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新型复合终端氧化镓肖特基二极管电学特性仿真研究

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人工晶体学报 2025年

作者：屈珉敏余建刚李子唯李旺旺雷程李腾腾李丰超梁庭贾仁需太原师范学院物理系中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室西安电子科技大学微电子学院

作为新一代宽禁带半导体，氧化镓因具有更大的禁带宽度（4.4～4.8 eV）和更高的击穿场强（8 MV/cm），成为制备耐高压、高频、高功率电力电子器件的最佳候选材料。然而，氧化镓肖特基二极管具有终端电场边缘集中效应，导致器件因提前击... 详细信息

作为新一代宽禁带半导体，氧化镓因具有更大的禁带宽度（4.4～4.8 eV）和更高的击穿场强（8 MV/cm），成为制备耐高压、高频、高功率电力电子器件的最佳候选材料。然而，氧化镓肖特基二极管具有终端电场边缘集中效应，导致器件因提前击穿而失效，从而限制了氧化镓的应用。本文通过将可以缓解电场边缘集中效应的高阻区和抑制反向漏电的电子势垒层相结合，设计了一种新型复合终端。仿真结果表明：引入高阻区终端结构的器件电极边缘附近的峰值电场从3.65 MV/cm下降到0.246 MV/cm，可以有效缓解电极电场边缘集中效应。当高阻区Mg离子注入浓度为1019cm-3时，击穿电压从725 V提高到2115 V，巴利加优值从0.06 GW/cm2增加到0.247 GW/cm2，临界击穿场强从3.65 MV/cm提升到6.28 MV/cm，提高了71.9%；与此同时，电子势垒层AlN的引入使器件反向漏电流大幅降低，反向击穿电压提升至2690 V。该新型复合终端结构不仅可以有效抑制器件的反向漏电流，同时可以有效提升器件的反向击穿电压。本研究为耐高压、低反向漏电流氧化镓肖特基二极管的研制提供了理论基础。

关键词：氧化镓肖特基二极管反向漏电流击穿电压复合终端

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掺杂效应对二钙氮化物电子特性的调控

科学通报 2025年

作者：苗亚萍郭萌生肖淑莉吴帆樊威西安工程大学纺织科学与工程学院西安工程大学功能型纺织材料及制品教育部重点实验室

具有层状结构的二维二钙氮化物（Ca2N）因其优异的电子性能而在下一代微电子领域中备受关注.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了掺杂效应对二维Ca2N结构及电子特性的调控规律,为设计和构建高性能微电子器件提供了一种新的方法... 详细信息

具有层状结构的二维二钙氮化物（Ca2N）因其优异的电子性能而在下一代微电子领域中备受关注.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了掺杂效应对二维Ca2N结构及电子特性的调控规律,为设计和构建高性能微电子器件提供了一种新的方法.研究发现纯二维Ca2N声子谱未出现虚频,表明了其热力学稳定性,掺杂后体系声子谱仍未出现虚频,但掺杂原子附近的键发生畸变,改变了表面结构,进而显著影响了功函数和电子态.特别是当B替换N后, Ca与B键长最长,次近邻的Ca-N键长显著减小,当B或C掺杂时,电荷分布变化较大,不仅有效改变了Ca2N的电子态和磁性,还使其表现出半金属的特点,然而F和O掺杂对体系电子态影响较小.

关键词： Ca N 第一性原理计算掺杂效应电子态电荷分布

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含间隙曲柄滑块系统动力响应的随机性分析

振动与冲击 2014年第11期33卷 130-135页

作者：赵宽陈建军曹鸿钧云永琥西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071

以含间隙的曲柄滑块系统为研究对象,分析其在考虑铰间摩擦力及系统参数具有随机性时的动力响应问题。基于Lagrange方程建立了系统的动力学模型,利用BP神经网络法给出了系统随机参数与动力响应之间的近似函数关系式。在此基础上,利用矩... 详细信息

以含间隙的曲柄滑块系统为研究对象,分析其在考虑铰间摩擦力及系统参数具有随机性时的动力响应问题。基于Lagrange方程建立了系统的动力学模型,利用BP神经网络法给出了系统随机参数与动力响应之间的近似函数关系式。在此基础上,利用矩法求解系统动力响应的数字特征,获得统计意义下的解。通过算例,考察了系统物理参数和几何参数的随机性对系统动力响应的影响,并验证了所建模型和方法的合理性和可行性。研究结果表明,系统参数的随机性不可忽略,在参数变异系数相同的情况下,间隙的随机性对系统动力响应的影响较大。

关键词：铰间隙曲柄滑块系统神经网络动力响应

基于线驱动并联机构的FAST馈源平台位姿测量方法

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机械工程学报 2017年第17期53卷 43-49页

作者：韩旺段学超仇原鹰段宝岩西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071

"中国天眼"——500 m口径球面射电望远镜(Five hundred meter aperture spherical radio telescope,FAST)日前已投入使用,其独创的光机电一体化馈源支撑方案使得结构重量降低2个数量级。在6根柔索对馈源舱进行初步定位的基础上,舱内的A... 详细信息

"中国天眼"——500 m口径球面射电望远镜(Five hundred meter aperture spherical radio telescope,FAST)日前已投入使用,其独创的光机电一体化馈源支撑方案使得结构重量降低2个数量级。在6根柔索对馈源舱进行初步定位的基础上,舱内的AB轴机构和精调Stewart平台支撑起馈源平台,并进行实时位姿补偿以实现馈源对天文目标的高精度跟踪。为避免通过各级驱动关节反馈值计算馈源平台位姿时,不能反映杆件弹性变形、铰链间隙引入的馈源平台误差,提出一种基于线驱动并联机构的馈源平台6自由度位姿直接测量方法,研究了测量系统的数学模型,利用机构构型的特点简化了线驱动并联机构的位姿正解算法。通过将简化后的位姿正解算法与传统6自由度机构位姿正解算法进行对比,验证了该方法的有效性和实时性;进一步分析了基于该方法的测量系统误差来源,得出了机构参数的误差映射关系。数值仿真结果表明:基于线驱动并联机构6自由度位姿测量系统具有误差平均效应,通过拉线连接点优化布局能够达到0.5 mm和0.025°的测量精度。

关键词： FAST 馈源跟踪位姿测量并联机构运动学正解误差分析

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静电成形薄膜反射面设计

振动与冲击 2018年第11期37卷 130-135页

作者：秦东宾杜敬利谷永振姜文明张逸群西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071

为制作高精度的静电成形薄膜反射面,首先利用遗传算法与梯度法的两级优化方法对各电极进行布局优化;基于优化思想在给定电压、索拉力和理想膜面的情况下,求解初始膜面的形状参数,获得无应力初始膜面;对无应力初始膜面进行裁剪分析,利用... 详细信息

为制作高精度的静电成形薄膜反射面,首先利用遗传算法与梯度法的两级优化方法对各电极进行布局优化;基于优化思想在给定电压、索拉力和理想膜面的情况下,求解初始膜面的形状参数,获得无应力初始膜面;对无应力初始膜面进行裁剪分析,利用等效力学的方法进行曲面展平,得到平面裁剪片;基于有限元思想将平面裁剪片拼接得到初始膜面状态,施加静电力和索拉力后,得到理论上的拼接反射面最终成形状态。基于上述理论设计0.55 m静电成形薄膜反射面天线模型,基于Digimetric软件建立摄像测量系统,对薄膜反射面模型进行形面精度测量,通过反复的测量和形面调整,膜面精度达到0.13 mm,验证了高精度制作的可实现性。

关键词：静电成形薄膜反射面天线反射面设计成形模拟精度测量

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高速柔索牵引摄像机器人动力工作空间研究

工程力学 2013年第11期30卷 245-250页

作者：于亮亮仇原鹰苏宇西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071

首先,提出了一种基于最小二范数的高速柔索牵引摄像机器人的索力快速优化算法;其次,基于集合理论得到了动力工作空间的一致求解策略;进而,仿真计算了给定结构参数下的机器人动力工作空间,并结合机器人沿工作空间顶面特定曲线运行时索长... 详细信息

首先,提出了一种基于最小二范数的高速柔索牵引摄像机器人的索力快速优化算法;其次,基于集合理论得到了动力工作空间的一致求解策略;进而,仿真计算了给定结构参数下的机器人动力工作空间,并结合机器人沿工作空间顶面特定曲线运行时索长及索力的变化规律,对工作空间顶面形成的原因进行了分析;最后,借助工作空间底面剖视图研究了机器人工作空间底面的可达区域与支撑杆高度的影响关系,得出合理选取支撑杆高度的依据。

关键词：并联机器人柔索牵引并联机构摄像机器人工作空间索力求解

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可展开天线中索网结构的形态分析与设计

工程力学 2012年第11期29卷 306-312页

作者：尤国强张杰西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071

针对可展开天线这一大跨度索梁组合结构体系,提出了一种可以考虑体系中梁单元影响的天线索网结构形态设计方法。该方法将可展开天线中的索网结构划分为具有确定形状要求的内部索网及与刚性外框相连的边界索网两部分。对于内部索网采用... 详细信息

针对可展开天线这一大跨度索梁组合结构体系,提出了一种可以考虑体系中梁单元影响的天线索网结构形态设计方法。该方法将可展开天线中的索网结构划分为具有确定形状要求的内部索网及与刚性外框相连的边界索网两部分。对于内部索网采用平衡矩阵分析法优化计算出索网中各索段的合理预张力值;对于边界索网则通过跟踪其与天线梁单元连接节点在预张力作用下的位置变化来计入天线刚性外框对索网的影响,并通过对形状变化后的索网进行迭代计算来得到各索段的预张力分布值。依据该文方法编制了相应的迭代计算程序,并通过算例分析验证了上述方法的正确性。

关键词：可展开天线预张力分布平衡矩阵形状精度索梁组合结构

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大型相控阵天线结构与调整机构一体化设计

机械工程学报 2015年第1期51卷 196-202页

作者：胡乃岗保宏连培园宗亚雳周金柱西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071

针对某大型相控阵天线自重大、加强筋安装位置受限等特点导致天线阵面精度难以保证的工程背景,进行相控阵天线阵面结构方案优化设计。考虑到大型阵面的自重变形导致的柔性特点,提出综合考虑阵面变形后平面度和调整机构精度的一体化优化... 详细信息

针对某大型相控阵天线自重大、加强筋安装位置受限等特点导致天线阵面精度难以保证的工程背景,进行相控阵天线阵面结构方案优化设计。考虑到大型阵面的自重变形导致的柔性特点,提出综合考虑阵面变形后平面度和调整机构精度的一体化优化设计模型,对调整机构支腿的布局进行了优化设计。同时,考虑到加强筋安装位置和型材受限,利用连续化过滤函数,使得型材变量与连续变量进行映射,将离散变量拓扑优化转换为连续变量拓扑优化求解,提高了求解效率,降低了求解的规模。采用上述方法对某大型相控阵雷达进行了案例验证,收到满意的结果。

关键词：相控阵天线调整机构拓扑优化条件数加强筋

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考虑桁架柔性的可展开天线动力学分析

机械工程学报 2020年第7期56卷 119-126页

作者：杜雪林杜敬利保宏钟旺崔凯西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室西安710071

周边桁架式可展开天线的展开过程涉及复杂的动力学问题,对天线展开过程的研究有助于展开天线的设计、研制和优化。综合考虑天线展开过程中桁架结构的柔性变形和索网结构的变拓扑特征,建立了周边桁架式可展开天线展开过程的动力学模型。... 详细信息

周边桁架式可展开天线的展开过程涉及复杂的动力学问题,对天线展开过程的研究有助于展开天线的设计、研制和优化。综合考虑天线展开过程中桁架结构的柔性变形和索网结构的变拓扑特征,建立了周边桁架式可展开天线展开过程的动力学模型。首先采用绝对节点坐标法的梁单元对外桁架结构建模,然后引入过渡函数来描述索段由松弛到张紧状态的转变,最后建立了周边桁架可展开天线的系统动力学方程。对天线进行动力学仿真分析,结果表明该方法能有效地分析天线的展开过程,桁架结构在内部索网张力的作用下会产生柔性变形,对驱动力和展开速度产生显著的影响。

关键词：可展开天线柔性桁架结构索网展开过程