低功耗芯片级原子钟物理系统热分析北大核心

对一种基于玻璃隔热桥结构芯片级原子钟物理系统进行了热学分析。通过理论方法对真空下无封装外壳物理系统各个导热路径进行了分析,同时用有限元方法分析了镀金涂层对其功耗的影响,并且进行了实验验证。实验表明:无封装外壳情况下,在工作区部分外表面镀金涂层可以使物理系统总功耗从93.6 mW降低到72.4 mW,实验值与有限元仿真结果一致。最后对真空下有封装外壳物理系统进行了有限元仿真,仿真结果表明:给工作区部分外表面镀金涂层物理系统盖上封装外壳,可以使物理系统总功耗降低至57.2 mW,在基座和封装外壳内表面都镀上金涂层可以使物理系统总功耗进一步降低至34.8 mW。     

2基于循环嵌套机理的模块化多电平换流器拓扑及其优化设计

普通模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)拓扑中,因子模块数量较多,系统需采集和处理的信息量大,导致控制系统硬件构成复杂.提出一种基于循环嵌套机理的MMC拓扑,其电平输出能力得到显著提升.通过上下两组子模块的协调投切,相对于普通MMC拓扑,新型拓扑输出相同电平数所需的子模块及控制设备数量大幅减少.阐述该新型拓扑的构成方式及基本参数选取原则;针对循环嵌套结构,设计相应的模块协调控制策略;分别以模块用量最小化和换流器运行损耗最小化为目标,优化设计拓扑构成方案.在RTDS中搭建换流器模型,仿真结果表明,新型拓扑具备更强的电平输出能力,并达到大幅减少子模块数量、简化控制系统硬件构成的目标.     

RHEED振荡精确测量AlGaAs生长速率研究

采用分子束外延技术,在GaAs衬底上生长GaAs,AlAs和AlGaAs时,实现RHEED图像和RHEED强度振荡的实时监测已被证明是一种有效工具。通过RHEED可讨论GaAs表面结构和生长机制,并可以估算衬底温度,更重要的是能计算出材料的生长速率。RHEED强度振荡周期决定生长速率,每一个周期对应一个单层。实验测量GaAs的生长周期为0.82s,每秒沉积1.22单分子层,AlAs的生长周期为2.35s,每秒沉积0.43单分子层。     

Si(111)衬底高温AlN缓冲层厚度及其结构特性

通过高分辨X射线衍射、光致发光、二次离子质谱（SIMS) 、原子力显微镜和同步辐射X射线衍射分析了AlN缓冲层的厚度对GaN外延层的影响. 实验表明，在缓冲层厚度为13～20nm之间时，GaN外延层的张应力最小，同时晶体质量和光学质量达到最优值. 此外，SIMS分析表明，当AlN缓冲层位于13～20nm之间时，可有效抑制Si的扩散.     

激光二极管抽运Cr^4＋：YAG被动调Q Nd：YVO4激光器的实验研究

对激光二极管(LD)抽运的Cr^4 ：YAG被动调Q Nd：YVO4全固态激光器进行了实验研究。着重研究了抽运功率，Cr^4 ：YAG晶体的初始透过率及其在激光腔中的位置等因素对激光器输出脉冲宽度和重复频率等性能的影响，并对实验结果进行了相应的分析讨论，在理论上加以合理的解释。     

激光二极管抽运Cr4+∶YAG被动调QNd∶YVO4激光器的实验研究

对激光二极管 (LD)抽运的Cr4+ ∶YAG被动调QNd∶YVO4全固态激光器进行了实验研究。着重研究了抽运功率 ,Cr4+ ∶YAG晶体的初始透过率及其在激光腔中的位置等因素对激光器输出脉冲宽度和重复频率等性能的影响 ,并对实验结果进行了相应的分析讨论 ,在理论上加以合理的解释     

GaN/GaAs(001)与GaN/Al2O3(0001)外延层光辅助湿法腐蚀行为的比较

研究了用金属有机物气相外延(MOVPE)方法在GaAs(001)衬底上生长的立方相GaN(c-GaN)外延层的光辅助湿法腐蚀特性,并和生长在蓝宝石(0001)衬底上的六方相GaN(h-GaN) 外延层的光辅助湿法腐蚀特性进行了比较.实验发现c-GaN膜的暗态电流和光电流的变化不同于h-GaN膜的腐蚀电流的变化规律.对引起上述差异的原因进行了简单的讨论.     

氧化后退火技术对SiO2/4H-SiC界面态密度的影响

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)低温处理和高温快速退火的技术,研究了退火条件对SiO2/4H-SiC界面态密度的影响.在n型4H-SiC外延片上高温干氧氧化50 nm厚的SiO2层并经N2原位退火,随后在PECVD炉中对样品进行350℃退火气氛为PH3,N2O,H2和N2的后退火处理,之后进行高温快速退火,最后制备Al电极4H-SiC MOS电容.I-V和C-V测试结果表明,各样品的氧化层击穿场强均大于9 MV/cm,PH3处理可以降低界面有效负电荷和近界面氧化层陷阱电荷,但PH3处理样品的界面态密度比N2O处理的结果要高.经N2O氛围PECVD后退火样品在距离导带0.2和0.4 eV处的界面态密度分别约为1.7× 1012和4×1011eV-1·cm-2,有望用于SiC MOSFET器件的栅氧处理.     

不同插入层对抑制Mg掺杂p-GaN的记忆效应

研究了低温(LT) GaN和AlN不同插入层对抑制Mg掺杂p-GaN金属有机化学气相沉积外延中存在的记忆效应的影响,外延生长p-GaN缓冲层,制作具有该缓冲层的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT),并对该器件进行电学测试.二次离子质谱仪测试表明p-GaN上10 nm厚的LT-GaN插入层相比于2 nm厚的AlN插入层能更好地抑制Mg扩散.霍尔测试表明,2 nm厚的AlN插入层的引入和GaN存在较大的晶格失配会引入位错,进而会降低AlGaN/GaNHEMT的电子迁移率以及增加其方块电阻;含有10 nm厚的LT-GaN插入层的p-GaN作为缓冲层的AlGaN/GaN HEMT,其方块电阻、电子迁移率以及二维电子气(2DEG)密度分别为334.9 Ω/口,1 923 cm2/(V·s)和9.68×1012 cm-2.器件具有很好的直流特性,其饱和电流为470 mA/mm,峰值跨导为57.7 mS/mm,电流开关比为3.13×109.