二维二硫键(WS 2)作为具有独特层依赖性电子和光电特性的半导体材料,在光电设备领域表现出了有希望的应用前景。晶圆尺度单层WS 2膜的制造目前是一个至关重要的挑战,可以推动其在高级晶体管和集成电路中的应用。化学蒸气沉积(CVD)是一种可行的技术,用于制造大面积,高质量的单层WS 2膜,但其生长过程的复杂性导致低生长效率和WS 2的薄膜质量不一致。为了指导实验性努力以减少WS 2中的晶界,从而提高了膜质量以提高电子性能和机械稳定性,本研究通过第一原则理论计算研究了CVD增长过程中WS 2的成核机制。通过将化学势视为关键变量,我们在不同的实验条件下分析了WS 2的生长能曲线。我们的发现表明,调节钨和硫的前体的温度或压力可以决定性地影响WS 2的成核速率。值得注意的是,成核速率在1250 K的钨源温度下达到峰值,而硫源温度的升高或压力降低可以抑制成核速率,从而增强单层WS 2的结晶度和均匀性。这些见解不仅为根据需要在实验中微调核定率提供了强大的理论基础,而且还提供了优化实验参数以完善单层WS 2膜的结晶度和均匀性的战略指导。这些进步有望在一系列高性能电子设备中加速WS 2材料的部署,这标志着材料科学和工业应用领域的显着迈步。
书籍标题:第四版电子材料和设备原理,本教科书提供了与当今工程师相关的电子材料属性的广泛覆盖。它符合固态物理和设备以及基本电子课程的课程要求。这本书通过了新主题,例如微电子学的扩散和互连,其中包括许多工作的例子,家庭作业问题和插图。第四版专为学习电气工程,材料科学和物理学的本科生而设计。它具有改进严格的修订,而不会损害原始方法。这本书包括一个带有颜色高架透明度图的CD-ROM,可以打印。Key Features: - Broad coverage of electronic materials properties - Meets course requirements for solid state physics and devices - Includes new topics such as diffusion and interconnects in microelectronics - Numerous worked examples, homework problems, and illustrations Edition Information: - 4th Edition (2018) - ISBN10: 0078028183 - ISBN13: 9780078028182 This textbook caters to电气工程和工程物理专业的学生,通过关注电子和光电设备,为材料科学提供全面的介绍。该内容旨在适合一个学期和两学期课程,提供了对一般材料科学教科书经常忽略的相关主题的深入探索。更新以反映当前知识,该书的应用程序对电子,材料科学和工程物理学的学生具有特殊的意义。第二版的解决方案手册可在各种平台上获得,包括发布者的网站和作者的网站。这本书是电气工程师和工程物理专业学生的材料科学的合适第一课程。
六角硼硝酸盐(H -BN)是多种应用的有前途的材料。自发现以来,它已被用于纳米电子和光电设备作为各种二维材料的最佳底物。此外,H -BN是中红外区域的天然双曲线材料,在那里,光子材料几乎没有选择。要了解结构和属性之间的关系,必须评估纳米级H -BN中的层数。在这里,使用仿真和实验的组合,我们系统地研究了几层H-BN的Fowler-Nordheim隧道效应,并准确地获得并验证了基本的物理参数,例如层依赖性有效质量。这项工作对基于GAN的金属/绝缘体/半导体(MIS)块的设计进行了系统的研究,该块很少,H-BN是绝缘层。发现,诸如H -BN层的数量,gan掺杂浓度以及接触金属的工作功能诸如结构和材料的功能,对这些MIS块的电气特征产生了显着影响,而理想的异质界面则是2D H -BN膜的互联网膜的痛苦,例如互化因素,例如互化因素,例如Inter -Interaps Interaps traps traps traps和Sraps sraps traps traps traps traps traps and sraps sraps。通过全面平衡关键因素的相互限制,这项工作可以实现基于GAN的MIS块,该块能够在较高的电压,电流或功率条件下进行操作,而与其对应物相比。本文旨在提供H -BN设备的基本物理,并帮助开发相关的基于H -BN的红外光电学。
最近,注意力集中在用低毒性和无毒阳离子替换PB上。理想的无铅候选者应具有低毒性,狭窄的直接带隙,高光吸收系数,较高的迁移率,低激子结合能,长载体寿命和稳定性。已经提出了几种可能毒性较小的化学兼容材料,例如SN,BI和GE作为PB的替代品,不仅降低了PB的毒性,还可以保留钙钛矿的独特光电特性。中,SN是一种环保的材料,广泛用于各种有希望的光电设备,例如太阳能电池和FET,因为它满足了电荷平衡,离子大小和协调的先决条件。[8] SN是元素周期表中的14组元素,它的离子半径(115 pm)与PB(119 pm)。像PB一样,SN具有惰性的外轨道,这对于获得金属卤化物钙钛矿的特殊电气和光学特性很重要。与基于PB的钙钛矿相比,基于SN的基于SN的钙钛矿还表现出相似的优质光电子特性,狭窄的带隙约为1.3 eV,高电荷迁移率约为600 cm 2 V -1 S -1,长载体扩散和寿命,以及高吸收系数,高吸收系数约为10 -4 cm -4 cm -1。[15]然而,由于SN在水分和氧气中环境中的稳定性较差,与PB相比,其性能较低。因此,为了环境和人类,需要进行连续而深入的研究以解决在钙钛矿场现场效应晶体管中替换SN时性能差的问题。
摘要:可以通过扭曲角度精确控制的空间变化带对齐和电子和孔定位的Moiré杂波,已经成为研究复杂量子现象的令人兴奋的平台。虽然大多数过渡金属二甲化元素(TMD)的异质分子具有II型带对齐,但引入I型带比对可以实现更强的轻度耦合和增强的辐射发射。在这里,我们通过第一原则GW和贝尔特萨蛋白方程(GW-BSE)的计算以及时间和角度解决的光发射光谱(TR-ARPES)测量的结合,与先前的理解相反,与先前的理解相反,MOSE 2 /WS 2杂波在大型型号和类型IS型构建型和同样的区域均与II的类型II型构建型和相似的区域相反。在不同的高对称区域中以小扭曲角度重建。在Tr-arpes中与我们的计算一致,仅在摩西2中观察到长寿命的电子种群,对于具有较大扭曲角的样品,而在具有小扭曲角的样品中,观察到来自两个不同长寿命的激子的信号。此外,尽管这两层的传导带几乎是堕落的,但仍未发生激发杂交,这表明先前观察到的这种材料中的吸收峰来自晶格的重建。我们的发现阐明了Mose 2 /ws 2异质结构中的复杂能量景观,其中I型和II型带对齐的共存为Moiré-Tonable可调光电设备打开了带有内在的侧面异质结的门。
NC州立大学(NCSU)在电气和计算机工程部门的III-V半导体领域以及材料科学与工程学部门内有几个博士后位置空缺。博士后研究职位在以下研究领域提供:III-硝酸盐电子和光电设备的异质整合,制造和表征:设计和开发下一代异质整合III-nitride Optoelectronic和电子设备。位置将包括电子和光电设备结构的设备设计,制造,表征和测试,以实现宽带的带隙电子光功能IC。强烈优选III-N设备设计和制造方面的先前经验。III二硝酸RF设备设计,制造和表征(Pavlidis):设计和模型的新型RF设备,使用宽带gap(WBG)和超宽的带隙(UWBG)III-硝酸盐用于下一代功率放大器。制造这些设备,考虑了通过晶圆粘结整合异质材料以增强性能/功能的机会。执行设备和测试结构的DC-TO-RF表征,将材料属性与设备行为联系起来。优先使用III-V HEMT和/或HBT的事先经验。III-Nitride Epitaxy and Materials Characterization (Sitar): MOCVD growth of III-nitrides (primarily) on native substrates, III-nitride structures (heterojunctions, MQWs, graded layers, lateral polarity structures) for electronic and optoelectronic devices, materials characterization (XRD, AFM, XPS, SEM, TEM, PL, electrical).需要在III-NINRIDE或相关的宽带隙半导体方面的经验。需要强大的物理背景。
抽象的二维(2D)半导体材料已被广泛研究其有趣的激子和光电特性,这些特性是由强烈的多体相互作用和在2D极限下的量子限制引起的。这些材料中的大多数都是无机的,例如过渡金属二北元化,磷烯等。有机半导体材料的出色电导率和低介电系数,用于在薄膜或大量材料相中的类似应用。在薄膜和散装相中缺乏结晶度,导致了激子和电子/光节间隙特性的歧义。最近的2D有机材料的出现已经打开了一个高结晶度和受控形态的新领域,从而可以研究低洼的激子状态和光电特性。与无机2D材料中的Wannier -Mott激子相比,它们已被证明具有不同的激子特性。在这里,我们介绍了我们最近对2D有机半导体材料的实验观察结果和分析。我们讨论了单晶材料的高晶和形态控制的生长及其光电特性的作用。该报告解释了有机材料中的Frenkel(FR)和电荷转移(CT)激子以及随后的光发射和吸收特性。实验研究并讨论了源于CT和FR激子之间的相互作用,这是由CT和FR激子之间的相互作用产生的,以揭示电子带的结构。然后,我们讨论我们在J型聚集的有机材料中观察到的纯FR行为,从而导致连贯的超级激体排放。在有机材料中,激发子的超级转移,由其纯粹的fr性质促进,以及在大量分子上的激子的离域化。最后,我们讨论了这些有机2D材料的应用和视力,在快速有机发光二极管,高速激发电路,量子计算设备和其他光电设备中。
黑色磷纳米片(BPNSS)由于其独特的物理化学特性而在石墨烯以外的2D材料中是新星。[38–47]在黑色磷(BP)晶体中,不同的BP层通过弱的范德华相互作用堆叠在一起,并且磷原子通过在层中通过SP 3杂交共价键相互联系,在每个phos-Phors-Phorus Atom上留下了一对单独的电子。[48] BPNSS沿扶手椅方向显示出重复的蜂窝结构,并沿着Zigzag方向进行双层布置,从而在BPNS中产生强大的面内各向异性电子和光学特性。[49–51] BPNSS显示了从0.3 eV(bulk bp)到2.0 eV(单层)的厚度依赖性直接带盖的广泛范围。它们的光学响应由激子主导,在几百meV范围内表现出结合能。[52,53]更重要的是,单层BP具有1000 cm 2 v-1 s-1的电荷载体迁移率,而在野外效应晶体管中,良好的ON/OFF ON/OFF比率为10 3-10 4。[54]由于这些令人兴奋的特性,BPNS在光催化,生物医学,能源存储和转换以及电子和光电设备中显示了潜在的应用。[55–61]但是,在环境条件下,BPNS的稳定性较差限制了其实际应用,这主要是因为在氧气和/或水存在下,磷原子化学降解为氧化磷。在不同的钝化策略中,通过共价或非共价方法(方案1)构建异质结构可以帮助获得具有各种架构和功能的基于BPN的异质结构。[62–66]到目前为止,已经证明了不同的方法,例如化学官能化[67-72]和金属氧化物或离子载体质层涂层[73-75],作为改善BPNS环境稳定性的有效方法。基于BPN的异质结构可以提供BPNS的大面积钝化,结合属性
Brillouin光学机电硅光子学电路Brillouin散射是一种非线性光学现象,基于光与结构的机械模式之间的相互作用。Brillouin散射允许生成新的光学频率,并且对于产生超稳定的微波信号或Opto-Microwave转换而引起了极大的兴趣。光力学或光学模式与机械模式之间的耦合最近在硅光子学界中引起了很多关注,其想法是受益于高容量和低成本制造技术[1-4]。然而,在硅光子学中常用的硅在绝缘子指南中自然没有机械模式的良好限制,而锗则可以同时提供良好的光学和机械模式限制[5]。在近年来,在我们的小组中,与Politecnico di Milano合作,在我们的小组中已经开发了GE-GE-GE-GE-GE-Chige Photonics。第一件作品主要针对接近IR范围的电流设备,利用GE量子井结构[6]。最近证明,可以在MID-IR的大波长范围内使用分级的索引sige波导,并且已经获得了包括MACH ZEHNDER干涉仪或集成谐振器的大量无源建筑集团[7]。然后,基于Sige波导的非线性光学效应[8]的芯片上大带宽光源的演示,而光电设备(调制器和光电探测器)的实现最近完成了PhotoNics平台[9]。研究活动将包括:在这种情况下,这项工作的目的是研究硅胶结构的锗,这似乎有望同时限制光学和机械模式。在这种情况下,博士学位项目的目标是研究和开发布里鲁因光学机械的新型平台,依靠Sige Waveguides对Si底物进行。将采用不同的策略来实现同时的机械和光学限制,并根据研究发现将开发创新的设备。
学生首次加入研究生课程时将被分配一名导师。但是,这种分配是暂时的,一旦学生了解到自己的兴趣与系内各教员的兴趣如何相吻合,就不应该犹豫更换导师。对于进行研究生研究的学生,研究主管也是他们的学术顾问。在注册未来学期之前,学生必须与导师讨论课程。核材料研究本指南适用于对辐射材料科学、核材料、探测器材料和相关主题的课程和研究感兴趣的核工程和放射科学研究生。材料选项主要针对希望通过博士学位继续在该领域学习的学生。本文件的目的是帮助您选择一系列具有中期和长期价值的课程,包括 NERS 系和整个密歇根大学。附件课程计划提供 (a) 典型的材料本科课程、(b) 理学硕士/科学与工程硕士课程示例、(c) 双 NERS-MSE 课程和 (d) 博士学位要求。虽然可以安排 NERS 的终端一年制硕士课程,但目前不建议这样做。各种研究主题包括:• 超高温气体反应堆材料 • 奥氏体不锈钢的辐照辅助应力腐蚀开裂 • 陶瓷和矿物中的辐射诱导非晶化 • 超临界水中辐照材料的行为 • 金属玻璃中的变形和结构转变 • 新型图案化纳米结构的辐射处理 • 通过中子散射表征材料 • 使用离子模拟中子辐照 • 非常高剂量的辐射效应 • 裂变和聚变核材料的多尺度计算机模拟 • TRISO 燃料中裂变气体释放的计算机模拟 • 研究闪烁体材料脉冲形状辨别的计算能力 • 理解电子和光电设备中辐射退化的机制:多时间尺度模型
