摘要:过去几十年来,人们对基于半导体薄膜、纳米线和二维原子层的光电导体进行了广泛的研究。然而,没有明确的光增益方程可以用来拟合和设计这些器件的光响应。在本文中,我们根据实验观察,成功推导出硅纳米线光电导体的明确光增益方程。硅纳米线是通过标准光刻技术在绝缘体上硅晶片的器件层上进行图案化而制成的,该晶片上掺杂了浓度为 ∼ 8.6 × 10 17 cm − 3 的硼。研究发现,制成的硅纳米线具有宽度约为 32 nm 的表面耗尽区。该耗尽区保护沟道中的电荷载流子免受表面散射的影响,从而使电荷载流子迁移率与纳米线尺寸无关。在光照下,耗尽区呈对数变窄,纳米线沟道相应变宽。光霍尔效应测量表明,纳米线光电导不是由载流子浓度的增加引起的,而是由纳米线通道的加宽引起的。因此,纳米线光电导体可以建模为与纳米线表面附近的浮动肖特基结相关的电阻器。基于肖特基结的光响应,我们推导出纳米线光电导体的显式光增益方程,该方程是光强度和器件物理参数的函数。增益方程与实验数据非常吻合,从实验数据中我们提取出少数载流子的寿命为几十纳秒,与文献中报道的纳米线中少数载流子的寿命一致。关键词:光电导体,显式增益方程,增益机制,硅纳米线,光霍尔效应 P
摘要:范德华 (vdW) 材料的垂直堆叠为二维 (2D) 系统的研究带来了新的自由度。层间耦合强烈影响异质结构的能带结构,从而产生可用于电子和光电子应用的新特性。基于微波显微镜研究,我们报告了门控二硫化钼 (MoS 2 )/二硒化钨 (WSe 2 ) 异质结构器件的定量电成像,这些器件在传输特性中表现出有趣的反双极效应。有趣的是,在源漏电流较大的区域,n 型 MoS 2 中的电子和 p 型 WSe 2 段中的空穴几乎平衡,而异质结构区域的移动电荷则耗尽。局部电导的空间演变可以归因于沿 MoS 2 − 异质结构 − WSe 2 线的横向能带弯曲和耗尽区的形成。我们的工作生动地展示了新传输行为的微观起源,这对于充满活力的范德华异质结研究领域非常重要。关键词:范德华异质结构、微波阻抗显微镜 (MIM)、反双极效应、能带排列、耗尽区
2. 1 寄生电感 小信号外参数提取方法的关键是简化图 1 中某一特定偏置点处的等效电路。在冷夹断条件下( V ds =0 , V gs < - V th ),漏源电流源和输出电导可忽略不计,因此耗尽区可以用三个电容 C ig 、 C id 和 C igd 来表征,如图 2 所示。通常先提取寄生电容,无法消除寄生电感的影响,因此在提取寄生电容之前必须先去嵌入寄生电感 L g 、 L d 和 L s ,这也是本文方法与 Gao 等方法的不同之处
应用说明 - MOSFET 栅极晶体管的 2/3 CV 测量具有挑战性,原因如下。首先,栅极通常表现出极低的电容 (fF)。该范围比整个装置的固有电容小一个数量级,因此我们需要测量后者并对其进行补偿。其次,用于推导电容的测量交流电流很小,使得测量对噪声、偏移、泄漏和寄生电感敏感。我们必须仔细实施低电流交流测量的预防措施:屏蔽一切,尽量减少接地环路,将接地置于公共位置,并分开电压和电流测量。最后,被测设备不是具有两个端子的简单电容:它由一组复杂的金属线和耗尽区组成。我们需要很好地了解布局,以便取消或保护正确的端子,以便只测量感兴趣的电容,而不是同时测量多个电容。
抽象的摩擦式摩擦或接触材料会导致电荷转移时,在许多领域都无处不在,并且已经详细研究了几个世纪。尽管如此,对摩洛电性的完整描述仍然难以捉摸。在这里,我们分析了金属垂体和半导体之间的接触,包括来自半导体耗尽区的贡献以及由于阿森特式接触处的应变梯度而产生的挠性偏振。然后讨论和计算涉及的电荷转移涉及的免费费用。因此,我们开发了一个定量模型,用于摩擦电荷转移,该模型详细介绍了如何使用接触参数的电荷传输量表,耗尽和挠性性的相对影响,并且与多种类别的TriboElectric实验中的各种趋势一致。
自20世纪60年代初半导体探测器问世以来,半导体一直被用于测量空间带电粒子。经过几十年的不懈努力,半导体探测技术得到了很大的发展[1]。硅正-本征-负(PIN)探测器因反向漏电流小、环境适应性强、稳定性高而成为辐射探测研究的热点[2-4]。PIN探测器是一种包括一层P型半导体、一层N型半导体以及二者之间的本征半导体(I层)的结构。I层的存在可以形成较大的耗尽区,增加粒子注入的概率,从而提高探测器的能量分辨率。由于PIN辐射探测器势垒层较厚、阻抗系数较大,因此可以获得较低的暗电流、较高的响应度,易于与焦平面阵列电路匹配。此外,该器件结构可以通过调节本征层厚度来提高量子效率[5,6]和响应速度。卫星用∆EE望远镜一般采用印刷电路板(PCB)和两个独立的薄、厚Si-Pin探测器封装而成[7]。∆EE望远镜广泛应用于重离子探测与跟踪、高γ短程粒子探测、X射线探测等。核粒子进入∆EE望远镜后,首先与薄探测器相互作用而损失能量(∆E),然后与厚探测器相互作用而损失剩余能量(E-∆E)。由于∆E与粒子质量成正比,与E成反比,由此可知粒子的性质。为使∆EE探测器中进入的高能粒子能量损失最小,对薄探测器的厚度有一定的要求(小于或等于100μm),但由于Si材料的材料特性,考虑到厚度较小的探测器易受到机械冲击,探测器装置更容易损坏。而且,两个独立的探测器也不符合小型化、高精度化的发展趋势。
专业经历 - 意大利国家研究委员会 (CNR) 研究主任,罗马微电子与微系统研究所 (IMM),2018 年 11 月至今 - 休假时间:2018 年 12 月 1 日至 2019 年 8 月 31 日 - 德国柏林 Paul-Drude 固体电子研究所高级科学家,2010 年 8 月至 2019 年 8 月 31 日 - 德国 Jülich GmbH 研究中心研究员,2001 年 11 月至 2010 年 8 月 - 德国亚琛工业大学博士后小组,2000 年 2 月至 2001 年 10 月 - 美国马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学暑期学生小组,1998 年 7 月至 1998 年 8 月 教育经历 - 获得国立科学技术学院正教授资格,Fis03 - 02/B1 MIUR 教授资格,2016 年 - 2023 年2012 – 2019 年 - 任教资格(获得独立大学教学资格) 1. 柏林洪堡大学 德国 2012 年 5 月 30 日 2. 亚琛工业大学 德国 2010 年 2 月 4 日 - 罗马第一大学材料科学博士学位 2001 年 1 月 28 日 - 罗马第二大学物理学学士学位 1996 年 5 月 24 日 研究活动 她的研究集中在自旋电子学、纳米电子学、光电子学和存储器方面。 1996-2000 年:在攻读博士学位期间,她研究了外延 Ge/Si(100) 异质结构,以获得集成在 Si 上的 1.55 µ m 电信波长的光电探测器,为此她将光电探测器效率与结构缺陷相关联。 2000-2001:制备了具有可重复特性和室温磁阻相关变化的磁隧道结。生长了具有高自旋极化和光滑表面/平面界面的铁磁层(Co/AlOx/Co)。 2001-2005:制备了稀磁半导体(注入Mn、Cr或V离子的n型和p型GaN层)并实现了混合铁磁体/半导体结构,即在纤锌矿GaN(0001)上外延生长的bcc Fe(110)薄膜。 2004-2010:专注于III族氮化物NW的生长与表征,深入研究了生长机制和电子特性。由于NW的表面积与体积比很大,表面对NW的物理行为和器件性能有很大的影响。特别针对存在积累层和耗尽层的窄带隙(InN)和宽带隙(GaN)材料中的表面空间电荷层效应。对 GaN NW 电学性质的研究表明,带间光电效应随 NW 直径的变化而变化几个数量级。R. Calarco 通过模拟纳米线侧壁表面电子耗尽区的影响来解释这种不寻常的行为。这些研究结果的发表得到了 NW 界的高度认可,本文被广泛引用。2008-2013:参与两个关于实现单光子发射器的德国国家项目。致力于制造 pin 结、布拉格反射器和三元合金(In、Ga)N 纳米线结构,旨在实现可见光范围内的发光二极管 (LED)。纳米线可以生长为单个纳米晶体,结构缺陷比平面薄膜少;因此,它们能够提高器件质量。对于实际的器件应用,纳米线需要定位,为此,R. Calarco 开发了一种非常具有挑战性的生长程序,可以在没有任何金属帮助的情况下在预定位置选择性地生长纳米线(完整的半导体布局,与生产要求兼容)。2012 年,她介绍了一项关于并联运行的单纳米线 LED 的研究。2010-2018:平面氮化物研究。她研究了 In 2 O 3 上 InN 的生长。In 2 O 3 和 InN 之间可以实现重合晶格,并将失配降低到 < 1%。这使得 bcc-In 2 O 3 成为 InN 的有趣替代衬底。她进一步研究了 (In,Ga)N/GaN 短周期中的 In 含量