纳米晶浮栅存储器的模拟、制备和电学特性

介绍了在纳米晶浮栅存储器数据保持特性方面的研究工作,重点介绍了纳米晶材料的选择与制备和遂穿介质层工程。研究证明,金属纳米晶浮栅存储器比半导体纳米晶浮栅存储器具有更好的电荷保持特性。并且金属纳米晶制备方法简单,通过电子束蒸发热退火的方法就能够得到质量较好的金属纳米晶,密度约4×1011cm-2,纳米晶尺寸约6～7nm。实验证明,高介电常数隧穿介质能够明显改善浮栅存储器的电荷保持特性,所以在引入金属纳米晶和高介电常数遂穿介质之后,纳米晶浮栅存储器可能成为下一代非挥发性存储器的候选者。     

纳米级MOSFET隧穿栅电流量子模型

运用一种全量子模型,研究高k栅介质纳米MOSFET(场效应管)栅电流,特别适用于各种材料高k栅介质和高k叠栅介质纳米MOSFET。使用该方法,研究了高k栅介质中氮含量等元素对栅极电流的影响,并对模拟结果进行了分析比较。结果显示,为了最大限度减少MOS器件的栅泄漏电流,需要优化介质中的氮含量。通过对比表明,模型与实验结果符合。     

激光晶化形成纳米硅基电致发光材料及其性质研究

为实现基于硅基材料的高效光源,提出激光晶化形成纳米硅基电致发光材料性能研究,来明确了激光晶化形成纳米硅基电致发光材料的基本性能。主要以选择的纳米硅基电致发光材料作为研究对象,首先采用激光晶化技术完成制备工作,其次设计对电致发光材料性能计算方法,最后设计吸收光谱、固态与薄膜态量子产量、发光寿命、发光率四方面的测定环节,依此对晶化处理和未晶化的两个样本进行电致发光材料测定。结果表明：晶化后的电致发光材料中存在尺寸可控的纳米硅量子,且当氧气量充足时,晶化后的致电发光材料的硅粒子产出量会逐渐增加;光学带隙要比原始沉积样本要小,且当精光密度增加时光学带隙发生进一步缩减;晶化后的样本发光寿命有、无氧两种状态均为1 200 ns,发光率可达到99%。以上结果说明激光晶化形成纳米硅基电致发光材料性能优越,具有较强的发展潜力。以期可为日后的纳米硅基电致发光材料研究与制作过程中提供理论支撑,在此基础上制备出性能更加优异的电致发光材料。     

纳米晶存储特性的研究

常温下硅纳米晶构成的MOSFET存储器具有低压、低功耗、体积小、高剂量和快速读写等优良特性,在ULSI中有重要的应用前景.它是当前ULSI研究中的一项热门专题,在国外一些著名刊物上屡见报道.本文介绍了这种器件的存储特性及其机理与最新研究进展.     

半导体纳米晶光电性能的研究进展

综述了近年来国内外纳米晶体光电子性质研究领域某些方面的进展情况，着重介绍了半导体纳米晶在光吸收、光致发光、非线性光学效应和电阻率等方面的独特性能。这些研究表明，对于0—3nm晶体(纳米晶粒处于分散介质中)来说，量子尺寸效应是产生晶体性质突变的主要原因之一。对纳米晶体结构和性能的深入研究，能为光电子材料的发展提供新的途径和思路。     

可嵌入式应用的新型2T结构硅纳米晶存储器

本文研究了2T硅纳米晶非挥发存储器性能和可靠性。存储单元可获得良好性能,包括低压操作下快速的擦写速度,卓越的数据保持特性（保持10年）,良好的耐受性（10k次擦写周期以后小于10%的阈值电压飘移）。数据表明了此器件在未来嵌入式非挥发存储应用的可能性。     

半导体纳米晶光电性能的研究进展

综述了近年来国内外纳米晶体光电子性质研究领域某些方面的进展情况,着重介绍了半导体纳米晶在光吸收、光致发光、非线性光学效应和电阻率等方面的独特性能。这些研究表明,对于0—3nm晶体(纳米晶粒处于分散介质中)来说,量子尺寸效应是产生晶体性质突变的主要原因之一。对纳米晶体结构和性能的深入研究,能为光电子材料的发展提供新的途径和思路。     

高k栅介质纳米MOSFET栅电流模型

介绍了一种纳米MOSFET(场效应管)栅电流的统一模型,该模型基于Schrodinger-Poisson方程自洽全量子数值解,特别适用于高k栅介质和多层高k栅介质纳米MOSFET.运用该方法计算了各种结构和材料高k介质的MOSFET栅极电流,并对pMOSFET和nMOSFET高k栅结构进行了分析比较.模拟得出栅极电流与实验结果符合,而得出的优化氮含量有待实验证实.     

ZnO纳米晶的发光性质

研究了量子限域体系下ZnO纳米晶随尺寸变化的发光性质。吸收边随着颗粒尺寸减小发生持续的蓝移。光致发光光谱包含两个发光峰：一个是紫外激子发射,另一个是处于绿光区的杂质或缺陷发射,均受量子限域效应调制。带边发射相对于吸收峰的Stokes移动随着颗粒尺寸减小而增大。选择激发实验发现光致发光强烈依赖于激发能。     

减少纳米MOS器件栅电流的研究分析

采用Schroedinger-Poisson方程自洽全量子求解法研究了MOS器件不同介质材料和栅结构栅电流,该模型对栅电流中的三维电流成分用行波统一地计算;对二维栅电流成分通过反型层势阱中准束缚态的隧穿率计算。模拟得出栅极电流与实验结果符合。研究结果表明,采用高愚栅介质材料、p-MOSFET或双栅结构对栅电流的减少有明显的作用,这一结果可望对器件性能作出预计并对其研制提供指导。     

纳米Ge颗粒镶嵌硅基薄膜的结构与光吸收特性的研究

采用射频磁控共溅射方法制备了纳米Ge颗粒镶嵌于SiQ中的复合薄膜(Ge—SiO2)，结合样品结构对光吸收特性进行深入的研究。研究发现该类样品存在较强的光吸收，并且光吸收边随Ge颗粒尺寸变小有显著的蓝移现象。采用量子限域模型和介电限域模型分别作了相应的理论计算，结果表明两种模型的理论计算结果与实验值均有一定的偏差；在小尺寸的Ge颗粒情况下，前者与实验值有明显的差异。对此结果我们给出了相应的分析讨论。     

金属纳米晶存储器件数据保持能力建模与验证

金属纳米晶存储器件具有低功耗、高速读写特性及较高的可靠性,因此近年来在非易失存储器研究领域备受关注.对比分析讨论了量子限制效应与库仑阻塞效应对金属纳米晶费密能级的影响后,发现库仑阻塞效应会严重削弱器件数据保持能力.在综合考虑金属纳米晶量子限制效应和库仑阻塞效应的基础上,提出了金属纳米晶存储器件数据保持能力分析模型,并通过与相关研究文献的实验数据对比分析,证实了本模型的合理性.     

基于锗硅异质纳米晶的非易失浮栅存储器的存储特性

利用自组织生长和选择化学刻蚀方法在超薄SiO2隧穿氧化层上制备了渐变锗硅异质纳米晶,并通过电容.电压特性和电容-时间特性研究了该纳米结构浮栅存储器的存储特性.测试结果表明,该异质纳米晶非易失浮栅存储器具有良好的空穴存储特性,这是由于渐变锗硅异质纳米晶中Ge的价带高于Si的价带形成了复合势垒,空穴有效地存储在复合势垒的Ge的一侧.     

基于锗硅异质纳米晶的非易失浮栅存储器的存储特性

利用自组织生长和选择化学刻蚀方法在超薄SiO2隧穿氧化层上制备了渐变锗硅异质纳米晶,并通过电容.电压特性和电容-时间特性研究了该纳米结构浮栅存储器的存储特性.测试结果表明,该异质纳米晶非易失浮栅存储器具有良好的空穴存储特性,这是由于渐变锗硅异质纳米晶中Ge的价带高于Si的价带形成了复合势垒,空穴有效地存储在复合势垒的Ge的一侧.     

InP胶体量子点的合成及光谱性质

以三辛基氧化膦(TOPO)作为溶剂,利用无水InCl3和P(Si(CH3)3)3之间的脱卤硅烷基反应合成了InP胶体量子点.其中,TOPO既作为反应溶剂又作为量子点的包覆剂和稳定剂,在反应后期加入十二胺作为表面活性剂.利用粉末X射线衍射仪及透射电子显微镜测量了量子点的结晶性、晶格结构、晶粒尺寸、表面形貌以及晶粒尺寸分布,利用光致发光(PL)光谱仪和紫外可见分光光度计分析了其光学性质.测试结果显示,量子点具有较好的结晶性及一定的尺寸分布,平均直径为2.5nm,标准偏差为7.4%,表现出明显的量子限制效应.     

InP胶体量子点的合成及光谱性质

以三辛基氧化膦(TOPO)作为溶剂,利用无水InCl3和P(Si(CH3)3)3之间的脱卤硅烷基反应合成了InP胶体量子点.其中,TOPO既作为反应溶剂又作为量子点的包覆剂和稳定剂,在反应后期加入十二胺作为表面活性剂.利用粉末X射线衍射仪及透射电子显微镜测量了量子点的结晶性、晶格结构、晶粒尺寸、表面形貌以及晶粒尺寸分布,利用光致发光(PL)光谱仪和紫外可见分光光度计分析了其光学性质.测试结果显示,量子点具有较好的结晶性及一定的尺寸分布,平均直径为2.5nm,标准偏差为7.4%,表现出明显的量子限制效应.     

Effects of Quantum and Dielectric Confinement on the Emission of Cs-Pb-Br Composites

The halide perovskite CsPbBr₃ belongs to the Cs-Pb-Br material system, which features two additional thermodynamically stable ternary phases, Cs₄PbBr₆ and CsPb₂Br₅. The coexistence of these phases and their reportedly similar photoluminescence (PL) have resulted in a debate on the nature of the emission in these systems. Herein, optical and microscopic characterizations are combined with an effective mass, correlated electron–hole model of excitons in confined systems, to investigate the emission properties of the ternary phases in the Cs-Pb-Br system. It is found that all Cs-Pb-Br phases exhibit green emission and the non-perovskite phases exhibit PL quantum yields orders of magnitude larger than CsPbBr₃. In particular, blue- and red-shifted emission for the Cs- and Pb-rich phases, respectively, are measured, stemming from embedded CsPbBr₃ nanocrystals (NCs). This model reveals that the difference in emission shift is caused by the combined effects of NC size and different band mismatch. Furthermore, the importance of including the dielectric mismatch in the calculation of the emission energy for Cs-Pb-Br composites is demonstrated. The results explain the reportedly limited blue shift in CsPbBr₃@Cs₄PbBr₆ composites and rationalize some of its differences with CsPb₂Br₅.     

Ge/Si复合纳米结构电荷存储特性的模拟研究

这一研究工作模拟计算了 Ge/ Si复合纳米结构 MOSFET存储器的擦写和存储时间特性。结果表明 ,Ge/ Si复合纳米结构存储器在低压下即可实现 μs和 ns量级编程。与 Si纳米结构存储器相比 ,由于 Ge/ Si复合势阱的作用 ,器件的电荷保留时间提高了 3～ 5个量级 ,有效地解决了快速擦写编程与长久存储之间的矛盾 ,使器件的性能得到明显改善。