ZnO材料的电子输运特性

用全带Monte Carlo方法模拟了纤锌矿ZnO材料电子的稳态和瞬态输运特性.稳态输运特性包括稳态平均漂移速度-电场特性、电子平均能量-电场特性和在不同电场下电子按能量的分布.在平均漂移速度-电场特性中发现了微分负阻效应.ZnO的瞬态输运特性包括平均漂移速度-位移关系曲线、渡越时间-位移关系曲线等.在平均漂移速度-位移关系曲线中发现了过冲现象,这种现象是电子从低能谷到高能谷跃迁过程中的弛豫时间产生的.     

ZnO陶瓷材料的负阻特性

介绍了ＺｎＯ陶瓷的负阻特性，主要研究了ＭｎＯ２掺杂和Ｎｉ２Ｏ３掺杂对ＺｎＯ陶瓷负阻特性的影响。     

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。     

扶手椅型碳化硅纳米管的电子输运特性

采用结合密度泛函理论的非平衡格林函数法(4, 4)对扶手椅型碳化硅纳米管的电子输运特性进行了研究。碳化硅纳米管的平衡态透射谱的费米能级附近存在大约2.12 eV的透射谷,这表明碳化硅纳米管是宽带隙半导体材料,与第一性原理的计算结果是一致的;在非平衡态输运特性中,发现了微分负阻效应,该效应是偏压引起态密度变化的结果。论文的研究对碳化硅纳米管电子器件的建模与仿真具有较重要的意义。     

ZnO/p-Si异质结构的电学输运特性

采用等离子体浸没离子注入沉积方法,在p型Si衬底上制备了具有整流特性的、非故意掺杂的以及掺氮的ZnO/p-Si异质结.非故意掺杂的ZnO薄膜为n型(电子浓度为1019cm-3数量级),掺氮的ZnO薄膜为高阻(电阻率为105Ω·cm数量级).非故意掺杂的ZnO/p-Si异质结在正向偏压下,当偏压大于0.4V,电流遵循欧姆定律.然而对于掺氮的ZnO/p-Si样品,当偏压小于1.0V时,电流表现为欧姆特性,当偏压大于2.5V时,电流密度与电压的平方成正比的关系.分别用Anderson模型和空间电荷限制电流模型对非故意掺杂和掺氮的ZnO/p-Si异质结二极管的电流输运特性进行了解释.     

ZnO薄膜材料的发光特性

回顾了最近几年对 Zn O薄膜材料发光特性的研究进展 ,介绍了用不同方法制备 Zn O薄膜的自发辐射和受激辐射发光特性。     

Cu掺杂对ZnO氧化物电子结构与电输运性能的影响

采用平面波超软赝势密度泛函理论计算的方法研究了p型Cu掺杂的纤锌矿结构氧化物ZnO的电子结构,在此基础上分析了其电输运性能。计算结果表明,Cu掺杂ZnO氧化物具有0.6eV的直接带隙,且为p型半导体,在导带和价带中都出现了由Cu电子能级形成的能带,体系费米能级附近的能带主要由Cup态、Cud态和Op态电子构成,且他们之间存在着强相互作用。电输运性能分析结果表明,Cu掺杂的ZnO氧化物价带中的载流子有效质量较大,导带中的载流子有效质量较小;其载流子输运主要由Cup态、Cud态、Op态电子完成,且需要载流子（空穴和电子）跃迁的能隙宽度较未掺杂的ZnO氧化物减小。     

MIM隧道结的电子输运特性和发光研究

论述作为一种新型发光器件的ＭＩＭ隧道结的发光机理，报告了该器件的发光现象和Ｉ－Ｖ特性曲线中负阻现象的实验观察。数据显示，结中表面等离极化激元（ＳＰＰ）与粗糙度的耦合是引起光发射的主要方面，ＳＰＰ对隧穿电子的阻塞作用导致了电子输运中的负阻现象。此外，还观察到了直接辐射的紫外峰。     

基于量子模型的碳纳米管场效应晶体管电子输运特性

采用量子输运模型和NEGF理论,自洽求解薛定谔方程和泊松方程,对类MOS-碳纳米管场效应晶体管的电子输运特性建模。考察了沟道长度Lg为5~25 nm时,其对器件的导通电流、阈值电压、关态泄漏电流、电流开关比、亚阈值摆幅等性质的影响。结果表明:当Lg≥15 nm时,MOS-CNTFET没有量子尺寸效应;当Lg<15 nm时,器件出现短沟道效应;Lg<10 nm时短沟道效应更加明显。     

半导体型单壁碳纳米管的电子输运特性

采用基于密度泛函理论的非平衡格林函数法(Non-equilibrium Green functions,NEGF),对耦合于两个面心立方间的Al(111)电极间的(8,0)碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)传输特性进行了计算。结果表明,在小偏压下(-40～40 mV),碳纳米管伏安特性与孤立碳纳米管的接近为零不同,而是接近为线性,这是耦合导致碳纳米管能级移动的结果。     

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.     

薄膜电致发光器件中电子的输运规律

本文用Monte Carlo法,研究了电场、温度和带电中心对薄膜电致发光器件中电子输运过程的影响。随着电场的增加以及温度的带电中心浓度的降低,电场对电子的加速效果将更加显著。     

Experimental Electron Mobility in ZnO: A Reassessment Through Monte Carlo Simulation

The low-field electron mobility in bulk ZnO has been the object of extensive experimental studies, mainly through measurement of the temperature-dependent Hall effect. In this work, we reassess the experimental results through direct simulations of Hall measurements, performed with a Monte Carlo transport model and taking into account all the major scattering mechanisms. The deformation potentials required to compute acoustic and optical phonon scattering are derived from first-principles computations, and an original theory for charged-dislocation-line scattering is proposed and implemented. Monte Carlo results for the electron mobility and the Hall factor are compared with analytical expressions derived with the relaxation-time approximation, which is found to be adequate at low temperatures where inelastic scattering effects due to optical phonons are negligible.     

垂直电场作用下的钎锌矿相GaN电子输运特性的Monte Carlo研究

在GaN NMOSFET中,沟道电子由于受垂直于其运动方向电场的作用而产生界面散射,从而影响MOSFET特性.研究采用Monte Carlo体模拟方法计算钎锌矿相GaN材料在界面散射下的电子输运特性.模拟中在电子漂移方向加一个水平电场,同时在与其垂直的方向加另外一个电场,在垂直电场作用下,电子发生界面散射.采用基于指数...     

太赫兹量子阱光探测器电子输运特性的MC模拟

半导体器件的MC(蒙特卡罗)模拟是深入研究小尺寸器件的物理过程中必不可少的工具.设计了一种基于三能带近似模型的MC平台,用来研究太赫兹场作用下GaAs/Al0.03Ga0.97As量子阱光探测器内部电子的输运特性.在这个平台的基础上,很好地研究了太赫兹作用下量子阱光探测器在低温和低电场时的电子输运特性.     

Electrical properties of templateless electrodeposited ZnO nanowires

Electrochemical deposition allows the preparation of ZnO nanostructures with precisely controlled morphology and properties, by finely tuning the process parameters. ZnO nanowires were deposited onto gold substrates by electrodeposition from a low concentration zinc nitrate bath. Photolithography was employed for patterning interdigitated electrode systems onto silicon/silicon dioxide substrates and ZnO electrodeposition lead to wires connected to each other by bridging neighboring interdigits allowing electronic transport characterization. Optical measurements, i.e. reflection and photoluminescence spectroscopy, were performed and the results were correlated to electronic transport data. We found that we deal with a system for which one can apply a model of space charge limited currents with different traps energy distribution as a consequence of electrodeposition rate. Current versus temperature measurements show different behavior for lower and higher range of temperatures. Such nanowires, fabricated and contacted in a straightforward way, allow a wide area of applications ranging from conductometric bio- or chemo-sensors to optoelectronic devices.