摘要。栅极氧化物和碳化硅 (SiC) 之间的界面对 SiC MOSFET 的性能和可靠性有很大影响,因此需要特别注意。为了减少界面处的电荷捕获,通常采用后氧化退火 (POA)。然而,这些退火不仅影响器件性能,例如迁移率和导通电阻,还影响栅极氧化物的可靠性。我们研究了 NH3 退火 4H-SiC 沟槽 MOSFET 测试结构的氧化物隧穿机制,并将其与接受 NO POA 的器件进行比较。我们发现,NH3 退火 MOS 结构存在 3 种不同的机制,即陷阱辅助隧穿 (TAT)、Fowler-Nordheim (FN) 隧穿和电荷捕获,而在 NO 退火器件中仅观察到 FN 隧穿。隧穿势垒表明,有效活化能为 382 meV 的陷阱能级可实现 TAT。
大约 50 年前,超导量子器件彻底改变了精确测量和电气计量,当时基于约瑟夫森效应的 SQUID 和量子电压标准被发明。最近在超导纳米线中发现的相干量子相移 (CQPS) 为量子信息处理和计量学中的约瑟夫森效应提供了一种替代方案。完全由超导材料制成的 CQPS 器件具有多种优势,例如制造步骤比约瑟夫森效应器件少、对较大电流的稳定性强、参数范围宽,并且似乎没有约瑟夫森器件绝缘隧道势垒中存在的不良两级涨落器。预计单个 CQPS 器件可以产生比单电子泵高得多且可能更精确的量化电流,而单电子泵是目前最先进的量子电流标准。
氧电催化对于先进的能源技术至关重要,但由于缺乏地球上含量丰富的高活性催化剂,仍然存在极大的挑战。在此,通过纳米结构和缺陷工程,我们通过将天然存在但通常不活跃的赤铁矿 (Ht) 转化为具有氧空位 (Ov-Hm) 的赤铁矿 (Hm) 来增强其催化性能,使其成为一种高效的氧气析出反应 (OER) 催化剂,甚至优于最先进的催化剂 IrO 2 /C,在 250 mV 的较低过电位下电流密度为 10 mA/cm 2。第一性原理计算表明,Hm 表面上的降维和缺陷会局部改变吸附位点周围的电荷,从而降低 OER 过程中的势垒。我们的实验和理论见解为从天然存在且丰富的材料中开发用于 OER 应用的高活性电催化剂提供了一条有希望的途径。
摘要 — 在本研究中,我们研究了双栅极反馈场效应晶体管 (FBFET) 器件的温度相关行为,该器件在一定温度范围 (300 K 至 400 K) 内表现出陡峭的开关特性。我们使用技术计算机辅助设计 (TCAD) 模拟分析温度特性。FBFET 是在正反馈回路中工作的半导体器件,其中通道区域中的电子和空穴调节势垒和壁的能量状态。FBFET 表现出出色的亚阈值摆幅和高开/关比,这归因于正反馈现象,从而产生理想的开关特性。在模拟结果中,观察到随着温度的升高,导通电流 (I ON )、关断电流 (I OFF ) 和导通电压 (V ON ) 均增加,而开/关电流比降低。此外,通过调节固定栅极电压可以维持高温下的操作。通过模拟结果,我们定性地研究了 FBFET 中各种器件参数随温度变化的变化,并进行了详细讨论。
摘要 单电荷泵是单位安培量子标准的主要候选者,因为它们可以产生精确和量化的电流。为了在精度和操作速度方面达到计量要求,过去十年来,人们一直关注基于半导体的设备。使用各种半导体材料可以测试电荷泵设备的通用性,这是计量学非常理想的证明,GaAs 和 Si 泵处于这些测试的最前沿。在这里,我们展示了可以在尚未探索的半导体中实现泵送,即锗。我们实现了一个单孔泵,其可调势垒量子点在 Ge/SiGe 异质结构界面处静电定义。我们通过使用单个正弦驱动系统(频率高达 100 MHz)来观察量化电流平台。原型的运行受到多个点的意外形成的影响,这可能是由于无序电位和随机电荷波动造成的。我们建议直接改进制造工艺,以在未来的实验中改善泵特性。
摘要 — 评估了 1 µm 间距晶圆对晶圆 (W2W) Cu/SiCN 混合键合界面的电气可靠性。使用控制 IV 方法获取 W2W 混合堆栈的击穿电压分布。假设幂律模型,对使用条件外推可确认使用寿命超过 10 年,当温度低于 175 ◦ C 时,幂律指数高于 10。发现沿 Cu/SiCN 混合键合界面的传导机制为 Poole-Frenkel 发射,能量势垒等于 0.95 eV。仅在温度高于 200 ◦ C 和场高于 1.5 MV/cm 时才能观察到移动铜,证实了该键合界面对铜漂移具有良好的稳定性。索引术语 — 晶圆对晶圆 (W2W) 键合、可靠性、电介质击穿、混合焊盘泄漏。
奇数碳自由基往往是共振稳定自由基 (RSFR),并被认为能促进燃烧火焰中的 PAH 形成和生长。38,39 人们一致认为,环戊二烯基 (cC 5 H 5 ) 自由基的化学性质在萘和菲的形成中起着重要作用,从而在 PAH 的形成中起着重要作用。1,40–43 尽管如此,环戊二烯基 (cC 5 H 5 ) 及其结构异构体的起源仍然难以捉摸。Gabriel da Silva 通过炔丙基自由基 (C 3 H 3 ) 与乙炔 (C 2 H 2 ) 的反应从头算研究了 C 5 H 5 势能面 (PES)。 44 将乙炔(C 2 H 2 )加到炔丙基自由基(C 3 H 3 )的末端,通过类似的势垒生成初始复合物 1-戊烯-4-炔基(HCCH 2 CCHCH )和 1,3,4-戊三烯基(H 2 CCCHCHCH ),能量约为 59 kJ mol 1
我们研究了宏观 PL 和 μPL(激发和检测面积 ≤ 5µm 2 )之间的差异。低温微光致发光 (μPL) 用于评估不同长度尺度上高电流密度 InGaAs/AlAs/InP 谐振隧道二极管 (RTD) 结构的结构完整性。薄且高应变的量子阱 (QW) 会受到阱和势垒厚度单层波动的影响,这会导致其能带轮廓发生随机波动。使用常见的光刻掩模减小激光光斑尺寸以达到典型的 RTD 台面尺寸(几平方微米),从而执行 μPL。我们观察到,对于 1μm 2 左右的光斑尺寸,PL 线形在晶圆上的多个点上表现出很大的差异。通过线形拟合研究了 PL 中的这些变化,并根据应变弛豫过程带来的长程无序变化进行了讨论。我们还强调这种 μPL 是一种强大且经济高效的 RTD 结构无损表征方法。
摘要 — 本研究展示了 Si 衬底上 GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT) 的高频和高功率性能。使用 T 栅极和 n ++ -GaN 源/漏接触,栅极长度为 55 nm、源漏间距为 175 nm 的 InAlN/GaN HEMT 的最大漏极电流 ID,MAX 为 2.8 A/mm,峰值跨导 gm 为 0.66 S/mm。相同的 HEMT 表现出 250 GHz 的正向电流增益截止频率 f T 和 204 GHz 的最大振荡频率 f MAX。ID,MAX、峰值 gm 和 f T -f MAX 乘积是 Si 上 GaN HEMT 中报道的最佳乘积之一,非常接近最先进的无背势垒 SiC 上耗尽型 GaN HEMT。鉴于 Si 的低成本和与 CMOS 电路的高兼容性,Si 上的 GaN HEMT 对于成本敏感的应用特别有吸引力。
摘要:研究氢在铜表面的解离吸附和复合脱附的动力学,使我们对表面化学有了原子级的理解,但迄今为止,通过实验确定这些过程的热速率(决定催化反应的结果)仍是不可能的。在这项工作中,我们使用反应动力学实验的数据确定了 200 至 1000 K 之间氢在 Cu(111) 上的解离吸附和复合脱附的热速率常数。与目前的理解相反,我们的研究结果表明,即使在高达 400 K 的温度下,量子隧穿仍然起着主导作用。我们还提供了 H 2 在 Cu(111) 上的反应势垒(0.619 ± 0.020 eV)和吸附能(0.348 ± 0.026 eV)的精确值。值得注意的是,热速率常数与基于环聚合物分子动力学新实现的表面反应第一原理量子速率理论高度一致,为使用可靠、高效的计算方法发现更好的催化剂铺平了道路。