异质结扩散模型电流传输理论研究——Ⅱ.一维半导体结边界上边界条件的统一理论

已经给出的同质结或异质结边界条件缺少统一的理论基础,而且由于界面上的晶格结构已不存在严格的周期性,所以一些经典的结果对异质结已不再适用.本文首先对经典的载流于浓度的Boltzmann分布及电流密度方程进行了修正,然后从它们出发建立了一维半导体边界上边界条件的统一理论.最后把这个理论应用于突变异质p-n结,得出了它的边界条件和一些有关的重要结果.     

异质结扩散模型电流传输理论研究——Ⅰ.突变异质结平衡能带图建立的新途径

众所周知,异质结的经典理论,Anderson理论是以“热电子发射模型”为基础的,而同质结理论,Shockley理论却是以“扩散模型”为基础的,但是同质结仅仅是异质结的一个特殊情况.所以它们应当有统一的模型.这个研究就是企图建立异质结电流传输的扩散模型.第一部分是对异质结能带图建立的经典途径的一个修正,它不采用真空能级,完全从体内途径建立了异质结的能带图.以后两部分将分别是建立异质结的边界条件和按扩散模型得出异质结的小注入伏安特性.     

(8, 0)氮化硼/碳纳米管异质结的电子结构

异质结的能带结构是研究其构成器件工作机理的基础。建立了（8,0）氮化硼纳米管和碳纳米管构成的异质结的不同模型,其界面分别由碳氮键和碳硼键构成。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,对该模型进行了结构优化, 异质结的结构重构主要发生在其界面上;异质结的最低空轨道和最高占据轨道同时位于构成异质结的碳纳米管侧。在采用平均键能法计算了异质结的带阶后,绘制了（8,0）氮化硼/碳纳米管异质结的能带结构。     

稳态大注入突变异质结Poisson方程理论

本文是为建立一个更合理异质结模型所作努力的第三篇文章：提出了一种不采用“耗尽层近似”和“准平衡近似”而单独求解异质结Ｐｏｉｓｓｏｎ方程的新方法,为异质结空间电荷区性能设计提供了一个严格而简便的新途径。     

异质结载流子传输新模型

本文是针对异质结器件基础理论的不足,为建立一个改进理论系统所作努力的第二篇文章:提出了一个新的异质结I—V特性模型.这个工作给出了可以考虑“能场力”和“促扩力”的新能带图,系统的边界条件理论和能综合考虑“热发射”和“扩散”两种机制的pn异质结I—V特性理论.文中还提出了“准费米能级不连续性”、“载流子有效发射速度”等与传统观念不同的新概念.计算(p)GaAs-(N)AlGaAs异质结I—V特性与实验结果比较,结果是令人满意的.     

异质结电流传输机理的研究

<正>众所周知,异质结的经典理论——Anderson理论是以“热电子发射模型”为基础的,而同质结经典理论——Shockley理论却是以“扩散模型”为基础的.由于同质结仅仅是异质结的一个特例,所以没有理由认为不能把二者置于统一的理论之下.     

半导体GaAs-(AlGa)As大光腔激光器研制简报

1962年第一个半导体GaAs激光器出现以后,引起人们的高度重视.对半导体激光器的理论、材料、器件制造工艺以及应用进行了广泛深入的研究.器件的结构从同质结、单异质结发展到双异质结;工作方式从低温下脉冲工作到1970年成功地实现了室温下连续工作.1971年RCA公司的H.Kressel等人集中了单异质结激光器的脉冲光功率大和双异质结阈值电流低等优点,从结构上把二者结合起来,实现了一种新型半导体激光器——GaAs-(AlGa)As大光腔激光器(Loc).     

cBN/SiN-p异质结的电学性质研究

用射频溅射系统成功制备出 c BN/ Si N-p异质结 ,并系统研究了其电学性质。掺硫 (S)的 n型 c-BN薄膜用 1 3 .5 6MHz射频溅射系统沉积在 P型 Si(1 0 0 ) (8～ 1 5 Ω·cm)衬底上 ,靶材为 h-BN靶 (纯度达 99.99% )。溅射气体为氩气和氮气混合而成 ,固态硫 (S)通过加热蒸发混入工作气体 ,改变硫的加热温度可改变硫的掺杂剂量。为了测量异质结的电学性质 ,用真空蒸镀法在异质结表面蒸镀了 1 .5 mm× 2 .0 mm的铝电极。实验结果表明 ,c BN/ Si N-p异质结的 I-V曲线具有明显的整流特性 ,其正向导电特性的拟合结果表明异质结的电流输运符合安德森理论 ,c BN/ Si N-p异质结的 C-V曲线也和理想异质结的 C-V特性非常接近。得到的 c BN/ Si N-p异质结的自建势为 4.71 V,c-BN薄膜层中的施主浓度为 6.5 0× 1 0 1 4/ cm3。     

基于Petri网的工作流过程建模

工作流是对一组有关联的工作任务间的依赖关系进行的形式化描述。通过对目前流行的一些工作流产品的分析,针对现有工作流模型表达能力差,缺乏严格的形式化数学定义以及没有科学分析手段的缺点,引入有色Petri网的相关理论,建立一个工作流逻辑网以实现工作流的过程建模,该模型有严格的理论基础,并可以利用成熟的Petri网分析方法对业务流程进行分析,同时还具有一定的灵活性和可扩展性。     

新网络体系基础研究——一体化网络与普适服务

现有信息网络的原始设计思想基本上是一种网络支撑一种主要服务的解耦模式,难以满足网络和服务的多样性需求.本论文从现有多种信息网络存在的严重弊端出发,研究和探索新一代信息网络体系的基础理论,给出一体化网络与普适服务新体系结构模型;创造性地提出新网络体系下的网络一体化模型与理论,建立接入标识、广义交换路由标识及其映射理论;提出普适服务体系模型与理论,创建服务标识及其映射理论、连接标识及其映射理论;最后通过原型系统对上述机理、原理及理论进行验证,实验结果表明,这种新的网络体系在有效地解决现有网络安全、移动、异质异构等弊端的同时,可支持普适服务.     

修改麦克斯伟分布律以定量理解异质结的频率—电导谱

通过测量频率—电导谱,可以确定异质结的界面态密度。由此、通过数学更好地理解异质结的频率—电导谱手段之一是由频率能够预测电导。由观察典型的异质结的频率—电导谱并与麦克斯伟气体分子速率分布函数比较,本文通过麦克斯伟分布律参数化,得到了能够定量描述异质结的电导同频率关系的四参数模型。当将这个数学关系应用于三个异质结的频率—电导谱时,所得理论结果非常好的同实验结果相吻合。此外、本文还成功地推导出(pyronine-B)/p-Si 结构中界面态密度同能量的关系。     

能带混合量子阱与异质谷间转移电子器件研究

介绍了能带混合量子阱中的多能谷混合和异质谷间转移电子效应。运用这一新物理效应设计制成了新的异质谷间转移电子器件。给出了器件连续波和脉冲工作时的射频振荡特性。使用多能谷有效质量理论和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法模拟计算了器件直流和射频工作状态下的电子运动过程。提出了新的器件射频工作模式。最后讨论了能带理论研究在新器件开发中的重要作用和用能带理论研究设计器件的方法     

异质谷间转移电子器件工作模式的研究

运用依赖能量的异质界面δ散射势和多能谷有效质量方程计算了 Ga As/Al As异质结构中的能带混合和电子隧穿共振。结合能带混合隧穿共振理论和 Monte Carlo模拟计算 ,编制异质谷间转移电子器件的模拟软件。用该软件模拟了器件的直流伏安特性和射频工作。由模拟结果与测量结果的对比中确定出δ散射势参数和隧穿时间。通过模拟发现了新的弛豫振荡模式。研究了弛豫振荡模的各种振荡特性 ,给出了器件的优化设计     

能带混合量子阱与异质谷间转移电子器件研究

介绍了能带混合量子阱中的多能谷混合和异质谷间的转移电子效应。运用这一新物理效应设计了新的异质谷间转移电子器件。给出了器件连续波和脉冲工作时的频振荡特性。使用多能谷有铲质量理论和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法模拟计算了哗啦直流和射频工作状态下的电子运动过程。提出了新的器件射频工作模式。最后讨论了能带理论研究在新器件开发中的重要作用和用能带理论研究设计器件的方法。     

具有高温度稳定性(T_0=180K)的新型异质结InGaAsP/InP激光器

本文提出并论证了一种新型异质结InGaAsP/InP激光器,即双载流子限制异质结(DCC-异质结)激光器的工作。这种激光器是通过在普通的InGaAsP/InP双异质结激光器的p-InP包层中嵌入一个p-InGaAsP第二势阱层的方法制作的。对于这种激光器获得了极好的阈值电流温度稳定性[当阈值电流随exp(T/T_0)变化时,在20°～100℃的温度范围内T_0是180K],并且得到了很高的外微分量子效率(在100℃时大于45％)。垂直于结平面的光束发散角也有很大改善(小于25°)。     

HEMT及其界面态效应的二维数值模拟

本文提出了一个调制掺杂异质结界面态模型,并首次将界面态效应引入到HEMT的二维数值模型中.本文用基于异质结漂移-扩散模型建立的 HEMT二维数值模型对常规结构的 AlGaAs/GaAs HEMT进行了模拟,讨论了 HEMT的内部工作机制,特别是异质结效应.本文着重模拟分析了HEMT中界面态对器件性能的影响。模拟结果表明界面态对HEMT的特性有显著的影响.     

平衡异质结类Shockley模型的数值模拟

本文没有采用Anderson的经典途径,而是在做了一些推广后,把Shockley建立同质结的理论推广到了异质结.在不引入真空能级和电子亲合能等概念的情况下,论证了异质结界面上存在能带不连续性,表明它的数值不同于由“亲合能定则”所预言的值.     

亚表面双圆柱异质缺陷的热波多重散射研究

针对半无限体内亚表面含双圆柱异质缺陷问题,基于非傅里叶热传导方程,采用波函数展开法和镜像法,研究了异质体缺陷的热波多重散射与温度分布,并给出了亚表面异质双圆柱热波多重散射的一般解。通过数值计算,给出了不同物理参数和几何参数下亚表面异质双圆柱的材料表面温度分布曲线,分析了各参数对材料表面温度分布的影响,特别是热波本身特性与缺陷性质的影响。研究成果可望为工程材料结构亚表面异质缺陷的无损检测和安全评定提供理论基础与参考数据。     

GaN HFET沟道层中的慢输运电子态和射频电流崩塌

从电极偏置环境、二维异质结能带及沟道电子状态的研究出发,发现了沟道中存在具有不同输运特性的高能正常电子和低能慢电子,建立起新的慢电子电流崩塌模型。在器件射频工作中通过正常输运电子到慢电子的转换过程解释了射频电流崩塌行为。沟道中的慢电子是产生射频电流崩塌的真正缘由。运用这一慢电子电流崩塌模型解释了目前用耗尽模型不能解释的大量实验结果。最后提出了通过异质结构优化设计来消除慢电子,解决电流崩塌难题的新途径。     

基于超短激光脉冲泵浦砷化铝镓多层异质结构的宽带太赫兹辐射产生研究

半导体异质结构具有良好的束缚载流子的能力与产生大功率太赫兹辐射的潜力。但由于异质结构中等离子体非相干振荡的干扰效应造成了太赫兹辐射强度的大幅度降低，因此能够在基于砷化铝镓（）多层异质结构并通过调节其中铝的摩尔分数来调节窄带隙层的吸收系数，从而使得异质结构每一个窄带隙层的激发载流子数目大致相同，达到几乎完全消除干扰效应的目标。基于砷化铝镓多层异质结构的太赫兹辐射产生模型，结合数值计算研究了宽带太赫兹辐射的输出特性，获得泵浦激光脉冲宽度与产生的太赫兹脉冲之间的定量关系，并分析了泵浦激光脉冲参数对产生的太赫兹脉冲各项参数的影响。本项研究为开展半导体材料与器件相关的宽带太赫兹辐射源提供了一定的理论参考。