具有原子厚度的二维材料通常比其散装对应物具有优越的可调性,对新型纳米技术显示出巨大的希望。在分层的过渡金属二核苷元素IRTE 2中表现出由电荷顺序诱导的复杂结构扭曲,导致其相应单层材料的应用产生困难。在这里,使用第一个原理计算,我们证明在IRTE 2单层表面沉积Na可以抑制结构变形以形成稳定的Nairte 2板。它自然会破坏反转对称性,以实现Rashba型自旋分裂以进行潜在的自旋应用。此外,引入的空的na频带和IRTE 2单层的价带可以通过垂直电场的应用来反转,从而实现了从正常绝缘体到拓扑绝缘子的量子相变。这样的电场控制拓扑相变是实现拓扑场效应晶体管的希望。这些发现不仅提供了一种可行的方法来稳定IRTE 2单层,而且还扩大了其在旋转和低衰减的托泊托管中的应用。
目前,由于钝化方法不完善,载流子复合限制了钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的全部潜力。本文量化了由于界面能量偏移和缺陷导致的复合损失机制。结果表明,有利的能量偏移可以减少少数载流子并比化学钝化更有效地抑制界面复合损失。为了获得高效率的 PSC,2D 钙钛矿是有希望的候选材料,它具有强大的场效应,并且只需要在界面处进行适度的化学钝化。 2D/3D 异质结 PSC 的增强钝化和载流子提取功能使其小尺寸器件的功率转换效率提高到 25.32%(经认证为 25.04%),大面积模块(指定面积为 29.0 cm 2)的功率转换效率提高到 21.48%。2D/3D 异质结还抑制了离子迁移,因此未封装的小尺寸器件在最大功率点连续运行 2000 小时后仍能保持其初始效率的 90%。
摘要 金属-石墨烯接触电阻是限制石墨烯在电子设备和传感器中技术开发的主要因素之一。高接触电阻会损害器件性能并破坏石墨烯固有的优良特性。在本文中,我们制造了具有不同几何形状的背栅石墨烯场效应晶体管,以研究接触和沟道电阻以及载流子迁移率随栅极电压和温度的变化。我们应用传输长度法和 y 函数法,表明这两种方法可以相互补充以评估接触电阻并防止在估计载流子迁移率对栅极电压的依赖性时出现伪影。我们发现栅极电压以类似的方式调节接触和沟道电阻,但不会改变载流子迁移率。我们还表明,升高温度会降低载流子迁移率,对接触电阻的影响可以忽略不计,并且可以根据施加的栅极电压诱导石墨烯薄层电阻从半导体行为转变为金属行为。最后,我们表明,消除接触电阻对晶体管沟道电流的不利影响几乎可以使载流子场效应迁移率翻倍,并且通过 Ni 接触的锯齿形成形可以实现低至 700 Ω · μ m 的竞争性接触电阻。
抽象的二维基于材料的现场效应晶体管有望在电子和光电应用中使用。但是,晶体管中存在的陷阱状态已知会阻碍设备性能。他们在通道中捕获 /释放载体,并导致转移特征的滞后。在这项工作中,我们在两个不同的栅极介电介质SIO 2和H-BN上制造了MOTE 2场效应的晶体管,并研究了温度依赖性的电荷捕获行为在其传递曲线中的滞后。我们观察到,带有Sio 2后挡栅介电的设备受Sio 2绝缘子陷阱和MOTE 2的影响,后者在310 K以上的温度下变得突出。在传导带边缘以下389 MEV处的捕获能级。从发射电流瞬态测量中观察到了传导带边缘以下396 MeV的类似能级。从以前的计算研究中,我们预计这些陷阱状态将成为柜员的空缺。我们的结果表明,可以通过仔细选择栅极绝缘体来减少MOTE 2处效应晶体管中的电荷陷阱,从而为设备制造提供指南。
铝 (Al) 是地壳中最丰富的金属,是继氧 (O 2 ) 和硅 (Si) 之后第三大丰富元素。它呈银白色,具有高电导率和热导率,熔点为 660 0 C。铝已广泛应用于各种领域。在基底上蒸镀的铝膜是非球面镜最常用的表面涂层,因为铝在可见光区是良好的光反射器,在中红外和远红外 (IR) 区是出色的反射器 [1]。此外,铝在微电子技术中广泛用作欧姆接触、肖特基势垒接触、栅极电极以及互连线 [2]。铝还用于制造薄膜晶体管 (TFT)、光电探测器、太阳能电池和许多其他设备 [3]。在太阳能电池的制造中,铝被广泛用作背接触,因为它易于沉积、表面电阻低,并且能够引入背面场效应 (BSF),从而最大限度地降低器件背面的载流子复合率 [4,5]。在薄膜太阳能电池中,铝接触的高反射特性被利用作为光捕获解决方案,其中低能光子将被倾斜反射回吸收层。这增加了光(光子)在器件中的光路长度,从而增加了吸收率
微电子芯片是现代电子设备的核心,也用于汽车用于例如驾驶员协助,安全系统,动力总成控制,通信和信息娱乐系统。金属氧化物 - 氧化型晶体管(MOSFET)是这些数字和模拟综合电路(ICS)中的主要晶体管(MOSFET)。MOSFET充当电流的开关或放大器,通过利用场效应。必须在设备的整个生命周期中保证可靠的行为,尤其是针对安全至关重要的应用。设备的可靠性挑战随着小型化的增加,电路内的应力场增加以及新的创新材料而增加。最突出的机制降低了设备性能,因此严重影响可靠性是偏置温度不稳定性(BTI),并取决于温度和施加的栅极偏置。阈值电压偏移是由位于氧化物中的界面状态和结构缺陷的充电和排放引起的。在过去的几年中,已经取得了重大进展来确定BTI背后的物理降解机制。但是,物理模型在计算上对于电路模拟而言太昂贵了。因此,在实际应用条件下,仍需要迫切需要在实际应用条件下进行偏置温度不稳定性的精确模型,以评估设备行为,直到其寿命结束为止。
当二维晶体是半导体或半学的二维晶体之间形成的时,低能电子状态会被周期性的新兴汉密尔顿(Emperent Hamiltonian)描述,这些晶体是周期性的,有效地实现了具有10 nm长度尺度的晶状体结合的人工二维晶体。晶格常数足够大,可以使用场效应将每个有效原子的电子数量改变多个,从而使周期表可以在没有化学障碍的情况下进行实验探索。Moiré材料哈密顿量可以通过现象学[1]确定或从晶格规模的DFT计算中得出[2]。近年来,这些Moiré材料已被证明是新物理学的真正令人惊叹的平台,尤其是物理学,在这种物理学中,强烈的电子相关性和术语以新的方式结合在一起。对于基于石墨烯基材料的Moiré材料[1],非平凡的拓扑是从单个石墨烯片的零点继承的,而在平行堆叠金属二分法元素层的情况下[3,4]它从层之间的耦合中出现。我将在两种已建立的莫伊尔材料类别中的普通和异常的整数和分数量子厅效应,并推测这种物业工程策略可能同样有效的新类别。
摘要:金属与其导电通道之间的有效欧姆接触是开发高性能Ga 2 O 3 基晶体管的关键步骤。与块体材料不同,退火过程中多余的热能会破坏低维材料本身。考虑到热预算问题,提出了一种可行且温和的解决方案(即含氩气的等离子体处理)来实现与(100)β-Ga 2 O 3 纳米片的有效欧姆结。首次用X射线光电子能谱比较研究了四种等离子体处理(即混合气体SF 6 /Ar,SF 6 /O 2 /Ar,SF 6 /O 2 和Ar)对(100)β-Ga 2 O 3 晶体的影响。通过最佳等离子体预处理(即氩等离子体,100 W,60 s),所得的 β -Ga 2 O 3 纳米片场效应晶体管(FET)无需任何后退火即可表现出有效的欧姆接触(即接触电阻 RC 为 104 Ω·mm),从而可获得具有竞争力的器件性能,例如高电流开/关比(> 10 7 )、低亚阈值摆幅( SS ,249 mV/dec)和可接受的场效应迁移率( µ eff ,~21.73 cm 2 V − 1 s − 1 )。通过使用重掺杂的 β -Ga 2 O 3 晶体(N e ,~10 20 cm − 3 )进行氩等离子体处理,接触电阻 RC 可进一步降低至 5.2 Ω·mm。这项工作为增强低维Ga2O3基晶体管的欧姆接触性能开辟了新的机会,并可进一步使其他基于氧化物的纳米器件受益。
收稿日期:2003 年 11 月 28 日 / 接受日期:2003 年 12 月 12 日 / 发表日期:2003 年 12 月 18 日 摘要:本文介绍了我们实验室设计和实现的高精度磁通门磁传感器及其在军事和空间系统中的应用。在军事应用中,传感器用于地面未爆炸弹药定位系统,其中将介绍两个不同的项目。该传感器还用于实现捷克新科学卫星 MIMOSA 的精确磁通门磁强计。关键词:磁通门传感器、磁通门磁强计、军事系统、空间系统 ________________________________________________________________________________ 1.简介 虽然磁通门传感器不是最灵敏的磁传感器,但它们仍然是高灵敏度和高精度磁测量应用中最流行的传感器,例如地球磁场和行星际场的研究以及军事应用 [1]。它们之所以受欢迎,是因为它们具有高线性度、在相对较宽的温度范围内具有良好的稳定性,并且具有良好的抗交叉场效应和抗高磁场冲击能力 [2]。近几年来,AMR 和 GMR 磁传感器的灵敏度已达到与磁通门传感器相当的水平 [3],但它们的温度和长期不稳定性使它们仅适用于性能较低的应用 [4]。磁通门传感器大多在反馈配置下运行,因此它们的动态范围可以轻松达到 130 dB,线性误差小于 10 ppm。由此可以看出,传感器接口的正确设计和实际实现也非常重要。
为了提高超大规模集成器件(VLSI)的性能,电路小型化是研究人员面临的巨大挑战[1-3]。事实上,将MOSFET尺寸缩小到纳米级也会带来一些问题。例如,功耗增加以及MOSFET沟道中电场增大可能导致势垒破裂,从而产生更大的漏电流,这可能会损坏器件。随着技术的进步,CMOS已经可以制造出来[4]。然而,减小MOS晶体管尺寸会导致一些基本的物理效应:短沟道效应[5]、栅极氧化层和高场效应[6,7]。这些问题促使人们探索具有更大可扩展性潜力的后续技术,如单电子器件(SET)技术[8-11]。SET最近因其纳米级超低功耗而备受关注[12-16]。尽管 SET 具有这些有趣的特性,但它仍存在集成限制。主要问题是 SET 在室温下运行需要极小的岛容量,因此实际上意味着室温下运行的岛尺寸小于纳米 [17]。单电子元件的第二个主要问题是背景电荷的随机性。事实上,绝缘环境中捕获的单个带电杂质会使岛极化,在其表面产生 e 数量级的镜像电荷。该负载可有效地从外部负载中减去 [18]。SET 与 CMOS 技术的混合已成为下一代超小型 [19-21]、低功耗、高速纳米器件的有希望的候选者。为了了解基于 SET 的电路的特性并探索其应用,对该器件进行模拟和建模已变得非常重要 [22-25]。SET 模拟通常基于