纳电子隧穿器件的蒙特卡洛模拟

介绍了一种利用正统理论与蒙特卡洛方法模拟纳电子隧穿器件的程序.该程序可模拟电子通过包含小隧道结、电容和理想电压源的电路输运过程.并利用该程序,对含量子岛和量子岛阵列的纳电子学器件进行了模拟.     

纳电子隧穿器件的蒙特卡洛模拟

介绍了一种利用正统理论与蒙特卡洛方法模拟纳电子隧穿器件的程序.该程序可模拟电子通过包含小隧道结、电容和理想电压源的电路输运过程.并利用该程序,对含量子岛和量子岛阵列的纳电子学器件进行了模拟.     

量子器件的计算机模拟

综述了量子器件的几种输运模型及其模拟结果 ,并对量子器件物理模型及其辅助设计提出了设想。     

扫描电子显微学中二次电子发射过程的蒙特卡洛模拟

利用蒙特卡洛模拟固体中电子散射轨迹的计算方法，系统地研究了扫描电镜中二次电子信号的发射过程。该模拟电子与固体相互作用的蒙特卡洛模型包含了级联二次电子产生的过程，并且采用光学介电函数方法描述电子的能量损失和相伴的二次电子激发。由于模拟计算可以给出背散射电子和二次电子的绝对产额，以及它们随加速电压和样品的原子序数的变化关系，因此可以用于模拟元素衬度和形貌衬度像。还计算得到了关于二次电子产生和发射的其它分布，并与实验结果作了比较。     

单电子隧道结隧穿特性研究与仿真

基于单电子隧道结电压特征公式[1],借助Matlab拟合其隧穿特性曲线,给出了时不变和时变偏置电流作用下的I-V特性震荡曲线,并就仿真结果进行分析,将该模型应用于单电子盒进行仿真验证,出现了明显的库仑台阶,仿真曲线印证了理论分析结果.利用Matab强大的计算功能进行单电子器件特性仿真对单电子器件的应用研究有重要意义.     

蒙特卡洛模拟方法在扫描电子显微学中的应用

用于模拟固体中电子散射轨迹的蒙特卡洛方法已经在电子探针、电子束微分析和电子束光刻等领域得到极其广阔的应用。扫描电子显微学中，借助于该方法我们可以从理论上系统地研究二次电子和背散射电子的信号产生和发射过程，从而理解各种衬度形成的物理机制。     

RTD的器件模型和模拟——共振隧穿器件讲座(9)

阐述了电路模拟在设计和研制大规模集成过程中的必要性和重要意义,器件模型在电路模拟中的重要性以及器件模拟与器件模型的关系;在器件模拟通用软件形成过程的基础上重点讨论了RTD的器件模型、器件模拟和电路模拟软件SPICE三个课题;介绍了基于物理参数I-V方程RTD模型和高斯函数、指数函数RTD直流模型;利用ATLAS器件模拟通用软件对RTD进行了器件模拟,得到了势垒和势阱宽度、E区掺杂浓度等对RTDI-V特性的影响;以包含RTD电路的SPICE电路模拟中的文字逻辑门为例,通过电路模拟验证了其逻辑功能,对设计该电路起到指导和参考作用。     

光子扫描隧道显微镜光子隧穿可视化数值模拟

提出了一种新的入射波设置“三波法”,即将光子扫描隧道显微镜(PSTM)系统中的入射波、全内反射波和透射的隐失波同时设置为时域有限差分(FDTD)计算区域的入射源,克服了PSTM中应用FDTD所遇到的存在样品台(分层界面)和全内反射等困难。给出了PSTM中探针针尖与样品相互作用和光子隧穿的物理图像。模拟了PSTM探针等高扫描过程。给出了PSTM图像,比较了单光束照射与π对称照射等高度扫描曲线的不同,前者有一定的偏移,后者可纠正偏移。     

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).     

考虑各项异性散射的锗中电子输运的全能带蒙特卡洛模拟

在考虑各向异性散射的基础上,对锗中电子输运特性进行了全能带蒙特卡洛模拟.计算过程如下:锗的全能带由nonlocal empirical pseudopotential 方法求得;态密度的相对值通过不同能量的状态数得到;声子色散谱由adiabatic bond-charge模型求出;电子-声子散射率在低能量时采用费米黄金律得出的非抛物线散射率,高能量则通过态密度对其修正而得到;散射后的状态满足能量守恒和动量守恒.通过比较计算结果与实验报道,证实了该模型算法的正确性,由于该模型能正确反映锗中电子的速度与能量特性,同时又能大大降低散射率的计算成本,故可运用在器件模拟中.     

新型电子器件和光学器件的共振隧穿结构

描述了一种新型共振隧穿结构器件，这种器件包含了通过可变间隙超晶格能量滤波器（ＶＳＳＥＦ）中的耦合量子附态的隧穿过程．论证了通过ＡｌＡｓ／ＧａＡｓＶＳＳＥＦ器件高能态和ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ超晶格受激态的共振隧穿，描述了这种器件作为较高功率微波源和共振隧穿晶体管的应用，并讨论了共振隧穿结构作为雪崩探测器和红外发射器等光学器件的潜在应用．     

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。     

Si3N4栅MOS器件的隧穿电流模拟

随着MOS器件尺寸按比例缩小到亚100 nm时代,栅绝缘层直接隧穿(Direct Tunnel-ing,DT)电流逐渐增大.使用Si3N4材料作为栅介质,利用其介电常数高于SiO2的特性,可以在一定时期内有效地解决隧穿电流的问题.文章在二维器件模拟软件PISCES-II中首次添加了模拟高k材料MOS晶体管的器件模型,并对SiO2和Si3N4栅MOS晶体管的器件特性进行了模拟比较.     

金属样品扫描电镜二次电子特性蒙特卡洛模拟

采用较为准确的考虑电子散射和二次电子出射过程的蒙特卡洛模型,研究了不同金属样品的二次电子产额、能谱、出射角度、出射位置,模拟二次电子成像电流和扫描电镜二次电子图像。模拟结果表明,二次电子能谱的最可几能量和峰值半宽度略高于实验结果;二次电子出射角度呈现近似的余弦分布;随着入射电子束能量的提高,二次电子出射范围越大,对应二次电子图像的分辨率降低,但会提高图像衬度;二次电子收集器电压越高,二次电子成像电流越大。模拟得到的扫描电镜二次电子图像与实验结果较为接近。     

量子阱中电子隧穿逃逸时间的研究

用波包方法计算了电子从量子阱中的隧穿逃逸时间随外加偏压的变化，与实验结果符合良好，通常半经典近似模型与实验结果偏离较大，通过对两者的比较给出了改进的半经典模型，大大简化了隧穿逃逸时间的计算。     

肖特基栅共振隧穿三极管(SGRTT)的器件模拟

使用Atlas软件模拟了肖特基栅共振隧穿三极管。通过改变发射极长度、栅极金属和上层AlAs势垒的距离以及靠近AlAs势垒的GaAs层浓度,得到器件耗尽区边界以及所对应的I-V特性,由此分析和解释了器件结构参数对器件特性的影响,最后对器件在电路中的应用予以说明。     

基于肖特基栅共振隧穿三极管的器件模拟与实验分析

通过流片,制作出肖特基栅共振隧穿三极管(SGRTT).根据ATLAS软件的模拟发现,当发射极接地, 集电极接外加偏压时,栅极电压对于SGRTT的电流起到明显的控制作用.当集电极接地,栅极电压会主要影响峰值电压,其原因是栅极电压和发射极、集电极的电场分布将会改变耗尽区的分布.实验测试结果对这种现象也予以证实.     

基于肖特基栅共振隧穿三极管的器件模拟与实验分析

通过流片,制作出肖特基栅共振隧穿三极管（SGRTT） .根据ATLAS软件的模拟发现,当发射极接地,集电极接外加偏压时,栅极电压对于SGRTT的电流起到明显的控制作用.当集电极接地,栅极电压会主要影响峰值电压,其原因是栅极电压和发射极、集电极的电场分布将会改变耗尽区的分布.实验测试结果对这种现象也予以证实.     

蒙特卡洛模拟在科研项目风险决策管理中的应用

蒙特卡洛模拟法是风险分析中的一种常用方法,运用此法可以定量描述各个备选方案下评价指标的统计特征值,统计分析结果为项目在不确定环境中投资决策提供了必要依据。本文介绍了此法在科研项目风险决策管理中的应用。