基于 SMO 薄膜的电导式气体传感器必须加热到高达 550 ◦ C 的温度,才能在 SMO 薄膜表面启动分子吸附过程。通常使用铂作为微加热器材料。这些设备的长期可靠性主要与微机电系统 (MEMS) 结构的机械稳定性有关,该结构用于将微加热器悬浮并与其他集成组件(例如模拟和数字电路)热隔离。然而,先前的研究表明,电迁移和热迁移现象可能会加剧铂微加热器中的应力积累并导致其最终失效。在本文中,我们提出了一种方法来量化空位传输对电迁移和热迁移现象下两种新型微加热器设计中应力积累的影响。第一个设计旨在提高温度均匀性,第二个设计旨在微加热器阵列操作,利用高温度梯度同时在不同的传感器位置提供多个温度。我们的分析表明,热迁移力远高于电迁移力,这意味着这些器件中的高热梯度对空位传输的贡献远大于电子风引起的原子传输。此外,我们计算出,在典型操作条件下,我们提出的设计具有很强的抗空位迁移失效能力,平均失效时间约为 10 15 秒。
我们采用随机Landau – lifschitz – Gilbert(SLLG)方程来探索对自旋转移扭矩磁磁磁性随机访问记忆(STT-MRAM)中切换的热效应。开关时间的分布取决于有限元方法(FEM)实现中用于离散化的网格,我们在热场计算中引入了有效的温度缩放,以减少对元素大小的切换时间分布依赖性。此外,我们在不同温度下研究了STT-MRAM的开关统计数据,并表明切换时间分布的平均值较低,但在较高的工作温度下,切换时间较长。结果,在升高温度下,具有固定电压脉冲持续时间的STT-MRAM切换变得更容易出错。
我们提出了一种灵活,有效的方法,可以通过在三维框架中耦合电荷,自旋和磁化动力学来建模现代SOT-MRAM细胞中的磁化动力学。我们扩展了现有文献,以获得为Rashba-Edelstein效应建模的旋转电流边界条件。我们计算起源于自旋大厅和Rashba-Edelstein效应的自旋 - 轨道扭矩,并表明我们的模型可以重现IR/COFEB双层结构中自旋扭矩的厚度依赖性的实验结果。此外,我们通过模拟无野外SOT-MRAM细胞中的磁化逆转来验证我们的方法,并表明,随着界面dzyaloshinskii – Moriya相互作用,我们获得了与先前报道的实验结果相似的域壁运动。
快速行进方法通常用于扩展各个字段中的前面模拟,例如流体动力学,计算机图形和微电子,以恢复级别集合函数的签名距离字段属性,也称为重新启动。为了提高重新距离步骤的性能,已经开发了快速行进方法的并行算法以及对层次网格的支持;后者在局部支持模拟域的更高分辨率,同时限制了对整体计算需求的影响。在这项工作中,先前开发的多网性快速行进方法通过所谓的基于块的分解步骤扩展,以改善层次结构网格的串行和并行性能。OpenMP任务用于基于每个网格的基础粗粒平行化。开发的方法提供了改进的负载平衡,因为该算法采用了高网格分配学位,从而使网格分区与各种网格尺寸之间的平衡。对具有不同复杂性的代表性几何形状进行了各种基准和参数研究。在24核Intel Skylake Computing平台上的各种测试用例中,串行性能提高了21%,而平行速度为7.4至19.1,有效地使以前方法的并行效率增加了一倍。©2021作者。由Elsevier B.V.这是CC下的开放访问文章(http://creativecommons.org/licenses/4.0/)。
有关能量分布函数(EDF)的准确知识对于建模半导管设备中热载体损伤的形成至关重要[1]。电子 - 电子散射(EES)可以实质上影响EDF [2-4],并且必须正确地包括在运输模型中。在EES存在下变为非线性的Boltzmann方程的解决方案方法是基于确定性的迭代方法[2]或集合Monte Carlo方法[5-7]。 在这项工作中,我们求助于两个粒子动力学方程,该方程在粒子间相互作用的情况下也保持线性。 该方程溶液的蒙特卡洛算法基于轨迹对的计算和策略。 两个波向量𝐤1和𝐤2被同时考虑,这意味着该方法实际上是在对六维动量空间进行采样。 然而,将Momentum空间的维度加倍,不会降低Monte Carlo方法的效率,因为它与确定性方法形成鲜明对比,因此它不会遭受维度的诅咒。解决方案方法是基于确定性的迭代方法[2]或集合Monte Carlo方法[5-7]。在这项工作中,我们求助于两个粒子动力学方程,该方程在粒子间相互作用的情况下也保持线性。蒙特卡洛算法基于轨迹对的计算和策略。两个波向量𝐤1和𝐤2被同时考虑,这意味着该方法实际上是在对六维动量空间进行采样。将Momentum空间的维度加倍,不会降低Monte Carlo方法的效率,因为它与确定性方法形成鲜明对比,因此它不会遭受维度的诅咒。
虽然已经证明了硅具有更高迁移率的材料,包括锗和各种 III-V 材料,但它们最多只在少数小众市场得到成功应用和商业化。硅技术取得巨大成功的原因是多方面的,例如硅的天然氧化物 (SiO 2 )、极其成熟和精细的加工能力,以及 n 型和 p 型金属氧化物半导体 (MOS) 晶体管的存在,这使得高效互补 MOS (CMOS) 逻辑成为可能。随着尺寸的进一步缩小,人们付出了巨大的努力来改进制造方法,以使硅场效应晶体管 (FET) 的性能稳步提高。目前,硅晶体管的技术节点处于 10 纳米以下范围。然而,在如此小的器件中,短沟道效应 (SCE)、增加的可变性和可靠性问题 [1],以及 3 纳米以下通道的通道载流子迁移率降低 [2] 都对硅技术的继续使用构成了严峻挑战。为了克服由硅制成的超薄器件的缺点,近十年来,对晶体管结构替代材料系统的研究不断加强。所谓的 2D 材料已被证明对后硅技术特别有利,并有可能为上述硅技术的局限性提供解决方案。[3,4]
在半个多世纪的时间里,微电子学是由摩尔定律驱动的,摩尔的定律预测每18个月的整合密度将增加一倍,从而指数增长,这对于经济和绩效原因非常有益。根据IRDS [1]的规模,尽管摩尔法律已经结束,但在未来十年中,尽管摩尔的法律已经结束。然而,必须克服许多挑战,其中许多与材料缩放达到原子维度的事实有关,尤其是在垂直区域中。例如,硅的迁移率开始恶化在5 nm以下[2],这对于其他3D材料可以预期。因此,IRDS将分层的2D半导体列为2028年以后超级FET和内存设备的有前途的选择。符合这些要求,有几个组报告了石墨烯[3],硅[4],黑磷[5]和过渡金属二北卡尔科氏菌[6,7]表现出极好的晶体管特征。研究工作主要集中在寻找具有最高迁移率和体面的带镜头的最佳渠道材料上。此外,已经进行了MOS 2 FET的电路集成尝试[8]。然而,2D FET还需要合适的绝缘体来将控制门与通道分开,该通道应该是可扩展的,并且理想地与2D半导体一起搭配,就像SIO 2一样,与Sio 2一起使用。缺乏这些绝缘子使得完全利用2D电子设备的预先定价性能潜力是复杂的,尽管
过去 60 年,集成电路中晶体管数量的迅猛增长推动了电子技术的进步。因此,现代电子芯片包含数十亿个场效应晶体管 (FET),而最先进的硅 FET 由薄至 7 纳米(相当于 13 个原子层 1 )的结构构成。然而,像硅这样的三维材料在进一步减小厚度时,迁移率会急剧下降。此外,非晶态和粗糙的沟道/氧化物界面(也存在于先进的高 k 技术中,如二氧化铪,HfO 2;k,介电常数)的影响变得越来越有害。因此,仅仅依靠标准硅技术进一步缩小现代电子设备的体积正在慢慢停滞 2 。继续缩小设备体积最有希望的解决方案之一是使用具有原子级厚度的二维 (2D) 沟道 3、4 的 FET,它们本质上提供亚纳米级的沟道厚度。然而,2D 技术缺乏能像二氧化硅 (SiO 2 ) 与硅一样有效的绝缘体。理想情况下,这种绝缘体必须能够扩展到等效氧化物厚度 (EOT;与某种替代绝缘体产生相同电容的 SiO 2 厚度) 的单个纳米以下,并且质量足够高以保持低漏电流。此外,绝缘体应该与通道具有明确的界面,绝缘体缺陷数量少,并且介电稳定性高。Hailin Peng 和同事在《自然电子学》上撰文,表明高迁移率 2D 半导体 Bi 2 O 2 Se 可以共形氧化为原子级薄的天然氧化物亚硒酸铋 (Bi 2 SeO 5 ),随后可用作 FET 5 中的栅极绝缘体。目前,六方氮化硼 (hBN) 被广泛认为是二维电子器件最有前途的绝缘体,因为它是结晶的,并且具有干净的范德华界面 6 。然而,hBN 不太可能满足低漏电要求
儿童高级别胶质瘤 (pHGG),包括弥漫性中线胶质瘤 (DMG) 和非中线肿瘤,仍然是最致命的肿瘤诊断之一(以下均称为“ pHGG ”)。针对关键致癌受体酪氨酸激酶 (RTK) 驱动因素的靶向治疗方案已得到广泛研究,使用小分子 RTK 抑制剂,但缺乏能够重现 pHGG 生物学的适当体内模型一直是一个研究挑战。值得庆幸的是,动物模型方面已取得许多最新进展,包括 Cre 诱导转基因模型以及宫内电穿孔 (IUE) 模型,它们可以紧密重现人类 pHGG 肿瘤的显着特征。测序研究发现,超过 20% 的 pHGG 存在血小板衍生的生长因子-α (PDGFRA) 改变,使得通过靶向酪氨酸激酶进行生长因子建模和抑制成为一个有趣的领域。由于其他生长因子(包括 FGFR、EGFR、VEGFR 以及 RET、MET 和 ALK)也经常发生改变,因此也有必要对这些受体进行建模。我们在此回顾了小鼠建模和在临床环境中对最重要的 RTK 进行精确靶向的最新进展。我们还回顾了该领域的最新研究,其中包括在临床前或临床环境中用于治疗 pHGG 的几种小分子 RTK 抑制剂。