低温温度测量用的硅二极管和砷化镓二极管

一、引言为了实现低温广范围的温度测量,需要有适当的测温元件。除了考虑价格低廉、互换性和复现性之外,还要求元件在低温区域具有线性的电压·温度(V-T)关系,以便于测量和控制。本文报导两种新型的半导体二极管的一些实验结果。看来,这两种二极管是适于作低温温度计的。二、实验试祥和实验程序实验中使用两种二极管,其中一种是新的高电导硅平面二极管(high-conductancesi planar diode)KB105(捷克制,用于超高频),另一种是砷化镓(GaAs)外延二极管。这两种二极管的特征是p-n结的耗尽     

纳米硅/单晶硅异质结二极管的电学特性

利用高真空PECVD系统在p型单晶硅上沉积掺磷n型纳米硅薄层（nc-Si:H),形成纳米硅／单晶硅Np异质结二极管,通过C－V和J－V测试研究了二极管的电学性质。C－V特性指出该异质结为突变型。J－V特性表明二极管具有很好的温度稳定性和整流特性。正偏压时二极管存在两种输运机制：小偏压时（＜0．8V）二极管电流由耗尽层纳米硅薄层一侧的载流子复合过程决定,纳米硅薄层由于能带弯曲而减小了禁带宽度,这是该二极管温度稳定性好的根本原因;大偏压（＞1．0V）时电输运符合电荷限制电流（SCLC）模型。负偏压时电流主要来自空间电荷区中的产生电流。     

406～920nm的绝对光谱响应高准确度标度

描述美国国家标准与技术研究院所建立的４０６￣９２０ｎｍ绝对光谱响应标度，该标度完全是建立在探测器测量基础上的，并可溯源到ＮＩＳＴ高准确度低温辐射计。硅光电二极管光吸收探测器被用来将光功率测量由ＨＡＣＲ传递到进行日常校准的单色仪装置。传递也包括建立硅光电二极管光吸收探测器的量子效率模型，最后给出了这些测量为基础的ＮＩＳＴ现有能力的简单介绍。     

结构为Pt/SiNWs/n-Si/Al肖特基二极管的电子特性(英文)

采用湿化学刻蚀法直接在n-Si衬底上制备了硅纳米线(Si NWs),用无电镀法在制备好的硅纳米线上修饰Pt纳米粒子作为上电极以形成结构为Pt/Si NWs/n-Si/Al的肖特基二极管。研究了无电镀参数(如氯铂酸钾K2PtCl6浓度,无电镀时间)对结构为Pt/Si NWs/n-Si/Al的肖特基二极管电流-电压的影响。从所得的电流-电压特性曲线中提取了肖特基二极管的三个特征参数(理想因子、势垒高度以及串联电阻),并分析了这三个特征参数与无电镀参数的关系,从而确定了一个制备结构为Pt/Si NWs/n-Si/Al肖特基二极管的理想条件。研究还发现所制备的肖特基二极管理想因子大于1,势垒高度～0.67eV,与金属铂(Pt)的功函数无关,这些特性可以用巴丁模型来解释。     

镍锌铁氧体薄膜的显微结构和低温磁性质

通过溶胶凝胶甩膜工艺,在抛光的硅晶片(100)基底上制备出Ni0.5Zn0.5Fe2O4(NZF)薄膜并对其结构和磁性的测量结果进行了分析。薄膜表面平整,具有较好的单相结构,其颗粒平均粒径约30nm。制备的NZF薄膜厚度分别约90、120和180nm。实验结果表明,薄膜在低温下表现出自旋玻璃态行为。当外加磁场为7.96×103A/m时,NZF薄膜自旋冻结温度大约在Tf=140K,自旋冻结程度随薄膜厚度增加而降低。在40~300K之间,薄膜饱和磁化强度和矫顽力都随着温度增加而降低。NZF薄膜在T=40K处存在最大磁化强度。较薄薄膜在40K以下饱和磁化强度的降低是因为磁性颗粒表面自旋被部分冻结而导致的磁性离子相互间自旋耦合作用减弱的结果。     

基于热电模块实验的低温下塞贝克系数的测量

利用热电发电器（TEG）进行温差发电是LNG冷能利用的方式之一,而目前低温下热电材料塞贝克系数（α）研究的缺失给低温TEG的设计带来了障碍。因此,本文提出一种通过TEG模块的实验得到低温下该模块所用热电材料α的测量方法,并测试了热电材料Bi2Te3在90~180 K温度范围内的α。结果表明：Bi2Te3在低温下的α随温度的降低而减小,温度从180 K降至90 K,塞贝克系数从124.6 μV/K降至49.3 μV/K,且与温度成二次函数关系。     

K_4玻璃与Si片的阳极焊

介绍了K4 玻璃与硅的阳极焊过程 ,分析了阳极焊的结合机理并考察了温度和电压对焊接过程的影响。结果显示 ,在适宜的温度和电压下 ,可获得良好的K4 玻璃 硅片焊接接头。焊接温度为 30 0～ 40 0℃、焊接电压为 70 0～ 80 0V时 ,焊合率较高 ,且焊接接头的拉伸强度高于母材的拉伸强度。K4 玻璃良好的离子导电特性 ,使其能够在低温和电场作用下与硅片产生良好的连接     

视觉漫透射密度标准

本文描述了视觉漫透射密度的标准装置。它是由用3000K 色温光源照明的积分球、带 V(λ)滤光器的硅光二极管和一个带有电流一电压变换器的数显系统等组成。其重复性为±0.002D,不确定度为±0.005D。与国外的标准密度比较,密度的一致性很好。从而表明,只要符合 ISO 推荐的几何条件和光谱条件,不同的方法可以得到相同的漫射密度值。     

1954-1984年的历届低温工程会议

引言首届低温工程会议是1954年在科罗拉多州博尔德的美国国家标准局(NBS)召开的。K.D.Timmerhaus曾撰文介绍过NBS低温实验室和低温工程会议的早期历史,肯定了NBS的R.B.Scott对低温工程会议的早期发展作出的许多贡献。几个低温领域,如美国原子能     

几种实用的光阱式硅光电二极管的光路和结构设计

本文重点介绍了三片反射式和六片透射式光阱式硅光电二极管的光路和结构设计，优越的性能使它们用作低温辐射计量值的保存和传递用光探测器。它们还作为低温辐射计国际比对用的中介探测器。     

块状纳米晶Sm2Co17烧结磁体的研究

采用高能球磨和放电等离子烧结技术制备了致密纳米晶Sm2Co17烧结磁体,研究了粉末和烧结磁体的结构和磁性能.球磨粉末在低温退火(<1023K)时,主相为TbCu7结构;高温退火(>1023K)时,主相为Th2Zn17结构.退火温度从923K增加到1223K,粉末的矫顽力从0.99T下降到0.12T.烧结磁体也具有TbCu7结构,磁体平均晶粒尺寸约为35nm.室温时磁体的剩磁为0.65T,矫顽力达0.87T.烧结磁体具有较好的高温性能,573K时的剩磁为0.6T,矫顽力为0.32T.     

扩硼硅pn结二极管室温近红外电致发光性能

采用扩散法制备了两种掺杂浓度的硅pn结二极管,对它们的室温近红外电致发光性能进行了研究。结果表明,轻掺硅pn结二极管室温电致发光谱中只有带边峰(1.1eV),而重掺硅pn结二极管在较大的注入电流下,除带边峰外还有0.78eV发光峰,该发光峰的强度随注入电流增加呈指数增长。在低温光致发光谱中没有出现与缺陷相关的发光峰,在高分辨截面透射电镜照片中也没有发现位错或位错环等缺陷。0.78eV发光峰可能是由于大量硼扩散进入硅晶格内产生的应力造成带隙变化,注入的载流子在此处进行辐射复合产生的。     

Cd_xSBN晶体的介电、铁电及热释电性

本工作研究了用 Cd 改性的铌酸锶钡晶体(配方为 Cd_xSr_(0.5-x/(?))Ba_(0.5-x/(?))Nb_2O_6,x=0,0.005,0.01,0.015,0.03,0.05)的介电温度(10～580K)特性、低温(10～300K)热释电性以及室温时的介电谱和铁电性。发现在350～400K 范围内,晶体发生顺电-铁电相变;在100K 附近,ε′—T 曲线和 P—T 曲线稍有转折,可能存在新的相变;这些晶体的新鲜样品的电滞回线有严重的收缩现象,实验表明,在电滞回线的收缩过程中,这些试验样品被部分极化。     

快速凝固条件下的共晶生长理论

本文通过理论分析,导出了共晶生长条件下液相中溶质分布规律的一般表达式。理论结果表明,在快速生长条件下,λ~2V 不为常数,与生长速度 V、分配系数 K 和相体积比 f 等因素有关。Jackson—Hunt 模型中的λΔT、(ΔT~2)/V 关系在一般条件下应为λ(ΔT-ms)、(ΔT-ms)~2/V。在快速凝固条件下λ(ΔT-ms)和(ΔT-ms)~2/V 均不为常数,与 V、K、f 等因素有关。     

一种LaNi5氢吸收式制冷系统

这里提供了一种可连续提供约650mW制冷量(20～30K)的氢吸收式闭式循环制冷系统。这种系统的原理如图1所示。低温段排出的氢在约6大气压(600kPa)的驱使下，通过一连串的热交换器，复热到室温，进入三台LaNi5吸附器的其中之一(图2)，氢被LaNi5吸收。     

磁体用Nb3Sn超导体研究进展

Nb3Sn是典型的低温超导材料,主要应用于高能物理(HEP)和热核聚变(ITER)以及高场核磁共振(NMR)等磁体领域.Nb3Sn材料在2K时的上临界场Hc2达到30T,为其在高场磁体的应用提供了契机.综述了Nb3Sn的发展现状与研究成果,以及近年来其制备工艺的改进和存在的问题.     

Nc-Si:H薄膜器件的研究

介绍了氢化纳米硅(nc-Si:H)薄膜在电子学器件和光电转换器件(如隧道二极管、异质结二极管、变容二极管、单电子晶体管、太阳能电池、发光二极管)等方面的研究进展,分析了这些器件的性能与nc-Si:H薄膜结构之间的关系,阐述了新型器件的优点.     

相变存储器中选通二极管的模型与优化

设计了0.13um标准CMOS工艺下相变存储器(PCM)中选通二极管的二维工艺模型,利用数值模拟方法进行仿真,对模型中关键参数的优化,得到了一个性能优化的P+/N-/N+结构的选通二极管,此选通二极管可在1.47V电压下达到1 mA的RESET电流,并且反向击穿电压可以达到11V。文章最后还讨论了工艺尺寸从0.13um到22nm等比例缩小下选通二极管的性能,仿真结果表明这些选通二极管均能在较低电压下提供满足RESET操作的电流。     

几种实用的光阱式硅光电二极管的光路和结构设计

本文重点介绍了三片反射式和六片透射式光阱式硅光电二极管的光路和结构设计,优越的性能使它们用作低温辐射计量值的保存和传递用光探测器.它们还作为低温辐射计国际比对用的中介探测器.     

43.8007—90.188K范围铂电阻温度计的校准装置

本文介绍我们设计的用于校准43.8007～90.188K范围铂电阻温度计的校准装置——低温恒温器。它用降低液氮饱和蒸汽压的方法,能获得最低温度为41.9K、恒定时间超过3小时的恒温效果。该装置可在固态氧β—γ转变点(43.8007K)、氧三相点(54.361K)、氮三相点(63.146K)、氮沸点(77.344K)、氩三相点(83.798K)和氧冷凝点(90.188K)等6个点上对被校温度计进行校准。同时用Rusby等人建议的公式计算出的中间温度和1986年国际实用温标低温铂电阻温度计的计算公式所得的数值符合得很好。