
收稿日期：2020-05-08作者简介：田斌，博士，副教授。
E -mail ：*****************.cn引文格式：田斌，夏航.CoNi 镀层长度对软/硬磁微丝微波磁性的影响［J ］.武汉工程大学学报，2020，42（5）：581-584.CoNi 镀层长度对软/硬磁微丝微波磁性的影响田斌，夏航武汉工程大学电气信息学院，湖北武汉430205摘要：采用熔融拉丝法和磁控溅射方法制备了Co 59.1Fe 14.8Si 10.2B 15.9\Au 复合结构微丝。
研究了硬磁层长度对软磁/硬磁双相磁性微丝的巨磁阻抗效应及微波磁性能的影响。
通过测量不同硬磁层长度的软磁/硬磁双相磁性微丝在0.1~14GHz 范围内的巨磁阻抗效应和电阻谱，发现当CoNi 镀层长度L =5mm 时，MI 谱出现最大值的频率f =1.6GHz ，电阻谱出现两个峰FMR0和FMR1。
随着硬磁层长度的增加，一方面MI 谱出现最大值的频率向低频段移动，另一方面，发生铁磁共振的损耗也被进一步降低。
研究成果可以应用于微波磁性传感器的研发。
关键词：双相磁性合金微丝；巨磁阻抗；铁磁共振；微波中图分类号：TN604文献标识码：ADOI ：10.19843/42-1779/TQ.202005006Influence of CoNi Coating Length on Microwave Magnetic ofSoft/Hard Magnetic MicrowiresTIAN Bin ，XIA HangSchool of Electrical &Information Engineering ，Wuhan Institute of Technology ，Wuhan 430205，ChinaAbstract ：Co 59.1Fe 14.8Si 10.2B 15.9\Au composite microwires were prepared by melt drawing and magnetron sputtering techniques.The influences of the length of hard magnetic layer on the giant magneto -impedance effect and microwave magnetic properties of soft/hard magnetic dual -phase magnetic microwires were investigated.The giant magneto -impedance effect and resistance spectra of soft/hard magnetic biphasic microwires with different hard layer lengths were measured in a range of working frequencies from 0.1to 14GHz.It was found that when the length of CoNi coating L equals to 5mm ，the maximum frequency of giant magneto -impedance effect spectrum reaches 1.6GHz ，and two peaks FMR0and FMR1appear in the resistance spectrum.The frequency of the maximum MI spectrum approaches low frequency band ，and the loss of ferromagnetic resonance also reduces with the increase of the length of hard magnetic layer.The research results can be applied to the research and development of microwave magnetic sensors.Keywords ：biphase microwire ；giant magneto -impedance ；ferromagnetic resonance ；microwave武汉工程大学学报第42卷当玻璃包覆合金微丝接入电路后，由于驱动电流频率过高，电路会存在电感和电容效应。
平带条件下SOI nLIGBT漂移区表面小注入间接复合寿命模拟
0
0
⎜0 0 0
1 4
0
−
4h 3
1 3
3h 2
−
3h 2
− 4h3 3h 2
h4 − h3
⎟ ⎟ ⎟
。
⎜0 0 0 0 ⎜
0
1 2
− 2h h2 ⎟ ⎟
⎜0 0 0 0
0
0
1 −h ⎟
⎜⎝0 0 0
0
0
0
0
1 ⎟⎠
(12)
4. 结果与讨论
在上述矩阵算法基础上，我们采用 MATLAB 平台的循环嵌套矩阵运算方法分别对 SOI nLIGBT 的 n 型漂移区和 n 型缓冲区表面间接复合进行了编程模拟，给出了三组模拟结果依 次如图 3-图 5 所示。其中，图 3(a)和(b)分别给出了式(1)中三个积分项及其和与漂移区和缓冲 区掺杂浓度的关系。图 4 和图 5 则分别给出了相应情况下的表面间接复合率与表面间接寿命。
I3 = CQ[K (W1 −W2 )]
(11)
式
中
，
行
向
量
Q
=
⎜⎜⎝⎛
9.1604 g8
17.868 g7
−15.278 g6
− 2.7776 g5
19.549 g4
30.25 g3
−11.343 g2
19.564 g
⎟⎟⎠⎞
，列向
( ) 量W = w7 w6 w5 w4 w3 w2 w ln w T ， W1 和W2 分别对应 EF 和 EC2 时的列
向量W ，而系数右上三角阵 K 则表示为
⎜⎛
1 7
−
7h 6
21h2 5
− 35h3 4
35h4 3
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课程半导体物理论文学院物理与电子工程学院专业新能源科学与工程班级新能源卓越学号050512218学生姓名倪兆辉半导体材料论文新能源卓越倪兆辉摘要：本文主要介绍影响硅锗合金的禁带宽度的因素及其热电效应。
热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，随着空间探索兴趣的增加、医用物理学的进展以及在地球难于日益增加的资源考察与探索活动，需要开发一类能够自身供能且无需照看的电源系统，热电发电对这些应用尤其合适。
硅锗合金在作为一种热电材料，在其应用过程中起着举足轻重的作用。
关键词：硅锗合金禁带宽度热电材料组分关系研究背景：随着纳米科技相关研究蓬勃发展，热电材料应用的相关研究亦是欧美日各国在纳米科技中全力发展的重点之一，不论在理论方面或实验方面均有很大的研究空间，纳米材料具有比块材更大的界面，以及量子局限化效应，故纳米结构的材料具有新的物理性质，产生新的界面与现象，这对提升ZT(热电优值)值遭遇瓶颈的热电材料预期应有突破性的改善，故纳米科技被视为寻找高ZT值热电材料的希望。
对于遥远的太空探测器来说，放射性同位素供热的热电发电器是唯一的供电系统。
已被成功的应用于美国宇航局发射的“旅行者一号”和“伽利略火星探测器”等宇航器上。
利用自然界温差和工业废热均可用于热电发电，它能利用自然界存在的非污染能源，具有良好的综合社会效益。
利用帕尔帖效应制成的热电制冷机具有机械压缩制冷机难以媲美的优点：尺寸小、质量轻、无任何机械转动部分，工作无噪声，无液态或气态介质，因此不存在污染环境的问题，可实现精确控温，响应速度快，器件使用寿命长。
还可为超导材料的使用提供低温环境。
另外利用热电材料制备的微型元件用于制备微型电源、微区冷却、光通信激光二极管和红外线传感器的调温系统，大大拓展了热电材料的应用领域。
Si–Ge合金可以说是一种新型的半导体材料,对于微电子技术的发展具有重要的意义.。
Si–Ge合金的相图是由液相线和固相线构成的简单相图。
对于50%的Si –Ge混合物，在1108oC时开始熔化, 到1272oC时完全熔化; 在1150oC下, 液相Si–Ge中含Si 22%, 而固相Si–Ge中含Si 58%.；Si–Ge的电子迁移率近似与空穴迁移率相等，而且都比Si的高; Si –Ge在低数据速率（10Gbit/s）中优于Si .；Si–Ge的热导率是GaAs的3倍,则在20GHz 下工作的Si–Ge器件的功率,相当于Si器件的10%~20%,这可增强线性度（使噪声降低,可靠性提高）.；由于Si和Ge的电子亲和能很接近(分别是4.00eV和4.05eV), 则Si/Si–Ge异质结的能带突变量基本上是ΔEv, 这对n-p-n HBT十分有利。
理论基础：IV族元素硅、锗的晶体都具有金刚石结构，他们能以任意比例互相熔合，形成Si1-x Gex 合金材料。
其晶格常数a（x）遵从V egard定律，即a(x)=a si+(a Ge-a Si)x≈a si+0.0227式中，x为Si1-x Gex合金中组元Ge的组分（或者成为混晶比），0≤X≦1.在室温下，硅的晶格常数a si=0.543102nm，而锗的晶格常数a Ge=0.565791nm。
Si1-x Gex合金的晶格常数a（x）随之增大。
SiGe合金的本征跃迁发光波长范围是1.3μm~1.55μm, 这正是长距离光纤通信的理想波长窗口; 但是, SiGe合金是间接禁带半导体, 不能直接用作发光材料; 不过在SiGe/Si的应变超晶格中, 由于能带交叠, 将使SiGe变成直接禁带半导体, 从而可用于OELSIC。
组成SiGeC 合金：在SiGe中加入C,可补偿晶格失配,能够改善SiGe/Si异质结的界面性能;同时,在SiGe 中加入C,可调节能带结构, 造成异质结导带有较大的突变, 以增强对电子的量子限制作用, 提高载流子的辐射复合几率.在研制半导体期间是，经常需要将一种半导体材料（即衬底）上进行生长，由于二者晶格常数大小不同，在两种材料间长生晶格失配。
大量研究证明，用分子束外法（MBE），在衬底上外延生长Si1-x Gex合金层薄膜，可以生长出于衬底硅晶格失配率高达百分之几的Si1-x Gex外延层，当生长的外延层厚度在适当的范围时，晶格的失配可以通过Si1-x Gex合金层的应变得到补偿或调节，仍可以获得无界面失配位错的Si1-x Gex合金层。
这种生长模式称为赝晶成长（赝形生长或共格生长），所生长的Si1-x Gex合金层称为应变Si1-x Gex合金。
这种应变Si1-x Gex合金式研制性能优良的半导体器件的重要材料之一，受到了人们的广泛重视和研究。
对于包括半导体在内的晶体，其中的电子既不同于真空中的自由电子，也不同于孤立原子中的电子。
真空中的自由电子具有连续的能量状态，即可取任何大小的能量；而原子中的电子是处于所谓分离的能级状态。
晶体中的电子是处于所谓能带状态，能带是由许多能级组成的，能带与能带之间隔离着禁带，电子就分布在能带中的能级上，禁带是不存在公有化运动状态的能量范围。
半导体最高能量的、也是最重要的能带就是价带和导带。
导带底与价带顶之间的能量差即称为禁带宽度（或者称为带隙、能隙）。
禁带中虽然不存在属于整个晶体所有的公有化电子的能级，但是可以出现杂质、缺陷等非公有化状态的能级——束缚能级。
例如施主能级、受主能级、复合中心能级、陷阱中心能级、激子能级等。
顺便也说一句，这些束缚能级不只是可以出现在禁带中，实际上也可以出现在导带或者价带中，因为这些能级本来就不属于表征晶体公有化电子状态的能带之列。
禁带宽度是半导体的一个重要特征参量，其大小主要决定于半导体的能带结构，即与晶体结构和原子的结合性质等有关。
半导体价带中的大量电子都是价键上的电子（称为价电子），不能够导电，即不是载流子。
只有当价电子跃迁到导带（即本征激发）而产生出自由电子和自由空穴后，才能够导电。
空穴实际上也就是价电子跃迁到导带以后所留下的价键空位（一个空穴的运动就等效于一大群价电子的运动）。
因此，禁带宽度的大小实际上是反映了价电子。
无应变的体材料Si1-x Gex合金在4.2K低温下，其禁带宽度Eg（x）与锗组分x的关系为Eg(x)=1.115-0.43x+0.0206x2eV 0<x<0.85Eg(x)=2.01-1.27xeV 0.85<x<1 应变Si1-x Gex合金的禁带宽度与锗组分的关系为Eg（x）=1.12-0.96x+0.43x2-0.17x3应变Si1-xGex合金的禁带宽度随锗组分的增大而变窄的趋势远远快于无应变的体材料Si1-x Gex合金。
因此，可以利用不同大小的应变来调节应变Si1-x Gex合金的禁带宽度。
半导体禁带宽度与温度和掺杂浓度等有关：半导体禁带宽度随温度能够发生变化，这是半导体器件及其电路的一个弱点（但在某些应用中这却是一个优点）。
半导体的禁带宽度具有负的温度系数。
如果由许多孤立原子结合而成为晶体的时候，一条原子能级就简单地对应于一个能带，那么当温度升高时，晶体体积膨胀，原子间距增大，能带宽度变窄，则禁带宽度将增大，于是禁带宽度的温度系数为正。
但是，对于Si1-x Gex合金，在由原子结合而成为晶体的时候，价键将要产生所谓杂化（s 态与p态混合——sp3杂化），结果就使得一条原子能级并不是简单地对应于一个能带。
所以，当温度升高时，晶体的原子间距增大，能带宽度虽然变窄，但禁带宽度却是减小的——负的温度系数。
当掺杂浓度很高时，由于杂质能带和能带尾的出现，而有可能导致禁带宽度变窄。
禁带宽度对于半导体器件性能的影响是不言而喻的，它直接决定着器件的耐压和最高工作温度；对于BJT，当发射区因为高掺杂而出现禁带宽度变窄时，将会导致电流增益大大降低。
热电效应，是当受热物体中的电子（空穴），因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。
而这个效应的大小，则是用称为thermopower(Q)的参数来测量，其定义为Q=E/-dT(E为因电荷堆积产生的电场，dT则是温度梯度)。
Si1-x Gex合金这种半导体材料具有较高的热电势可以成功地用来做成小型热电制冷器。
N型半导体和P型半导体构成的热电偶制冷元件。
用铜板和铜导线将N型半导体和P型半导体连接成一个回路，铜板和铜导线只起导电的作用。
此时，一个接点变热，一个接点变冷。
如果电流方向反向，那么结点处的冷热作用互易。
制造热电产生器或热电致冷器的材料称为热电材料,是一种将电能与热能交互转变的材料。
其优点如下:（1）体积小,重量轻，坚固,且工作中无噪音;（2）温度控制可在±0.1℃之内;（3）不必使用CFC(CFC氯氟碳类物质，氟里昂。
被认为会破坏臭气层)，不会造成任何环境污染;（4）可回收热源并转变成电能(节约能源)，使用寿命长，易于控制。
虽然其优点众多，但利用热电材料制成的装置其效率(<5%)仍远比传统冰箱或发电机小。
所以若能大幅度提升这些热电材料的效率，将对广泛用于露营的手提式致冷器，太空应用和半导体晶片冷却等产生相当重要的影响。
家庭与工业上的冷却将因热电装置无运动的部件，是坚固的，安静的，可靠的，且避免使用会破坏臭气层的含氯氟碳氢化合物。
电热材料需要有高导电性以避免电阻所引起电功率之损失，同时亦需具有低热传导系数以使冷热两端的温差不会因热传导而改变。
创新：通过对硅锗合金的禁带宽度进行分析，研究其对热电效应的影响，再通过其禁带宽度的分析，研究及其禁带宽度受硅锗组分的影响，得出我们可以通过不同大小的应变来调节应变Si1-x Gex合金的禁带宽度，进而达到控制其热电效应，合成出符合要求的硅锗合金的热电材料。
成果：控制硅锗合金的组分，可以合成一种新型硅锗合金，制作简易的小型热电制冷器摘自：徐世六,谢孟贤,张正璠,"Si-Ge微电子技术",国防工业出版社,2008刘恩科，朱秉升，罗晋生，半导体物理学，电子工业出版社，2011鲨鱼利用鼻子里的胶体感知海水温度变化．维普论文检测[引用日期2013-07-14] ．。