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具有复合源极-...的单向 p-GaN 栅极 HEMT
硅基氮化镓高电子迁移率晶体管 (HEMT) 以其低成本、大面积应用等优势在功率器件应用领域引起了广泛关注 [1]。近年来，双向开关在轧机、电梯、风力发电等许多工业双向功率转换应用中备受青睐。此外，常闭单向 HEMT 是实现高性能双向开关的重要器件 [2,3]。常闭单向 HEMT 通常通过在 HEMT 的漏极中嵌入肖特基势垒二极管 (SBD) 来实现。目前已经采用了氟注入或金属氧化物半导体技术。然而，在常闭单向 HEMT 中尚未见具有良好阈值电压 (V th ) 可控性和稳定性的 p-GaN 栅极技术 [4] 的报道。此外，凹陷式肖特基漏极[5]和场板技术[6]可以为实现具有小开启电压（V on ）、高击穿电压（BV）和良好动态性能的单向HEMT提供相关参考。本研究通过实验证明了一种具有凹陷肖特基漏极和复合源漏场板的单向p-GaN HEMT（RS-FP-HEMT）。研究并揭示了漏极电压应力对动态性能的影响。实验。图1（a）和（b）分别显示了传统的带欧姆漏极的p-GaN HEMT（C-HEMT）和提出的RS-FP-HEMT的示意横截面结构。这两个器件都是在GaN-on-Si晶片上制造的。外延结构由 3.4 µ m 缓冲层、320 nm i-GaN 沟道层、0.7 nm AlN 中间层、15 nm Al 0.2 Ga 0.8 N 阻挡层和 75 nm p-GaN 层（Mg 掺杂浓度为 1 × 10 19 cm −3）组成。器件制造首先通过反应离子刻蚀 (RIE) 形成 p-GaN 栅极岛。然后，蒸发 Ti/Al/Ni/-Au 金属堆栈并在 N 2 环境中以 850 ◦C 退火 30 秒。形成凹陷的肖特基漏极
材料科学与工程 B - 先进功能固态材料
现代纳米材料涂层工艺的特点是高温环境和复杂的化学反应，需要精确合成定制设计。这种流动过程极其复杂，除了粘性行为外，还具有传热和传质特性。智能纳米涂层利用磁性纳米粒子，可以通过外部磁场进行操纵。数学模型提供了一种廉价的洞察此类涂层动力学过程固有特性的方法。受此启发，在当前的工作中，开发了一种新的数学模型，用于双催化反应物种在轴对称涂层中扩散，该涂层包裹强制对流边界层流，该流来自浸没在饱和磁性纳米流体的均质非达西多孔介质中的线性轴向拉伸水平圆柱体。其中包括均相和异相反应、热源（例如激光源）和非线性辐射传输。部署了 Tiwari-Das 纳米级模型。使用 Darcy-Forchheimer 阻力公式来模拟多孔介质纤维的体积多孔阻力和二阶惯性阻力。磁性纳米流体是一种水性导电聚合物，由基础流体水和磁性 TiO 2 纳米粒子组成。TiO 2 纳米粒子是一种化学反应物质 (A)，还存在第二种物质 (B)（例如氧气），它也发生化学反应。粘性加热和欧姆耗散也包括在内，以产生更物理上真实的热分析。这里提出的具有物质扩散（物质 A 和 B）的非线性守恒方程通过适当的流函数和缩放变量转换为一组非线性联合多阶 ODE。在 MATLAB bvp5c 程序中，使用四点 Gauss-Lobotto 公式求解上升非线性常微分边界值问题。使用 Adams-Moulton 预测校正数值方案（Unix 中编码的 AM2）进行验证。包括速度、温度、物质 A 浓度、物质 B 浓度、表面摩擦、局部努塞尔特数以及物质 A 和 B 局部舍伍德数的广泛可视化。关键词：Darcy-Forchheimer 模型；水性功能磁性聚合物；智能涂层流；二氧化钛纳米颗粒分数；非线性辐射；均相和非均相化学反应；数值；边界层包裹；努塞尔特数；舍伍德数。
硅上的完全垂直gan p-i-n二极管
esearchers from France's Institute of Electronics, Microelectronics and Nanotechnology (IEMN) and Siltronic AG in Germany claim the first demonstration of high-current operation (above 10A) for vertical gallium nitride (GaN)-based devices on silicon substrates [Youssef Hamdaoui et al, IEEE Transactions on Electron Devices, vol.72（2025），否。1（1月），P338]。 团队评论说：“二极管提供了一个未经原理的高州河流电流，直径超过11.5a。 这既归因于反向N-FACE欧姆接触的优化，也归因于实施厚的铜电镀，将硅底物代替为散热器。”这些设备使用了完全垂直的，而不是垂直的结构 “伪垂直”是指所有触点在芯片或晶圆的前面进行的设备。 虽然设备主体中的电流流在此类排列中大约垂直，但电流在N-Contact层中横向流动。 结果是流动效应倾向于降低伪垂直设备的能力处理能力。 完全垂直的结构有望更高的击穿电压，并降低了抗压电压。 在硅底物上生产，而不是碳化硅或散装/独立式gan，也应使GAN设备在低成本应用中更具竞争力。 通过金属有机化学蒸气沉积（MOCVD）制备了两个六英寸的gan/si晶状体（图1）。 一个晶圆具有4.5µm轻轻的N掺杂（N - ）漂移层。 另一个晶圆具有一个7.4µ流的漂移区域。1（1月），P338]。团队评论说：“二极管提供了一个未经原理的高州河流电流，直径超过11.5a。这既归因于反向N-FACE欧姆接触的优化，也归因于实施厚的铜电镀，将硅底物代替为散热器。”这些设备使用了完全垂直的，而不是垂直的结构“伪垂直”是指所有触点在芯片或晶圆的前面进行的设备。虽然设备主体中的电流流在此类排列中大约垂直，但电流在N-Contact层中横向流动。结果是流动效应倾向于降低伪垂直设备的能力处理能力。完全垂直的结构有望更高的击穿电压，并降低了抗压电压。在硅底物上生产，而不是碳化硅或散装/独立式gan，也应使GAN设备在低成本应用中更具竞争力。通过金属有机化学蒸气沉积（MOCVD）制备了两个六英寸的gan/si晶状体（图1）。一个晶圆具有4.5µm轻轻的N掺杂（N - ）漂移层。另一个晶圆具有一个7.4µ流的漂移区域。根据电化学电容 - 电压（ECV）测量值，漂移层中的硅掺杂浓度为3x10 16 /cm 3，净离子化电子密度为9x10 15 /cm。较厚的漂移层应承受更高的电压，但要以更高的抗性为代价。在弱梁暗场模式下使用透射电子显微镜（TEM）的检查确定螺纹位错密度〜5x10 8 /cm 2。霍尔效应测量值的漂移层迁移率为756cm 2 /v-s。P-I-N二极管是制造的，从用作边缘终止的深斜角台面开始。通过血浆反应离子蚀刻（RIE）和电感耦合等离子体（ICP）蚀刻进行深度蚀刻。边缘终止的目的是将电场散布在交界处，并减少泄漏。
设计用于优化氧化还原的材料配置...
随机访问内存（DRAM）和闪存已达到物理缩放限制。为了解决这个问题，在去年已经提出了新兴的记忆技术。[8-10]，基于氧化还原的电阻随机访问记忆（RERAMS）因其CMOS兼容的制造，功能，多功能性和缩放潜力而受到特别关注。[1,11,12]它被认为是下一代存储记忆，内存档案计算和人工智能的重要组成部分。[3,8,10–12] RERAM是一种两端金属 - 绝缘子 - 金属细胞。绝缘层的电导率（通常是过渡金属氧化物）可以通过外部电刺激引起的离子调节调节。[11]氧化物膜具有传导金属阳离子，构值和氧离子/空位等离子的能力，因此通常称为固体电解质。[13–15]根据功能原理，两种类型的重新拉液特别有前途 - 电化学金属化记忆（ECM）和价值变化存储器（VCM）。[11,16,17] ECM细胞中的电阻转换依赖于在活性电极和反电极之间分别形成和溶解的金属丝。[16]丝的形成对应于设定的过程，在此过程中，细胞从高电阻状态（HRS）转换为低电阻状态（LRS）。设定的过程伴随着单个个体电化学过程，即活动电极的电离（氧化），金属阳离子在氧化物电解质中的扩散和计数器电极下的成核/生长。反向电势的应用通过氧化/溶解细丝将细胞转换回HRS，从而导致重置过程。电化学活性金属（例如Ag，Cu或它们的合金/化合物）通常用作活性电极。[13,18,19]反电极由PT，IR或化合物（例如TIN）等惰性材料制成。[18–20] VCM细胞由具有高功函数的底部电极组成（例如，PT，TIN），该电极与氧化物形成了Schottky界面。顶部电极具有电活性，通常是具有高氧亲和力（例如TA，Ti，HF）的金属，它允许氧化还原反应/离子交换并与氧化物形成欧姆接触，有利于氧气空位缺陷形成。[21,22]被广泛接受的是，VCM电池的电阻转换是通过通过迁移和氧气空位缺陷的重新分布来调节Schottky界面处的静电屏障。[11,23]
物理评论信131，199701（2023）
参考。[1]，研究了由欧姆传输线拆下的约瑟夫森交界处。作者提出了一个相图，其已建立文献中没有预期的特征[2]。我们表明，他们的数值重归其化组（NRG）计算遭受了几个缺陷，因此无法信任以证实其主张。nrg通过构建递归哈密顿人捕获低能量物理学，hnÞ1¼HnÞΔhnnÞ1，迭代地对角度化。NRG工作需要刻度分离，即，δHnÞ1应用n [3]呈指数降低。参考文献中的NRG方案。[1]，δhnÞ1与H 0相同[见等式。（S51）和（S52）在[1]的补充材料中。 ]这是一个已知的问题，只能通过引入红外临界值来治愈[4]。结果，NRG无法流到正确的红外固定点。为了证明这一点，我们考虑了大电导α和大e j = e c，其中[1]中研究的系统几乎是谐波，使我们能够扩展-e j cos- e j cos- ejðejðejðξ2= 2 = 2 - 1Þ。我们比较了余弦和二次电位的NRG方案获得的低能光谱与后者获得的精确光谱。作为图。1显示，NRG的结果与第七个RG步骤后的精确频谱不同。因此，[1]中提出的NRG方案是不可靠的，不能信任预测相图。（有关迁移率μ10的RG流程的讨论，请参见[5]的附录。）[1]中的相图以另一种方式存在缺陷。直到这是即使一个人信任所采用的NRG方案，在小α和小E J = E C处看到的返回超导性是数值伪像。图1在E J = EC¼0时重现Hcosðφivsα的结果。15在图。4，在n> 0的每个模式下以截断参数nb¼15获得。为了正确的结果，当n b增加时，它不得改变。相反，我们看到hcosðφi消失的区域成长为包括间隔α∈½0； 0。2当N B增加时。因此，[1]中相图中的显而易见的重输入超导性源于未交配的数据。在[1]中，有人认为，当连接被足够大的阻抗分流时，超导性是很常见的。我们强调的是，在α→0之前服用热力学极限n→∞，将连接与发散的φ波动相结合，从而使连接处的零频率响应不繁琐。该对象字母还包含一个简短的功能重新归一化组（FRG）参数，在α<1处的超导率和大e j = e c。所涉及的近似值不受任何明显的小参数控制。仍然不知道FRG是否可以以1 <α<2 [4]重现红外Luttinger指数，其中相位滑动在非琐事上影响结果。
电力的导体和绝缘体列表
分类为电导体的材料具有有效携带或运输电流的能力，而由于内部电子的移动有限，绝缘子无法这样做。电子流经物质的易于性主要取决于它们可以轻易地经过其原子和原子核的方式。铁和钢等材料是示例性的导体，而玻璃和塑料等物质的电导率较差。价电子在电导传导中的作用不能夸大；这些最外面的电子与他们的父原子松散结合，并且可以相对容易从其位置移开。易于获得或损失电子的无机材料通常显示高电导率，而有机分子由于将它们固定在一起的强共价键而倾向于绝缘。有趣的是，某些材料可能会根据其组成而表现出不同水平的电导率；例如，纯净水是一种绝缘子，但脏水在某种程度上导致电力。添加杂质或与其他元素掺杂可以显着改变材料的电导率。在电导体中，由于普通条件下的高电导率，银是最好的。然而，它对破坏的敏感性和随后降低电导率的氧化物层的形成不可忽视。相反，经常在需要电流控制的应用中使用强大的绝缘子，例如橡胶，玻璃和钻石。某些材料在极低的温度下成为超导体。材料的形状和大小在确定其电导率水平方面也起着至关重要的作用；较厚的碎片通常表现出比较薄的电导性能更好。此外，温度波动会影响电导率水平，而温度通常会导致材料内的电子迁移率提高。大多数材料根据温度和其他因素表现出不同水平的电导率。凉爽的金属通常是好的导体，而热金属的效率往往降低。传导本身有时会改变材料的温度。在导体中，电子自由流动而不会损害原子或引起磨损。但是，移动电子确实会遇到阻力。因此，流经导电材料的电流会加热它们。金属和等离子体通常是好的导体，这是由于其价电子的移动性。绝缘子通常由有机分子组成，主要由牢固的共价键组合在一起，使电子很难流动。掺杂或杂质等因素也会影响电导率，如纯净水是绝缘体，但由于自由浮动离子而导致的盐水。所有材料都可以根据表1。表1：导体，绝缘体和半导体特性铜是一个众所周知的导体，以最小的对立传递电流。橡胶是一种绝缘子，通常用于涂上用于电动工作的工具手柄。van de Graaff在1930年代。需要极高的电压才能迫使橡胶进入传导。石墨，一种碳的形式，用作半导体，限制了给定电压产生的电流量。在本文中，我们探讨了导体，绝缘体和半导体的一些特征。导体导体是一种对电子流（电流）几乎没有反对的材料。由于其电阻较低，因此通过它产生电流所需的能量很少。最好的导体具有最低的电阻，使其非常适合传输电流。一个原子的价壳决定其电气特性，其价值壳电子和单位体积原子的数量影响电导率。绝缘子绝缘子是具有极高电阻的材料，可防止电流流动。例如，电源线上的绝缘材料可防止电流在接触时到达您。一些元素，例如霓虹灯，是天然绝缘体。用于保护技术人员的常见绝缘子包括橡胶，特氟龙和云母等化合物。正如预期的那样，导体和绝缘子具有相反的特性，绝缘子具有完整的价壳，单位体积的原子很少。半导体的任何表现出导体和绝缘子之间中间电导率的元素都可以视为半导体。半导体：当面对明显的电阻时，导体和绝缘子铜之间具有耐药性的材料最小的对立变得显而易见。当原子紧密相互作用时，它们的能级堆在一起。等式1实现了两个主要目的：它使我们能够计算利息并揭示利息价值及其变量之间的关系。例如，等式1说明$ r = \ rho \ frac {l} {a} $，证明电阻与电阻率，长度和与横截面面积成反比成正比。此外，温度由于温度系数而影响导体的电阻率，导体随着温度的升高而升高。回顾问题概述了导体，绝缘体，半导体的定义，并解释了电导率如何由价电子和原子密度确定。电阻率定义为特定材料体积的电阻，通常以CMIL-ω/FT或ω-CM单位测量。导体表现出正温度系数，表明随着温度升高的耐药性增加。这种基本的理解将材料根据电导率的电导率分类为导体，绝缘体和半导体。例如，如果两个原子连接，则与单个原子相比，相邻能级的数量将是两倍。随着越来越多的原子融合在一起，这种模式继续存在，形成了多个层次的集群。在固体中，许多原子会产生大量的水平，但是大多数高能级均融合到连续范围内，除了根本不存在的特定差距。这些没有级别的区域称为带隙。电子占据的最高能量簇被称为价带。这种现象用于保护与保险丝的电路。导体具有部分填充的价带，具有足够的空位，使电子可以在电场下自由移动。相比之下，绝缘子完全填充了其价带，并在其之间留下了很大的差距。这个较大的间隙可防止电子移动，除非有足够的能量越过。半导体在价和传导带之间的差距较小。在室温下，由于热能，价带几乎已经满，导致某些电子转移到传导带中，它们可以在外部电场下自由移动。Valence带中留下的“孔”表现就像正电荷载体。温度较高的材料倾向于增加对电流的抵抗力。例如，5°C的温度升高可提高铜的电阻率2％。相反，由于电子在传导带中的填充水平升高，绝缘体和半导体的电阻率降低，它们可以在外部电场下移动。价和导带之间的能量差会显着影响电导率，较小的间隙导致温度较低的电导率较高。分子由于放射性元件和宇宙射线的辐射而分离为离子，使大气导电中的某些气体产生。电泳根据颗粒在电解溶液中的迁移率分离。欧姆加热会在电流流过电线时，如电线或灯泡所示。电阻器中消散的功率由p = i^2r给出。但是，在某些材料中，由于碰撞而导致的能量损失在低温下消失，表现出超导性。发生这种情况是因为电子会失去对声子的能量，但是在超导体中，通过电子和材料之间的复杂量子机械相互作用来阻止这种能量损失。常用的超导体是一种niobium and Titanium合金，它需要冷却至极低的温度才能表现出其性质。在较高温度下发现超导性能彻底改变了各个领域，从而实现了液氮而不是昂贵的液态氦气。这一突破为电力传输，高速计算等中的应用铺平了道路。12伏汽车电池展示了如何通过化学反应或机械手段来利用电动力。Van de Graaff Generator是Robert J.由于其概念上的简单性，这种类型的粒子加速器已被广泛用于研究亚原子颗粒。该设备通过将正电荷运送到绝缘输送带上的正电荷从基部到导电圆顶的内部，在那里将其移除并迅速移动到外面。带正电荷的圆顶会产生一个电场，该电场排斥额外的正电荷，需要工作以保持传送带的转动。在平衡中，圆顶的电势保持在正值下，电流从圆顶流向地面，并通过在绝缘带上的电荷运输均衡。这个概念是所有电动力来源的基础，在该源中，在单独的位置释放了能量以产生伏特细胞。一个简单的示例涉及将铜和锌线插入柠檬中，从而在它们之间产生1.1伏的电势差。“柠檬电池”本质上是一个令人印象深刻的伏特电池，能够仅产生最小的电力。相比之下，由类似材料制成的铜锌电池可以提供更多的功率。此替代电池具有两种溶液：一种含有硫酸铜，另一种含硫酸锌。氯化钾盐桥通过电气连接两种溶液。两种类型的电池都从铜和锌之间电子结合的差异中得出了能量。能量，从电线中取出游离电子。同时，来自电线的锌原子溶解为带正电荷的锌离子，使电线具有多余的自由电子。这会导致带正电荷的铜线和负电荷的锌线，该锌线被盐桥隔开，该盐桥完成了内部电路。一个12伏铅酸电池由六个伏特电池组成，每个电池串联连接时大约产生大约两个伏特。每个细胞都具有并行连接的正极和负电极，为化学反应提供了较大的表面积。由于材料经历化学转换的速度，电池会递送更大的电流。电池电位为1.68 + 0.36 = 2.04伏。在铅酸电池中，每个伏电池都包含纯海绵状铅和氧化铅的正电极的负电极。将铅和氧化铅溶解在硫酸和水中。在正电极下，反应为PBO2 + SO -4- + 4H + + 2e-→PBSO4 + 2H2O +（1.68 V），而在负末端，它是Pb + SO -4-→PBSO4-→PBSO4 + 2e- +（0.36 V）。通过汽车发生器或外部电源为电池充电时，化学反应会反转。60Ω电阻连接到电动力。字母A，B，C和D是参考点。源将点A保持在电势12伏高于点D，从而导致VA和VD之间的12伏的电势差。由于点A和B通过具有可忽略的电阻的导体连接，因此它们具有相同的电势，并且点C和D具有相同的潜力。因此，整个电阻的电势差也为12伏。可以使用欧姆定律计算流过电阻的电流：i = va -vd / rb。代替给定值，我们得到i = 0.2安培。可以使用等式（22）：p = i^2 * R计算热量中消散的功率。插入值，我们得到p = 0.04瓦。当热量来自电动力源时消散的能量。该源在将电荷DQ从点d到点A移动的工作中所做的工作由dw = dq *（va -vd）给出。电池传递的功率是通过将DW除以DT获得的，导致P = 2.4瓦。如果两个电阻串联连接，则等效电阻是个体电阻的总和：rab = r1 + r2。使用R1和R2的给定值，我们获得RAB =7Ω。并行连接两个电阻时，电荷具有从C到D流动的其他路径，从而降低了整体电阻。可以使用等式（20）：1/rcd = 1/r1 + 1/r2计算等效电阻的值。代替给定值，我们获得RCD = 1/0.7 =1.43Ω。在阻抗为2欧姆或5欧姆的情况下，值得注意的是，这些方程式可以相对轻松地适应多种电阻。