技术论坛

  • 石墨烯场效应管的Verilog-A建模

    邓雄彰;常胜;王高峰;黄启俊;王豪;

    在传统硅基器件日益趋近物理极限的背景下,石墨烯场效应管作为一种新型纳米器件受到了广泛关注。以漂移-扩散传输理论为基础,得到了石墨烯场效应管的漏电流解析表达式,并以此建立了适合电路设计的石墨烯场效应管Verilog-A模型。利用该模型对栅长为10μm、沟道宽度为5μm的石墨烯场效应管进行HSPICE仿真,仿真结果与实验所测数据相符。在此基础上,给出了基于石墨烯场效应管的共源放大电路、共漏放大电路和共栅放大电路三种基本电路组态的仿真结果,表明石墨烯场效应管应用于模拟及RF电路具有广阔的前景。

    2012年08期 v.49;No.423 493-497+533页 [查看摘要][在线阅读][下载 1174K]
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器件与技术

  • 晶体硅太阳电池的双层结构钝化膜研究

    李翔;耿会娟;张亚非;

    针对目前基于p型硅片制备的单结太阳电池进一步提高表面钝化膜生产效率,利用氮化硅(SiNx)薄膜良好的钝化效果与价格低廉的二氧化钛(TiO2)膜,降低SiNx镀膜厚度减薄对少子寿命的影响。在单晶硅片表面先用PECVD法沉积SiNx薄膜,然后用热喷涂沉积TiO2薄膜。对比测试了热喷涂沉积TiO2薄膜前后电池的性能,结果表明在SiNx膜上增加TiO2膜层后少子寿命明显提高,这可能是TiO2膜结构内存在固定正电荷所致。这种双层结构封装后的太阳电池显示出了较好的光学与电学性能,对进一步改进太阳电池性能具有重要参考价值。

    2012年08期 v.49;No.423 498-502+556页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • SiC电力电子器件对电力系统的影响

    于晶荣;曹一家;王一军;韩华;谢慧娟;吴伟标;

    宽禁带SiC材料被认为是高性能电力电子器件的理想材料,比较了Si和SiC材料的电力电子器件在击穿电场强度、稳定性和开关速度等方面的区别,着重分析了以SiC器件为功率开关的电力电子装置对电力系统中柔性交流输电系统(FACTS)、高压直流输电(HVDC)装置、新能源技术和微电网技术领域的影响。分析表明,SiC电力电子器件具有耐高压、耐高温、开关频率高、损耗小、动态性能优良等特点,在较高电压等级(高于3 kV)或对电力电子装置性能有更高要求的场合,具有良好的应用前景。

    2012年08期 v.49;No.423 503-509+547页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K]
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  • 基于钒的表面等离子体宽带广角红外光吸收器

    冯佳;张波;

    探讨了基于金属钒亚微米结构的表面等离子体宽带广角红外光吸收器,它由置于表面涂覆介质层的金属钒衬底上方周期性排列的无限长钒条构成。使用有限元方法计算了其吸收谱,当P极化平面电磁波以小角度(小于20°)入射时,吸收率达到98%以上,波长为1.08~1.60μm;当P极化平面波以大角度(小于50°)入射时,吸收率达到98%以上,波长为1.08~1.44μm;当P极化平面波以10°入射时,谐振峰(λ=1.54μm)的吸收率达到99.9%。此外,由于金属钒的熔点很高,基于金属钒的吸收器可用于强光高功率的场合。

    2012年08期 v.49;No.423 510-515+541页 [查看摘要][在线阅读][下载 755K]
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材料与结构

  • 原位形成的金纳米颗粒对溶菌酶结构的影响

    杨涛;李敏;沈福刚;张洪波;任淑霞;杨超;

    在溶菌酶水溶液中,用NaBH4原位还原HAuCl4得到了溶菌酶稳定的金纳米颗粒。这些溶菌酶稳定的金纳米颗粒具有亲水性、生物兼容性以及良好的溶胶稳定性。紫外-可见光谱、透射电子显微镜以及动态光散射实验对所得产物的表征结果说明实验中形成了分散性良好的直径约2 nm的金纳米颗粒。傅里叶变换红外光谱和圆二色谱实验表明,与金纳米颗粒作用之后的溶菌酶分子仍然保持了结构的完整性,金纳米颗粒的形成没有对蛋白质的一级和二级结构造成影响。基于其良好的溶胶稳定性及生物兼容性,这些溶菌酶稳定的金纳米颗粒在纳米科技和生物医学领域具有潜在的应用价值。

    2012年08期 v.49;No.423 516-521页 [查看摘要][在线阅读][下载 481K]
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  • 碳纳米薄膜材料的研究进展

    关磊;

    碳纳米薄膜是一种新型碳纳米材料,因其具有优良的物理和化学性能、很好地应用前景而受到了广泛关注。综述了无定形碳膜、石墨烯膜、类金刚石碳(DLC)膜、金刚石膜、CNx膜和碳纳米管(CNT)膜的制备方法和结构的研究进展,总结了其在不同领域的潜在应用价值。探讨了该研究领域亟待解决的问题以及今后的发展前景。今后一段时间内对碳纳米薄膜材料的制备和应用研究将会更加深入,研究应致力于碳纳米薄膜制备方法的简单化,寻求价格低廉的碳源,同时对应用开发还要有所拓展。

    2012年08期 v.49;No.423 522-525+552页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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MEMS与传感器

  • 介质上电润湿液滴输运、合并及振荡实验研究

    白锋;洪芳军;

    利用MEMS技术制作了平板电润湿芯片,建立了可视化实验研究平台,运用高速CCD对分裂式电极施加交流电压后的液滴传输和合并过程以及相邻电极接地式芯片上液滴的交流振荡过程进行了可视化实验研究。除了对液滴形状的观测外,还重点关注了接触线的运动规律。研究发现,接触角滞后现象将导致接触线在液滴输运、合并以及振荡过程中出现停顿现象,在液滴振荡过程中,只有施加电压足够大时,才能克服这种迟滞现象。当液滴初始位置偏离电极对中心时,在一定条件下交流电作用将造成液滴形态左右摇摆、接触线非对称运动的非对称振荡现象。

    2012年08期 v.49;No.423 526-533页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K]
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  • 电磁型振动能量收集器研究及发展现状

    陈勇;丁杰雄;

    介绍了电磁感应型振动能量收集器的基本工作原理,根据法拉第电磁感应定律导出了感生电动势和电磁阻尼与能量收集器结构及运动速度的关系。回顾了电磁能量收集器的发展历程和现状,从原始的直线共振型到最新的非共振转动型振动能量收集器,详细梳理了近年来电磁型振动能量收集器的基本结构、工作方式和性能,比较了直线共振型和非共振转动型两类能量收集器的特点及适用环境。根据能量收集器输出能量最大化的要求,从电磁阻尼、升压变换及反馈控制几方面对后端功率输出处理电路的设计特点进行了分析。最后,展望了振动能量收集器的发展趋势。

    2012年08期 v.49;No.423 534-541页 [查看摘要][在线阅读][下载 701K]
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  • MEMS器件在航天领域的应用及发展

    吴向东;

    介绍了MEMS器件在航天领域的应用及发展,通过航天应用的一些要求和特点,分析了MEMS器件在航天应用中重点关注的一些可靠性问题,如辐射、真空、热冲击和机械振动。根据MEMS器件在当今航天领域的实际应用状况,展望了MEMS器件的前景。提出MEMS器件已成为航天应用领域不可缺的重要器件,在实现系统的小型化、低成本化和性能改善上发挥着巨大的作用。最后预测MEMS器件的发展趋势是取代空间载体、通信和导航平台及有效载荷上体积大而笨重的器件,最终实现航空航天系统的小型化、智能化和集成化。

    2012年08期 v.49;No.423 542-547页 [查看摘要][在线阅读][下载 277K]
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加工、测量与设备

  • 微纳加工中探针与工件碳元素作用机理

    陈志舜;何道伟;李勇;王利光;

    以加工件中碳原子为基本模型,构成与电极间相互作用系统。通过理论计算和模拟研究了碳元素在外加电极情况下,整个系统的电子传输过程与电子态密度的分布,结果显示费密能级附近态密度不为零,有能带存在,且能带较宽,离域性较强。同时对电极和工件间距不断变化时系统的电子传输和态密度的变化进行了研究,结果表明,随着距离的增加,本征能量不断减少,电子态密度降低,电子隧穿减弱,从而导致传输概率也逐渐降低。当距离大于0.4 nm时,电子不能完全通过,电火花加工处于截止状态。

    2012年08期 v.49;No.423 548-552页 [查看摘要][在线阅读][下载 415K]
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  • 碱性抛光液中H2O2对铜布线CMP的影响

    岳红维;王胜利;刘玉岭;王辰伟;尹康达;郑伟艳;串利伟;

    化学机械平坦化(CMP)过程中,抛光液的化学作用对平坦化效果起着不可替代的作用。介绍了碱性抛光液中氧化剂(H2O2)对铜布线CMP的作用:H2O2对铜的强氧化性可以将铜氧化为离子状态,然后在螯合剂的螯合作用下快速去除铜膜;H2O2对铜的钝化作用可以保护凹处铜膜不被快速去除,从而有效降低高低差。此外,还研究了碱性抛光液中不同H2O2浓度对铜的静态腐蚀速率、动态去除速率及铜布线平坦化结果的影响。研究表明:抛光液对铜的静态腐蚀速率随H2O2浓度的增大逐渐降低然后趋于饱和;铜的动态去除速率随H2O2浓度的增大而逐渐降低;抛光液的平坦化能力随H2O2浓度的增大逐渐增强再趋于稳定。

    2012年08期 v.49;No.423 553-556页 [查看摘要][在线阅读][下载 296K]
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  • 重掺磷衬底上外延层生长工艺研究

    高淑红;袁肇耿;赵丽霞;

    重掺磷衬底上硅外延片是制作集成电路开关电源的肖特基二极管和场控高频电力电子器件的首选产品。重掺磷衬底外延片可以大幅降低压降中半导体部分引起的压降所占的比例。介绍了重掺磷外延片的一种实用生产技术,在高浓度衬底外延后失配现象、杂质外扩抑制方法、减少外延过程中衬底磷杂质的挥发等方面进行了研究。在研究的基础上使用CSD公司的EpiPro5000型外延设备进行工艺试验,采用盖帽层分层生长、变流量赶气和低温度生长等工艺条件控制磷杂质的扩散和挥发,从而减少自掺杂效应,获得良好的电阻率均匀性和陡峭的外延层过渡区。试验结果已成功应用于大规模生产,得到了用户认可。

    2012年08期 v.49;No.423 557-561页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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国际视点

  • 产品

    王玲;

    <正>Schott公司推出MEMS产业超薄玻璃晶圆北美Schott公司面向MEMS技术应用市场,凭借MEMpax推出了新型超薄高品质硼硅玻璃晶圆,图1所示为其超薄高品质MEMpax硼硅酸盐玻璃。Schott公司的新产品厚度从1.1 mm减薄到0.1 mm。

    2012年08期 v.49;No.423 562页 [查看摘要][在线阅读][下载 100K]
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