量子限制器件

叙述了量子阱、量子点、调谐隧穿二极管、单极隧穿晶体管和双极隧穿晶体管的结构框图、电学原理和工艺途径。     

量子限制器件

叙述了量子阱，量子点，调谐隧穿二极管，单极隧穿晶体管和双极隧穿晶体管的结构框图，电学原理和工艺途径。     

纳米硅薄膜二极管中的共振隧穿现象

利用纳米硅薄膜中微晶粒的量子点（Ｑ．Ｄ）特征制成隧道二极管结构，在液氮温区（〈１００Ｋ）在其σ－Ｖ，Ｉ－Ｖ及Ｃ－Ｖ特性曲线上呈出共振隧穿峰，库仑台阶和量子振荡现象，说明，对无序分布着量子点阵列，只要其粒子尺寸足够小，同样会发生量子功能作用，估计了室温范围呈出这种量子功能作用的可能性。     

硅基隧穿二极管

隧穿二极管是一种很有前途的基于带隙工程的异质结构量子器件,其电流电压(I-V)曲线中所呈现的微分负阻特性能够用于开发多种不同的电路功能。在最近的研究中,空穴型双势垒单势阱共振隧穿二极管得到了实现,为Si1-xGex/Si异质结隧穿二极管器件的改进和电路应用打下了良好的基础。     

小偏压下阱中阱结构的量子隧穿特性及其实现

共振隧穿是电子的隧穿概率在某一个能量值附近以尖锐的峰值形式出现的隧穿,是目前为止最有希望应用到实际电路和系统的量子器件之一,其特点是器件的响应速度非常快。本文用传递矩阵的方法分别计算了在外加偏压下,对称双势垒、三势垒应变量子阱结构的透射系数与入射电子能量和隧穿电流与偏置电压的关系,模拟了应变多量子阱结构的隧穿系数和I-V特性曲线。计算得到隧穿电流峰值位置与实验测试值符合得很好,对于设计共振隧穿二极管并为进一步实验提供理论指导具有重要的意义。     

量子效应和小型化对隧穿晶体管特性的影响

基于二维器件仿真工具,研究了量子效应和小型化对双栅隧穿场效应晶体管的特性和可靠性的影响.隧穿晶体管中的量子效应除了带间隧穿,还包括量子统计效应和垂直沟道方向的量子限制效应.研究表明,量子统计效应和量子限制效应对隧穿晶体管的电流电压特性,特别是正偏压温度不稳定性(PBTI)是非常重要的.另外,随着沟道长度和体硅厚度的缩小,隧穿晶体管的电流电压特性和可靠性都得到了改善,但在保持相同等效氧化层厚度的情况下,使用高介电常数的栅介质不会改善器件的电流电压特性及可靠性.     

电子在双垒二极管中的共振隧穿

本文对双垒二极管中的电子隧穿作了数值分析。引入隧穿矩阵，建立了透射系数的公式；利用该公式，计算了隧道电流。此外，本文还分析了势垒结构对伏－安特性的影响。     

英国演示量子点单光子探测器

英国Toshiba Research EuropeLtd和剑桥大学的研究人员演示了一种量子点单光子探测器,即可在量子点(QD)器件中通过监测双势垒结构的谐振隧穿电流变化探测单个光子。这种量子点单光子探测器是一个GaAsNIN二极管,具有以AlGaAs双势垒隧道结构和一层InAs量子点为特点的本征区。通过选择制作量子点的生长条件,可获得约1010/cm2的表面密度。在接近谐振的正向偏置下,     

Hg0.72Cd0.28Te扫描隧道谱的模型解释

本工作应用截面扫描隧道显微镜（XSTM）研究了分子束外延生长的Hg_0.72Cd_0.28Te薄膜。扫描隧道谱（STS）测量显示, 此碲镉汞材料的电流-电压（I/V）隧道谱呈现的零电流平台宽度（隧道谱表观带隙）比其实际材料带隙增大约130%,说明存在明显的针尖诱导能带弯曲（TIBB）效应。应用扫描隧道谱三维TIBB模型计算发现低成像偏压测量时获取的I/V隧道谱数据与理论计算结果有令人满意的一致性。然而较大成像偏压时所计算的I/V谱与实验谱线在较大正偏压区域存在一定偏离。这是由于目前的TIBB模型未考虑带带隧穿,缺陷辅助隧穿等碲镉汞本身的输运机制对隧道电流的影响造成的。     

耦合双量子点中基态电子的隧穿特性

介绍了以Si/SiO2系统构成的量子异或门的工作原理,研究了耦合不对称双量子点所构成的量子比特的电子隧穿特性.研究结果表明,通过栅压可很好地实现控制电子在两个量子点间共振隧穿,其隧穿时间随势垒厚度和量子点尺寸结构参数发生显著的变化.目前模拟的特征变化曲线表明,可获得实验上理想的隧穿时间(工作频率)和相应的栅压(工作电压).     

耦合双量子点中基态电子的隧穿特性

介绍了以Si/SiO2系统构成的量子异或门的工作原理,研究了耦合不对称双量子点所构成的量子比特的电子隧穿特性.研究结果表明,通过栅压可很好地实现控制电子在两个量子点间共振隧穿,其隧穿时间随势垒厚度和量子点尺寸结构参数发生显著的变化.目前模拟的特征变化曲线表明,可获得实验上理想的隧穿时间(工作频率)和相应的栅压(工作电压).     

ZnCdSe量子阱/CdSe量子点耦合结构中的激子复合

采用MOCVD方法制备了ZnCdSe量子阱/CdSe量子点耦合结构,利用低温(5K)光致发光光谱和变密度发光光谱研究了该结构中的激子隧穿和复合.观察到在该结构中存在由量子阱到量子点的激子隧穿现象.改变垒层厚度会对量子阱和量子点的发光产生显著影响.在垒层较薄的阱/点耦合结构中,隧穿效应可以有效地抑制量子阱中的带填充和饱和效应.     

ZnCdSe量子阱/CdSe量子点耦合结构中的激子复合

采用MOCVD方法制备了ZnCdSe量子阱/CdSe量子点耦合结构,利用低温(5K)光致发光光谱和变密度发光光谱研究了该结构中的激子隧穿和复合. 观察到在该结构中存在由量子阱到量子点的激子隧穿现象. 改变垒层厚度会对量子阱和量子点的发光产生显著影响. 在垒层较薄的阱/点耦合结构中,隧穿效应可以有效地抑制量子阱中的带填充和饱和效应.     

自组装Si量子点阵中室温共振隧穿及微分负阻特性

报道了自组装Si量子点(Si-QDs)阵列在室温下的共振隧穿及其微分负阻特性.在等离子增强化学气相沉淀系统中,采用layer-by-layer的淀积技术和原位等离子体氧化方法制备了Al/SiO2/Si-QDs/SiO2/Substrate双势垒结构.通过原子力显微镜和透射电子显微镜检测,证实所获得的Si-QDs阵列中Si量子点平均尺寸为6nm,并具有较好的尺寸均匀性(小于10%).在对样品的室温I-V和C-V特性的测量中,直接观测到由于Si量子点中分立能级而引起的共振隧穿和充电效应:I-V特性表现出显著的"微分负阻特性(NDR)";而CV特性中也同样观测到位置相对应、结构相似的峰结构,从而证实了I-V和C-V特性中的峰结构都同样来源于电子与Si量子点阵列中分离能级之间的共振隧穿和充电过程.进一步研究发现,Si量子点阵列中共振隧穿和NDR特性所特有"扫描方向"和"速率"依赖性及其机制,与量子阱的情况有所不同.通过所建立的主方程数值模型,成功地解释并重复了Si量子点阵中共振隧穿所特有的输运特性.     

自组装Si量子点阵中室温共振隧穿及微分负阻特性

报道了自组装Si量子点(Si-QDs)阵列在室温下的共振隧穿及其微分负阻特性.在等离子增强化学气相沉淀系统中,采用layer-by-layer的淀积技术和原位等离子体氧化方法制备了Al/SiO2/Si-QDs/SiO2/Substrate双势垒结构.通过原子力显微镜和透射电子显微镜检测,证实所获得的Si-QDs阵列中Si量子点平均尺寸为6nm,并具有较好的尺寸均匀性(小于10%).在对样品的室温I-V和C-V特性的测量中,直接观测到由于Si量子点中分立能级而引起的共振隧穿和充电效应:I-V特性表现出显著的"微分负阻特性(NDR)";而CV特性中也同样观测到位置相对应、结构相似的峰结构,从而证实了I-V和C-V特性中的峰结构都同样来源于电子与Si量子点阵列中分离能级之间的共振隧穿和充电过程.进一步研究发现,Si量子点阵列中共振隧穿和NDR特性所特有"扫描方向"和"速率"依赖性及其机制,与量子阱的情况有所不同.通过所建立的主方程数值模型,成功地解释并重复了Si量子点阵中共振隧穿所特有的输运特性.     

自组装Si量子点阵中室温共振隧穿及微分负阻特性

报道了自组装Si量子点（Si-QDs）阵列在室温下的共振隧穿及其微分负阻特性. 在等离子增强化学气相沉淀系统中,采用layer-by-layer的淀积技术和原位等离子体氧化方法制备了Al/SiO2/Si-QDs/SiO2/Substrate双势垒结构. 通过原子力显微镜和透射电子显微镜检测,证实所获得的Si-QDs阵列中Si量子点平均尺寸为6nm,并具有较好的尺寸均匀性（小于10%). 在对样品的室温I-V和C-V特性的测量中,直接观测到由于Si量子点中分立能级而引起的共振隧穿和充电效应：I-V特性表现出显著的“微分负阻特性(NDR)" ;而C-V特性中也同样观测到位置相对应、结构相似的峰结构,从而证实了I-V和C-V特性中的峰结构都同样来源于电子与Si量子点阵列中分离能级之间的共振隧穿和充电过程. 进一步研究发现,Si量子点阵列中共振隧穿和NDR特性所特有“扫描方向”和“速率”依赖性及其机制,与量子阱的情况有所不同. 通过所建立的主方程数值模型,成功地解释并重复了Si量子点阵中共振隧穿所特有的输运特性.     

RTD多值逻辑电路原理与电路模拟

由共振隧穿二极管(RTD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)构成的多值逻辑(MVL)电路可以用最少的器件来完成一定的逻辑功能,达到大大简化电路的目的。共振隧穿二极管和高电子迁移率晶体管属于量子器件,具有高频高速的特点,所以这一逻辑电路有很好的应用前景。本文就多值逻辑电路中的几个典型电路用Pspice软件进行电路模拟,得到了与理论分析一致的模拟结果。     

基于共振隧穿二极管的阈值逻辑单元电路设计

共振隧穿二极管作为较为成熟的纳米电子器件,已被广泛应用于高速低功耗电路。由于其具有负内阻特性,单一门电路的功能大大增加,减少了电路的复杂度。在阈值逻辑函数的硬件实现方面,共振隧穿器件也体现出显著的优势。结合谱技术,基于共振隧穿二极管,设计了可实现任意三变量阈值逻辑函数的阈值逻辑单元电路。该电路还可作为阈值逻辑网络中的基本单元,实现复杂的逻辑功能。通过HSPICE软件,仿真验证了所设计电路的正确性。     

基于共振隧穿二极管的阈值逻辑单元电路设计

共振隧穿二极管作为较为成熟的纳米电子器件,已被广泛应用于高速低功耗电路。由于其具有负内阻特性,单一门电路的功能大大增加,减少了电路的复杂度。在阈值逻辑函数的硬件实现方面,共振隧穿器件也体现出显著的优势。结合谱技术,基于共振隧穿二极管,设计了可实现任意三变量阈值逻辑函数的阈值逻辑单元电路。该电路还可作为阈值逻辑网络中的基本单元,实现复杂的逻辑功能。通过HSPICE软件,仿真验证了所设计电路的正确性。     

离子注入降低PtSi肖特基二极管的势垒高度

PtSi肖特基二极管的势垒高度制约PtSi红外探测器的截止波长和量子效率.在PtSi/Si界面注入In+、B+,采用高浓度、浅层注入避免隧穿效应,用Ar气保护热处理消除注入损伤,附加掩膜层控制离子注入深度,成功地将PtSi肖特基二极管的势垒高度降低到0.15eV.