基于肖特基电流输运模型和扫描分布电阻显微术的窄量子阱载流子浓度表征

目前对于纳米尺度半导体材料的局域电导与对应载流子浓度关系的描述主要以参数拟合为主。其关系模型主要依赖人工拟合参数, 例如理想因子。所以无法从测得局域电导分布来推出载流子浓度分布。为此, 提出了一种获取量子阱中载流子浓度的模型。通过小于10nm分辨的截面扫描分布电阻显微术, 测得了GaAs/AlGaAs量子阱 (110) 截面的局域电导分布。基于实验设置, 提出了只含有掺杂浓度参量的实验描述模型。通过模型, 由测得的量子阱 (掺杂浓度从1016/cm3到1018/cm3) 局域电导分布, 推导出了其载流子分布。相对误差在30%之内。     

分子取向的高分辨率扫描隧道显微术

本文介绍了一种借助于扫描隧道显微镜的空间高分辨能力探测单个分子取向的方法.利用这种方法,我们研究了以下四种体系中的分子取向二维C 60分子阵列;C 60(111)多层膜表面;吸附在Si(111) (7×7)表面的C 60单分子;Au(111)表面的硫醇自组装单分子层膜.结合局域密度近似方法理论计算,我们确定了以上体系中的分子取向.     

Au(111)表面Dy@C82分子单层膜的STM研究

利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV-STM),在低温(78K)下研究了不同覆盖度下Dy@C82(Ⅰ)膜在Au(111)表面的生长和结构.Dy@C82分子首先吸附于金台阶,进而延伸至金台面上形成紧密排列的一维分子链或二维分子岛.高分辨STM图像显示ZDy@C82分子具有多种不同的内部结构,表明Dy@C82分子在金表面的取向是无序的.     

单分子三维取向的探测方法

三维取向是单分子的一个重要特性,单分子三维取向研究是近年来对单分子研究的又一热点。综述了基于远场扫描的三种探测方法,阐述了其基本原理,分析、比较了各种方法的优缺点,讨论了进行单分子三维取向检测所存在的困难和实际问题,展望了其广阔的应用领域及前景。     

C90分子单层膜在Au(111)表面的STM研究

在超高真空中使用热蒸发方法,在Au(111)表面上制备了C90分子的分子单层膜,并利用超高真空低温扫描隧道显微镜在120 K温度下对其结构进行研究.观察到C90分子在Au(111)表面上先是沿着台阶边缘生长,分子铺满一层后,会在薄膜上形成岛状结构.本文对岛状结构进行了原位高分辨表征,观察到C90分子在正偏压和负偏压下的...     

单晶硅表面STM成像理论模型与实验分析

结合扫描隧道显微镜(STM)成像实验和第一性原理原子级模拟计算的方法已经成为材料界面表征的重要手段。超高真空条件下的STM可用于直接观察单原子等微观结构,但其成像原理还未被理解清楚。STM扫描测得的试件表面原子级图像并不直接反映材料原子的形态,实际上是表面形貌和表面电子态局域密度的综合结果。为了解释STM成像,采用第一性原理Siesta方法,研究了Si(001)面STM成像过程的电子结构,对表面粒子的原子轨道和相应的电荷密度进行计算。讨论了等高模式下扫描高度对局域电子云密度分布的影响,并分析了STM针尖几何形状对模拟结果的影响。研究表明,材料表面原子的电子云密度分布可以用来解释STM成像精度和扫描高度对比的变化。     

C_(90)分子单层膜在Au(111)表面的STM研究

在超高真空中使用热蒸发方法,在Au(111)表面上制备了C90分子的分子单层膜,并利用超高真空低温扫描隧道显微镜在120 K温度下对其结构进行研究。观察到C90分子在Au(111)表面上先是沿着台阶边缘生长,分子铺满一层后,会在薄膜上形成岛状结构。本文对岛状结构进行了原位高分辨表征,观察到C90分子在正偏压和负偏压下的几种不同形貌,并给出了各种形貌所对应的C90分子构型。     

GNRFET输运特性中的负微分电阻效应研究

利用密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的数值分析方法,以均匀型和十字型两种不同类型的石墨烯纳米带作为沟道,研究了石墨烯纳米带场效应管(GNRFET)的负微分电阻效应。分析了不同类型GNRFET的端口输运性质:均匀型GNRFET具有良好的输运特性;十字型GNRFET由于中间的干破坏了原来两边缘的输运路径,其传输系数均不超过1。十字型GNRFET的输出特性具有明显的负微分电阻效应,且栅电压对此有调控作用。从传输谱的角度给出了GNRFET负微分电阻特性的理论解释和栅压调控的能量图,为微纳器件负微分电阻效应的研究提供了一定的理论依据。     

STM/STS在纳米结构电子态和输运性质研究中的新进展

本文介绍了扫瞄隧道显微术及扫描隧道谱(STM/STS)半导体、金属量子点及单分子电子态和电子输运性质研究的最新进展.STM具有高的空间和能量分辨率,不仅可用于表面和纳米体系的结构表征,而且可用于研究表面和纳米结构局域电子态和电子输运性质.半导体、金属量子点及单分子通常具有分立的电子能级结构.利用STM的探针空间局域的探测能力和较高的能量分辨本领,近年来有大量工作对这些低维体系的电子态进行了研究,对这些体系单体结构的电子输运性质研究获得了有趣的新结果.     

器件模拟对AlGaAs/GaAs RTD的特性分析(英文)

使用SILVACO公司的器件模拟软件ATLAS对AlGaAs/GaAs共振隧穿二极管(RTD)进行了器件模拟,得到了不同结构的RTD的I-V特性曲线。对量子阱宽度、掺杂浓度、势垒宽度和高度对RTD的I-V特性的影响进行了详细的分析。     

纳米材料的几种扫描探针显微表征方法

扫描探针显微镜（SPM）作为一种广泛应用的表面表征工具,不仅可以表征三维形貌,还能定量地研究表面的粗糙度、孔径大小和分布及颗粒尺寸,在许多学科均可发挥作用.以纳米材料为主要研究对象,综述了国外最新的几种扫描探针显微表征技术,包括扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）和近场扫描光学显微镜（SNOM）等方法,展示了这几种技术在纳米材料的结构和性能方面的应用.     

Scanning tunneling potentiometry study of electron reflectivity of a single grain boundary in thin gold films

Spatial variations of the local electric field in current-carrying thin gold films were studied with a scanning tunneling microscope on a nanometer scale. With a refined scanning tunneling potentiometry technique, it was possible to determine the local electric fields within single grains. At grain boundaries, we observe potential drops on length scales of less than 1 nm which exceed the potential difference within a grain greatly. We interpret our findings by applying a theory that models grain boundaries as barriers with a reflectivity R for the conduction electrons. With the assumption of isotropic background scattering within each grain, we determine the local current-density j(x,y) that passes a grain boundary. From that, we obtain the reflectivity of individual grain boundaries and find values ofR = 0.7toR = 0.9 which is much higher than expected from macroscopic experiments.     

新型负阻HBT构成的非稳多谐振荡器研究

报道了由超薄基区负阻异质结双极晶体管(UTBNDRHBT)构成的非稳多谐振荡器,具有高速、可调控等优点。对其电压控制脉冲频率调制效应进行了实验研究,观察到了仅由基极电压(V_(BE))即可控制脉冲间距和脉冲宽度;对实验现象给出了相应分析,并指出了此电路的应用前景。     

Silicene Nanoribbons on an Insulating Thin Film

Silicene, a new 2D material has attracted intense research because of the ubiquitous use of silicon in modern technology. However, producing free-standing silicene has proved to be a huge challenge. Until now, silicene could be synthesized only on metal surfaces where it naturally forms strong interactions with the metal substrate that modify its electronic properties. Here, the authors report the first experimental evidence of silicene nanoribbons on an insulating NaCl thin film. This work represents a major breakthrough, for the study of the intrinsic properties of silicene, and by extension to other 2D materials that have so far only been grown on metal surfaces.     

CMOS负阻单元逻辑电路及其发展前景

在回顾了多值逻辑(MVL)电路的优点、分析了共振隧穿器件(RTD)电路的特点和比较了各种类型负阻器件性能的基础上,提出了利用CMOS型负阻单元作为基础性器件设计并实现CMOS型逻辑电路的新概念,并指出了此研究领域的几个重点研究内容和方向。     

Properties of GaN epitaxial layers grown on 6H-SiC(0001) by plasma-assisted molecular beam epitaxy

The structural, electrical, and optical properties of GaN grown on 6H-SiC(0001) substrates by molecular beam epitaxy are studied. Suitable substrate preparation and growth conditions are found to greatly improve the structural quality of the films. Threading dislocation densities of about 3×10⁹ cm⁻² for edge dislocations and <1×10⁶ cm⁻² for screw dislocations are achieved in GaN films of 0.8 μm thickness. Mechanisms of dislocation generation and annihilation are discussed. Increasing the Ga to N flux ratio used during growth is found to improve the surface morphology. An unintentional electron concentration in the films of about 5×10¹⁷ cm⁻³ is observed, and is attributed to excess Si in the films due to a Si-cleaning step used in the substrate preparation. Results from optical characterization are correlated with the structural and electronic studies.     

扫描隧道显微镜钨针尖的制备与表征

采用直流电化学刻蚀方法制备扫描隧道显微镜钨针尖,研究了电化学刻蚀过程中NaOH溶液浓度、钨丝浸入长度和刻蚀电压对针尖形貌的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)测量针尖曲率半径和针尖纵横比值,以表征针尖的尺寸和形状;通过能谱仪(EDS)分析针尖表面成分,以表征表面清洁度;通过场发射显微镜(FEM)得到Fowler-Nordheim (F-N)曲线来检测针尖发射性能。实验结果表明,当溶液浓度为2 mol/L、钨丝浸入长度为4 mm、刻蚀电压为3 V时,可以得到曲率半径约为100 nm、纵横比值为13的针尖,且表面无钨的氧化层。FEM结果显示当对针尖施加500 V的负偏压时,针尖可以稳定发射50 nA量级的电流,且针尖性能具有良好的一致性。