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物理学报 2018年第2期67卷 211-223页

作者：底琳佳戴显英宋建军苗东铭赵天龙吴淑静郝跃西安电子科技大学微电子学院宽带隙半导体技术国家重点学科实验室西安710071

能带工程通过改变材料的能带结构可以显著提升其电学和光学性质,已广泛应用于半导体材料的改性研究.双轴张应力和Sn组分共同作用下的Ge_(1-x)Sn_x合金,不仅可以解决直接带隙转变所需高Sn组分带来的工艺难题,而且载流子迁移率会显著提升... 详细信息

能带工程通过改变材料的能带结构可以显著提升其电学和光学性质,已广泛应用于半导体材料的改性研究.双轴张应力和Sn组分共同作用下的Ge_(1-x)Sn_x合金,不仅可以解决直接带隙转变所需高Sn组分带来的工艺难题,而且载流子迁移率会显著提升,在单片光电集成领域有很好的应用前景.根据形变势理论,分析了(001)面双轴张应变Ge_(1-x)Sn_x的带隙转变条件,并给出了在带隙转变临界点Sn组分和双轴张应力的关系;采用8κ·p方法,得到了临界带隙双轴张应变Ge_(1-x)Sn_x在布里渊区中心点附近的能带结构,进而计算得到电子与空穴有效质量;基于载流子散射模型,计算了电子与空穴迁移率.计算结果表明:较低Sn组分和双轴张应力的组合即可得到直接带隙Ge_(1-x)Sn_x合金,且直接带隙宽度随着应力的增大而减小;临界带隙双轴张应变Ge_(1-x)Sn_x具有极高的电子迁移率,空穴迁移率在较小应力作用下即可显著提升.考虑工艺实现难度和材料性能两个方面,可以选择4%Sn组分与1.2 GPa双轴张应力或3%Sn组分与1.5 GPa双轴张应力的组合用于高速器件和光电器件的设计.

关键词：双轴张应变Ge1-xSnx k·p方法能带结构迁移率

各Li吸附组分下硅烯氢存储性能的第一性原理研究

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物理学报 2018年第10期67卷 171-178页

作者：盛喆戴显英苗东铭吴淑静赵天龙郝跃西安电子科技大学微电子学院宽带隙半导体技术国家重点学科实验室西安710071

利用Li原子对硅烯进行表面修饰是提高硅烯氢存储能力的一种有效方法.为了充分挖掘Li修饰硅烯的氢存储性能,本文采用范德瓦耳斯作用修正的第一性原理计算方法,对不同Li吸附组分下硅烯的结构、稳定性和氢存储能力进行了研究.研究结果表明... 详细信息

利用Li原子对硅烯进行表面修饰是提高硅烯氢存储能力的一种有效方法.为了充分挖掘Li修饰硅烯的氢存储性能,本文采用范德瓦耳斯作用修正的第一性原理计算方法,对不同Li吸附组分下硅烯的结构、稳定性和氢存储能力进行了研究.研究结果表明,硅烯体系能够在Li组分从0.11增加到0.50时保持稳定,其最大储氢量随Li组分的增加而增大,氢气平均吸附能则存在减小趋势;当Li组分达到0.50而饱和时,硅烯体系具有最大的储氢量,相应的质量储氢密度为11.46 wt%,平均吸附能为0.34 eV/H2,远高于美国能源部设定的储氢标准,表明提高Li组分甚至使其达到饱和在理论上能有效提高Li修饰硅烯的储氢性能.此外,通过对Mulliken电荷布居、差分电荷密度和态密度的分析,发现Li修饰硅烯的储氢机制与电荷转移诱导的静电相互作用和轨道杂化作用有关.研究结果可为Li修饰硅烯在未来氢存储领域的应用提供理论指导.

关键词： Li修饰硅烯氢存储吸附组分第一性原理

一种双采样1.2V 7位125MS/s流水线ADC的设计

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西安电子科技大学学报 2016年第4期43卷 23-28页

作者：王晓飞郝跃西安电子科技大学宽带隙半导体国家重点学科实验室陕西西安710071

为了满足片上系统对模数转换器的低功耗和高性能的要求,设计并实现了一种1.2V7位125MS/s双采样流水线模数转换器.该模数转换器采用了一种新的运算放大器共享技术以及相应的时序关系,从而消除了采样时序失配问题,并减小了整个模数转换器... 详细信息

为了满足片上系统对模数转换器的低功耗和高性能的要求,设计并实现了一种1.2V7位125MS/s双采样流水线模数转换器.该模数转换器采用了一种新的运算放大器共享技术以及相应的时序关系,从而消除了采样时序失配问题,并减小了整个模数转换器的功耗和面积.该模数转换器采用0.13μm CMOS工艺实现,测试结果表明,该模数转换器的最大信噪失真比为43.38dB,有效位数为6.8位.在电源电压为1.2V、采样速率为125MS/s时,该模数转换器的功耗仅为10.8mW.

关键词：双采样运放共享时间交织流水线型模数转换器

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单晶金刚石氢终端场效应晶体管特性

物理学报 2017年第20期66卷 233-239页

作者：任泽阳张金风张进成许晟瑞张春福全汝岱郝跃西安电子科技大学微电子学院宽带隙半导体技术国防重点学科实验室西安710071

基于微波等离子体化学气相淀积生长的单晶金刚石制作了栅长为2μm的耗尽型氢终端金刚石场效应晶体管,并对器件特性进行了分析.器件的饱和漏电流在栅压为-6 V时达到了96 mA/mm,但是在-6 V时栅泄漏电流过大.在-3.5 V的安全工作栅压下,饱... 详细信息

基于微波等离子体化学气相淀积生长的单晶金刚石制作了栅长为2μm的耗尽型氢终端金刚石场效应晶体管,并对器件特性进行了分析.器件的饱和漏电流在栅压为-6 V时达到了96 mA/mm,但是在-6 V时栅泄漏电流过大.在-3.5 V的安全工作栅压下,饱和漏电流达到了77 mA/mm.在器件的饱和区,宽5.9 V的栅电压范围内,跨导随着栅电压的增加而近线性增大到30 mS/mm.通过对器件导通电阻和电容-电压特性的分析,氢终端单晶金刚石的二维空穴气浓度达到了1.99×10^(13)cm^(-2),并且迁移率和载流子浓度均随着栅压向正偏方向的移动而逐渐增大.分析认为,沟道中高密度的载流子、大的栅电容以及迁移率的逐渐增加是引起跨导在很大的栅压范围内近线性增加的原因.

关键词：金刚石氢终端场效应晶体管

高跨导氢终端多晶金刚石长沟道场效应晶体管特性研究

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物理学报 2018年第6期67卷 244-249页

作者：张金风杨鹏志任泽阳张进成许晟瑞张春福徐雷郝跃宽带隙半导体技术国防重点学科实验室西安电子科技大学微电子学院西安710071

基于多晶金刚石制作了栅长为4 pm的铝栅氢终端金刚石场效应晶体管.器件的饱和漏源电流为160 mA/mm,导通电阻低达37.85Ω·mm,最大跨导达到32 mS/mm,且跨导高于最大值的90%的栅压(V_(GS))范围达到3 V(-2 V≤V_(GS)≤-5 V).通过传输线电... 详细信息

基于多晶金刚石制作了栅长为4 pm的铝栅氢终端金刚石场效应晶体管.器件的饱和漏源电流为160 mA/mm,导通电阻低达37.85Ω·mm,最大跨导达到32 mS/mm,且跨导高于最大值的90%的栅压(V_(GS))范围达到3 V(-2 V≤V_(GS)≤-5 V).通过传输线电阻分析以及器件的导通电阻和电容-电压特性分析,发现氢终端多晶金刚石栅下沟道中的空穴面浓度达到了1.56×10^(13)cm^(-2),有效迁移率在前述高跨导栅压范围保持在约170 cm^2/(V·s).分析认为,较低的栅源和栅漏串联电阻、沟道中高密度的载流子和在大范围栅压内的高水平迁移率是引起高而宽阔的跨导峰和低导通电阻的原因.

关键词：金刚石氢终端场效应晶体管

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多上下文MQ编码器优化与VLSI实现

电子学报 2013年第5期41卷 918-925页

作者：邸志雄史江义刘凯李云松马佩军郝跃西安电子科技大学宽带隙半导体技术国家重点学科实验室陕西西安710071 西安电子科技大学ISN重点实验室陕西西安710071

MQ(Multiple Quantization)编码器由于效率低下已经成为JPEG2000的性能瓶颈.本文对MQ编码算法中的上下文关系进行了提取,对索引表中的启动态和非暂态进行了分离,并提出一种用于预测索引值的方法.同时,对重归一化运算中出现的大概率事件... 详细信息

MQ(Multiple Quantization)编码器由于效率低下已经成为JPEG2000的性能瓶颈.本文对MQ编码算法中的上下文关系进行了提取,对索引表中的启动态和非暂态进行了分离,并提出一种用于预测索引值的方法.同时,对重归一化运算中出现的大概率事件和小概率事件进行分离,使其可并行对2个上下文完成编码.依据该算法,本文提出了一种多上下文并行处理的MQ编码器VLSI结构.实验结果表明,本文提出的MQ编码器能够工作在286.80MHz,吞吐量为573.60 Msymbols/sec,相比Dyer提出的Brute Force with Modified Byteout结构,本文的吞吐量提升约35%,且面积减小78%.

关键词： MQ编码器 JPEG2000 并行

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氢终端单晶金刚石反相器特性

物理学报 2022年第8期71卷 319-324页

作者：邢雨菲任泽阳张金风苏凯丁森川何琦张进成张春福郝跃西安电子科技大学宽带隙半导体技术国防重点学科实验室西安710071 西安电子科技大学芜湖研究院芜湖241002

超宽禁带半导体金刚石材料在高温、高压电路中具有重要的应用潜力.本研究采用微波等离子体化学气相沉积生长的单晶金刚石衬底制备了原子层沉积(atomic layer deposition, ALD)的Al_(2)O_(3)栅介质的氢终端金刚石金属氧化物半导体场效应... 详细信息

超宽禁带半导体金刚石材料在高温、高压电路中具有重要的应用潜力.本研究采用微波等离子体化学气相沉积生长的单晶金刚石衬底制备了原子层沉积(atomic layer deposition, ALD)的Al_(2)O_(3)栅介质的氢终端金刚石金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET)器件,并与负载电阻互连,成功制备了金刚石反相器. 4μm栅长的氢终端金刚石器件实现了最大113.4 m A/mm的输出饱和漏电流,器件开关比高达109,并在不同负载电阻条件下均成功测得金刚石反相器的电压反转特性,反相器的最大增益为10.

关键词：金刚石场效应管反相器

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多晶金刚石薄膜硅空位色心形成机理及调控

物理学报 2023年第3期72卷 299-306页

作者：李俊鹏任泽阳张金风王晗雪马源辰费一帆黄思源丁森川张进成郝跃西安电子科技大学宽带隙半导体技术国防重点学科实验室西安710071 西安电子科技大学芜湖研究院芜湖241002

金刚石硅空位色心在量子信息技术和生物标记领域有重要应用前景.本文对硅衬底上多晶金刚石生长过程中硅空位色心形成机理及调控方法进行研究.通过改变金刚石生长氛围中的氮气和氧气比例,实现了对硅空位色心发光强度的有效调控,所制备系... 详细信息

金刚石硅空位色心在量子信息技术和生物标记领域有重要应用前景.本文对硅衬底上多晶金刚石生长过程中硅空位色心形成机理及调控方法进行研究.通过改变金刚石生长氛围中的氮气和氧气比例,实现了对硅空位色心发光强度的有效调控,所制备系列多晶金刚石样品的光致发光光谱显示,硅空位色心荧光峰与金刚石本征峰的比值最低为1.48,最高可达334.46,该比值与金刚石晶粒尺寸正相关.进一步用光致发光面扫描和拉曼面扫描分析样品可知,多晶金刚石中的硅应来自于硅衬底,在多晶金刚石生长过程中,衬底硅单质先扩散至金刚石晶粒处,随着金刚石晶粒生长,硅单质再扩散并入金刚石晶体结构中形成硅空位色心.不同样品硅空位发光强度的差异,是由于生长过程中氮气和氧气对金刚石硅空位色心的形成分别起到促进和抑制的作用.

关键词：金刚石硅空位色心光致发光拉曼光谱

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单轴应变锗带隙特性和电子有效质量计算

西安电子科技大学学报 2018年第3期45卷 24-29页

作者：底琳佳戴显英苗东铭吴淑静郝跃西安电子科技大学微电子学院陕西西安710071 西安电子科技大学宽带隙半导体国家重点学科实验室陕西西安710071

应变工程在提升Ge器件性能方面起着重要作用,而能带结构是研究应变Ge电学、光学性质的理论基础.文中通过对角化一个包含自旋轨道相互作用和应变效应的30 k·p哈密顿矩阵,得到了单轴应变锗在整个布里渊区内的能带结构.根据能带色散关系,... 详细信息

应变工程在提升Ge器件性能方面起着重要作用,而能带结构是研究应变Ge电学、光学性质的理论基础.文中通过对角化一个包含自旋轨道相互作用和应变效应的30 k·p哈密顿矩阵,得到了单轴应变锗在整个布里渊区内的能带结构.根据能带色散关系,研究了单轴应变锗导带能谷分裂与偏移、纵向和横向电子有效质量、电子态密度有效质量等随应力的变化情况.计算结果表明:在[001]、[111]方向单轴张应力作用下,锗由间接带隙转变成直接带隙;导带L和Δ能谷纵向、横向电子有效质量并不明显依赖于单轴应力,但沿[111]和[001]方向的单轴压应力可分别使L和Δ能谷态密度有效质量最小,这有利于减小电子散射几率,提升迁移率.

关键词： 30k·p方法单轴应变锗能带结构电子有效质量