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1/f噪声及其在二维材料石墨烯中的研究进展

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物理学报 2023年第1期72卷 268-283页

作者：刘瑛郭斯琳张勇杨鹏吕克洪邱静刘冠军国防科技大学智能科学学院长沙410073 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室长沙410073

1/f噪声具有丰富的物理内涵,既是科学研究的量化工具,也是电子器件重要性能指标.本文从通用数学形式和物理背景两个方面归纳总结1/f噪声模型.首先介绍了基于马尔可夫过程和基于扩散过程的1/f噪声通用数学模型.在此基础上,溯源1/f噪声物... 详细信息

1/f噪声具有丰富的物理内涵,既是科学研究的量化工具,也是电子器件重要性能指标.本文从通用数学形式和物理背景两个方面归纳总结1/f噪声模型.首先介绍了基于马尔可夫过程和基于扩散过程的1/f噪声通用数学模型.在此基础上,溯源1/f噪声物理模型的发展历程,总结五类典型物理模型,包括Mc Whorter模型、Hooge模型、Voss-Clarker模型、Dutta-Horn模型、干涉模型以及Hung统一模型.二维材料石墨烯让1/f噪声研究重归学术热点,本文梳理了当前石墨烯1/f噪声研究中形成的共识性研究成果,提出石墨烯低频噪声研究的三层次分类分析模型,分析了不同层面噪声机理研究代表性成果,归纳总结了各层面可能的主导机制.通过比较不同团队报道的石墨烯1/f噪声栅极调控特征谱型及测试条件,分析了复杂多变栅控谱型形成原因.基于分析结论,为避免非本征噪声干扰,提出了石墨烯本征背景1/f噪声规范性测量方案,为厘清和揭示石墨烯1/f噪声机制及特性探索可行技术途径.

关键词： 1/f噪声噪声机理石墨烯特征谱型

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有色噪声下的Rabi谱展宽现象

山西大学学报(自然科学版) 2024年第1期47卷 194-198页

作者：安妮张秀荣李卫东山西大学理论物理研究所山西大学物理电子工程学院深圳技术大学工程物理学院先进材料诊断技术中心超强激光与先进材料技术深圳重点实验室南方科技大学广东省量子科学技术与工程重点实验室

本文对有色噪声下二能级原子系统Rabi谱的展宽现象进行了研究。通过四阶龙格-库塔方法，针对三种不同时间关联特性的有色噪声，对近共振条件下的Rabi谱进行了数值模拟。研究发现：在近共振条件下，对于给定测量时间，增大噪声幅度会使R... 详细信息

本文对有色噪声下二能级原子系统Rabi谱的展宽现象进行了研究。通过四阶龙格-库塔方法，针对三种不同时间关联特性的有色噪声，对近共振条件下的Rabi谱进行了数值模拟。研究发现：在近共振条件下，对于给定测量时间，增大噪声幅度会使Rabi谱展宽增强；测量时间越趋近于π/Ω，使Rabi谱展宽小于10%的噪声幅度越小，Rabi谱的测量对噪声更敏感；同时，低频噪声下Rabi谱展宽增强。本文的研究基于不同噪声对Rabi谱的影响，有助于提高光钟的测量精度。

关键词： Rabi谱 1/f噪声白噪声棕色噪声

基于1/f噪声的NPN晶体管辐照感生电荷的定量分离

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物理学报 2015年第13期64卷 301-307页

作者：赵启凤庄奕琪包军林胡为西安电子科技大学微电子学院西安710071 西安电子科技大学机电工程学院西安710071

本文针对NPN双极性晶体管,在研究辐照感生的氧化层电荷及界面态对晶体管基极电流和1/f噪声的影响的基础上,建立辐照感生氧化层电荷及界面态与基极电流和1/f噪声的定量物理模型.根据所建立的模型,提出一种新的分离方法,利用1/f噪声和表... 详细信息

本文针对NPN双极性晶体管,在研究辐照感生的氧化层电荷及界面态对晶体管基极电流和1/f噪声的影响的基础上,建立辐照感生氧化层电荷及界面态与基极电流和1/f噪声的定量物理模型.根据所建立的模型,提出一种新的分离方法,利用1/f噪声和表面电流求出氧化层电荷密度,利用所求得氧化层电荷密度和表面电流求出界面态密度.利用本方法初步实现了辐照感生氧化层电荷及界面态的定量计算.

关键词：电离辐照 1/f噪声氧化层电荷界面态

基于辐照前1/f噪声的金属-氧化物-半导体场效应晶体管辐照退化模型

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物理学报 2008年第8期57卷 5205-5211页

作者：彭绍泉杜磊庄奕琪包军林何亮陈伟华西安电子科技大学技术物理学院西安710071 西安电子科技大学微电子学院西安710071

基于金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSfET)噪声的载流子数涨落和迁移率涨落理论,建立了MOSfET辐照前1/f噪声参量与辐照后分别由氧化层陷阱和界面陷阱诱使阈值电压漂移之间的定量数学模型,并通过实验予以验证.研究结果表明,辐照诱生... 详细信息

基于金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSfET)噪声的载流子数涨落和迁移率涨落理论,建立了MOSfET辐照前1/f噪声参量与辐照后分别由氧化层陷阱和界面陷阱诱使阈值电压漂移之间的定量数学模型,并通过实验予以验证.研究结果表明,辐照诱生的氧化层陷阱通过俘获和发射过程与沟道交换载流子,在引起载流子数涨落的同时也通过库仑散射导致沟道迁移率的涨落,因此辐照前的1/f噪声幅值正比于辐照诱生的氧化层陷阱数.利用该模型对MOSfET辐照前1/f噪声与辐照退化的相关性从理论上进行了解释,同时也为MOSfET抗辐照能力预测提供理论依据.

关键词： 1/f噪声辐照金属-氧化物-半导体场效应晶体管陷阱

HgCdTe长波光伏探测器的表面漏电流及1/f噪声研究

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物理学报 2005年第7期54卷 3357-3362页

作者：孙涛陈兴国胡晓宁李言谨中国科学院上海技术物理所功能材料器件中心上海200083

在同一Hg1-xCdxTe晶片上(x=0.217)制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种器件,对器件烘烤前后的暗电流和1f噪声进行了测试,烘烤前发现,ZnS钝化的器件在反偏较大时具有较大的表面隧道电流,而这种表面漏电流是ZnS钝化器件具有较大1... 详细信息

在同一Hg1-xCdxTe晶片上(x=0.217)制备了单层ZnS钝化和双层(CdTe+ZnS)钝化的两种器件,对器件烘烤前后的暗电流和1f噪声进行了测试,烘烤前发现,ZnS钝化的器件在反偏较大时具有较大的表面隧道电流,而这种表面漏电流是ZnS钝化器件具有较大1f噪声电流的原因,通过高分辨x射线衍射中的倒易点阵技术(reciprocal spacemapping,RSM)研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响,发现单层ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷,而这些缺陷正是ZnS钝化器件具有较大表面漏电流和1f噪声的原因.经过高温烘烤后,ZnS钝化的器件暗电流和1f噪声增加,而双层钝化器件经过高温烘烤后性能提高.RSM的研究表明,高温烘烤后ZnS钝化的HgCdTe外延层产生大量缺陷,这些缺陷正是单层钝化器件表面漏电流和1f噪声电流增加的原因.

关键词： HgCdTe 表面漏电流光伏探测器噪声研究高分辨X射线衍射 mapping 1/f噪声长波高温烘烤噪声电流 ZnS space 1/f噪声外延层隧道电流倒易点阵暗电流钝化器件缺陷单层原因 RSM 晶片

^(60)Co γ射线辐照对肖特基二极管1/f噪声的影响

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物理学报 2008年第9期57卷 5869-5874页

作者：杨丽侠杜磊包军林庄奕琪陈晓东李群伟张莹赵志刚何亮西安电子科技大学技术物理学院西安710071 西安电子科技大学微电子学院西安710071

在肖特基二极管(Schottky barrier diode,SBD)辐照损伤机理和总剂量效应分析的基础上,利用1/f噪声的迁移率涨落和载流子数涨落模型,深入研究辐照损伤对器件1/f噪声的影响.研究结果表明,辐照诱生新的界面态,改变界面态密度分布,进而调制... 详细信息

在肖特基二极管(Schottky barrier diode,SBD)辐照损伤机理和总剂量效应分析的基础上,利用1/f噪声的迁移率涨落和载流子数涨落模型,深入研究辐照损伤对器件1/f噪声的影响.研究结果表明,辐照诱生新的界面态,改变界面态密度分布,进而调制了肖特基势垒高度,增大表面复合速度是引起器件性能退化主要原因,也是1/f噪声剧烈增加的主要原因.正因为如此,噪声与器件退化存在相关性,即噪声拟合参数B越大,偏离标准值越多,器件可靠性越差,抗辐照能力越低,在辐照环境下工作越容易失效.由此可知,1/f噪声特性可以用作SBD辐照损伤机理的研究工具,并有可能用于SBD抗辐射加固的无损评估.

关键词：肖特基二极管 1/f噪声 ^60Co γ射线界面态

MOSfET辐照诱生界面陷阱形成过程的1/f噪声研究

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物理学报 2007年第6期56卷 3400-3406页

作者：李瑞珉杜磊庄奕琪包军林西安电子科技大学技术物理学院西安710071

基于界面陷阱形成的氢离子运动两步模型和反应过程的热力学平衡假设,推导了金属-氧化物-半导体-场效应晶体管(MOSfET)经历电离辐照后氧化层空穴俘获与界面陷阱形成间关系的表达式.利用初始1/f噪声功率谱幅值与氧化层空穴俘获之间的联系... 详细信息

基于界面陷阱形成的氢离子运动两步模型和反应过程的热力学平衡假设,推导了金属-氧化物-半导体-场效应晶体管(MOSfET)经历电离辐照后氧化层空穴俘获与界面陷阱形成间关系的表达式.利用初始1/f噪声功率谱幅值与氧化层空穴俘获之间的联系,建立了辐照前的1/f噪声幅值与辐照诱生界面陷阱数量之间的半经验公式,并通过实验予以验证.研究结果表明,由于辐照诱生的氧化层内陷阱通过与分子氢作用而直接参与到界面陷阱的建立过程中,从而使界面陷阱生成数量正比于这种陷阱增加的数量,因此辐照前的1/f噪声功率谱幅值正比于辐照诱生的界面陷阱数量.研究结果为1/f噪声用作MOSfET辐照损伤机理研究的新工具,对其抗辐照性能进行无损评估提供了理论依据与数学模型.

关键词：辐照效应界面陷阱 1/f噪声氧化层空穴俘获

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红外成像传感器1/f噪声的预测与补偿

红外与毫米波学报 2003年第2期22卷 86-90页

作者：杨峰朱红赵亦工西安电子科技大学机电工程学院

分析了红外成像传感器 1/f噪声的产生机理 ,提出了用混沌学的观点对红外成像传感器 1/f噪声进行预测与补偿 ,降低噪声强度的新方法 .利用该方法对实验数据进行处理。

关键词：红外成像传感器 1/f噪声预测补偿混沌学降噪措施闪烁噪声红外探测

基于压缩感知的大功率半导体激光器1／f噪声参数估计

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光电子．激光 2011年第11期22卷 1602-1605页

作者：李铨郭树旭李扬刘洋徐旭吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林长春130012

根据1/f噪声结构,基于压缩感知(CS)的正交匹配追踪去噪(OMPDN)算法,以小波树结构为分解条件,提取大功率半导体激光器(LDs)中的白噪声及1/f噪声。以小波基作为稀疏基,高斯随机矩阵作为测量矩阵对信号测量并进行CS的重建,滤除白噪声后准... 详细信息

根据1/f噪声结构,基于压缩感知(CS)的正交匹配追踪去噪(OMPDN)算法,以小波树结构为分解条件,提取大功率半导体激光器(LDs)中的白噪声及1/f噪声。以小波基作为稀疏基,高斯随机矩阵作为测量矩阵对信号测量并进行CS的重建,滤除白噪声后准确提取1/f噪声信号进行器件参数估计。实验结果表明,本文方法对高斯白噪声混杂的1/f噪声进行估计,比小波变换估计更加逼近真实值。检测估计出的1/f噪声拐点位置及频率指数γ值,为分析LDs可靠性的后续工作奠定了基础。

关键词：压缩感知(CS) 正交匹配追踪半导体激光器(LDs) 1/f噪声