大电流金刚石功率肖特基势垒二极管

基于硼掺杂金刚石外延材料,开展了安培级大电流金刚石功率肖特基势垒二极管(SBD)的研制。为了获得高的电流导通能力和击穿电压,该器件采用了垂直结构设计,包含300μm厚的硼重掺杂金刚石衬底和2.5μm厚的轻掺杂漂移层。采用低功函数金属Ti与p型金刚石形成了良好的肖特基接触,肖特基势垒高度1.23 eV,理想因子1.54,并在肖特基电极边缘进行了硼离子注入以抑制边缘电场。研制的金刚石功率SBD正向导通电流高达1 A,反向击穿电压653 V,巴利加优值(Baliga's Figure Of Merit,BFOM)达到了20.1 MW/cm^(2)。

交谈与成人:欧克肖特论大学自由教育

英国政治思想家欧克肖特以哲学的眼光审视教育问题,对大学自由教育提出了独到的见解。他认为教育是师生进行交谈的活动和个体学会成人的过程,自由教育在成人与交谈中发生。大学虽然是自由教育的理想场所,却面临着外界带来的发展困境,导致大学的自由教育精神逐渐衰微。为此,欧克肖特提出了大学应保障学生享有闲暇时间、开展师生间友好的交谈、重视学生形成自我理解、回归自由教育的本真等主张。

截止频率1.2 THz的GaN肖特基二极管及其三倍频单片集成电路

通过设计不同掺杂浓度和厚度的GaN低掺杂外延层,制造了两款SiC基GaN肖特基势垒二极管(Schott⁃ky barrier diode,SBD)。结果显示在低掺杂层厚度为80 nm,掺杂浓度为8×10^(17)cm^(−3)条件下制备的GaN SBD截止频率高达1.2 THz。基于该SBD管芯制备了平衡式三倍频单片集成电路,室温下三倍频电路在305~330 GHz频段内连续波饱和输出功率大于10 mW,带内最大输出功率达25 mW,最高倍频效率达到3.3%。

基于GaAs肖特基二极管单片集成技术的330~400 GHz三倍频器

基于砷化镓肖特基二极管研制了工作频率为330~400 GHz的三倍频器。在三倍频电路中,通过将二极管管芯排布方向与信号传输方向垂直,形成了无偏置反向并联型结构,实现对偶次谐波的抑制和对奇次谐波的增强,提高了三倍频器倍频效率。为减小电路封装误差,采用单片集成技术将二极管和外围电路集成在25μm厚的砷化镓衬底上实现三倍频芯片。并将芯片封装入一体设计的屏蔽腔中构成了波导-悬置微带线结构来减小电路损耗。实测结果显示,在330~400 GHz范围内,当输入功率为22 dBm时,三倍频器输出功率大于5.5 dBm,并有优于7 dBm的峰值输出功率。

基于碳纳米管-金属肖特基接触的气体低压传感技术

碳纳米管(CNT)具有独特的结构和优异的物理性能,在气体吸附的条件下,CNT-金属接触结构的电学性能会发生变化,这种变化可用于气体传感领域。采用Lift-off工艺和介电电泳沉积法(DEP)制备了基于CNT-金属肖特基结的CNT场效应管(CNT-FET)和CNT/Au电阻传感器,并在10−7~10−5 Pa的低压力环境下进行了氢气和氮气传感测试。CNT-FET和CNT/Au电阻传感器对氢气具有相似的传感效应,在测试压力区间内电流分别增长0.05μA和0.14μA。研制成果探索了低压气体传感的新途径。

教师角色本义溯源——以奥克肖特《学与教》为省思凭证

以智能化和网络通信技术为代表的知识生产-传授机制的迅捷发展正逐渐削弱对教师的绝对信任。工具理性眼中以技术为主宰的教学单位是创造超高价值、效益和竞争优势的教育形态,派生出一系列外在而夸诞的教育“赝品”。机械技术霸权操控下的教学模式妄图替代和超越传统教育的根基。被技术变革思潮催驱的教育组织和践行者被迫对教师角色的存在本义赋予新的正当化。通过对教师角色的解义与申辩,论证其在时代境况和社会环境的巨变中仍是教育中枢的事实。依照奥克肖特《学与教》中的理论凭据,从本体论上澄清教师角色的出场与指归、元素构造与机理特征以及教学定位的逻辑蕲向。奥氏教师角色所锻铸的身份底色就是滋养、疗愈学生砌筑美善生活的道德本心,与功利效益和技术特权保持审慎的反思性对话,在传统与现代、保守与进步的争持相拥中催生忧患意识,从追逐时代潮流的冲动利欲中解脱出来。

论“游戏”的艺术思维与意义创构——基于庄子“逍遥游”与奥克肖特“游戏”之对勘

庄子“逍遥游”与奥克肖特“游戏”之间蕴含多维的可跨文化对话的思维交汇点。二人之“游”皆为向内探索精神自由、生命意义的非正统意向。前者以“游心”出离自我、觅解“本真”世界,后者以“游戏”揭橥自我、创设与世界相融贯的理解范式。“无用为用”的批判性运思与审慎节制的“平稳之舟”一同构成“游”之权宜手段。以人的自我价值为取向的“不言之教”与“谈话之教”是“游”在教育中的同质异构。庄奥“游”之“和”的教育蕲向即在于借助疗愈实践主体思维缺陷的“诗性语言”,摹绘实践主客体交融互通、和谐共生之意境,以“规律性秩序感”和“成和之心”的联动,实现“和合教育”的共美文化图景。

基于SiC肖特基二极管温度特性的研究

碳化硅(SiC)作为第三代宽带隙半导体材料,其因优异的物理特性而被广泛研究。针对SiC器件在高温环境下可能会因为不理想的散热导致器件失效从而引发可靠性问题,文中采用仿真的方法对铂Pt/SiC肖特基二极管器件进行了测试,并研究了该型器件在高温下的伏安特性。结果表明,Pt/SiC肖特基二极管器件在正偏的情况下,随着温度的升高,器件的电流水平会逐渐降低;器件反偏时,反向电流水平则随着温度的升高而急剧增大。同时在高温下器件的反向电流基本趋于饱和,热电子发射电流占据主导地位,且200℃时电子的迁移率仅为500 cm2/(V·s)。

垂直应变对Graphene/GaN异质结肖特基势垒和光学性质的影响

半导体中金-半接触时界面处的能带弯曲形成肖特基势垒。为了获取高性能微纳电子或光子器件,必须对接触处势垒高度和接触类型进行调控。文章采用密度泛函理论研究了graphene/GaN异质结的界面行为、金-半接触类型以及光学性质。研究发现,异质结中的graphene和GaN保留了各自的本征电子性质,在界面处形成肖特基接触。通过有效调控层间距、graphene/GaN异质结中肖特基势垒以及肖特基势垒类型,可实现肖特基势垒由p型向n型转变,极大地提高光吸收强度,证实了graphene/GaN异质结中肖特基接触能进行有效调控,为设计高性能微纳电子器件提供参考。

氧原子吸附调控蓝磷/石墨烯异质结构的肖特基势垒

控制纳米电子器件的p型传输仍然是降低肖特基势垒的主要挑战。为了解决这个问题,采用半经验色散校正方案的第一性原理,系统研究了不同浓度的O原子吸附掺杂对蓝磷/石墨烯异质结构层间相互作用和电子性质的影响。结果表明,异质结界面内的O原子吸附可以增强界面结合。并通过改变界面内O原子吸附浓度来调节p型肖特基势垒的高度。进一步发现,通过增加界面内O原子的吸附浓度,可以降低p型肖特基势垒的高度,从而实现高效的电荷转移。最后,界面电荷的重新分布会导致费米能级的移动,而费米能级决定了肖特基势垒的高度。

阳极刻蚀提升Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管击穿特性

提出了一种采用阳极刻蚀提升Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管(SBD)击穿特性的新方法。基于氢化物气相外延(HVPE)法生长的Ga_(2)O_(3)材料制备了Ga_(2)O_(3)纵向SBD。在完成阳极制备后,对阳极以外的Ga_(2)O_(3)漂移区进行了不同深度的刻蚀,刻蚀完成后,在器件表面生长了SiO2介质层,随后制备了场板结构。测试结果显示,刻蚀后器件的比导通电阻小幅上升,而反向击穿电压均大幅提升。刻蚀深度为300 nm的β-Ga_(2)O_(3)SBD具有最优特性,其比导通电阻(Ron,sp)为2.5 mΩ·cm^(2),击穿电压(Vbr)为1410 V,功率品质因子(FOM)为795 MW/cm^(2)。该研究为高性能Ga_(2)O_(3)SBD的制备提供了一种新方法。

“信息”与“判断”之间:重拾奥克肖特大学观

大学是人学以成人的地方,大学教育是人释解、寻译个体性和社会性的智识活动。奥克肖特希求的大学教育形态是博雅教育,由个人理解的学习向度和社会环境的客观存在构成,是传统习惯得以留存和延展的家园。博雅教育所达至的佳境是归复大学与知识对话的道德本性。奥克肖特将知识的构成要素分解为“信息”和“判断”。信息由客观事实构成,是思维提炼的产物,依借“指示”来教;判断由思考方式构成,是思维表达的结果,通过传达相关信息来教。大学教育在于承续人类智识遗产,与任何外在目的保持允洽的距离。奥克肖特的博雅教育理念旨在廓清大学教育的限度和可能性,指明大学应以“判断语言”为认识手段,引领师生参与矫治不良意识、调和代际冲突的谈话。

奥克肖特“诗教智慧”揭解及其时代蕴涵

“诗教智慧”可视作奥克肖特探究教育问题的理论尝试与逻辑思考。文明的演化沉溺于技术工具理性的引领和支配,这激发出他对教育活动的诗性考察。其表达方式——沉思与想象的“诗歌”——旨在审视和揭露工具理性的本质特征及其自相矛盾的思维。诗歌是教育谈话运作时牵制理性思维陷入极端、僵化的纠正方式。它通过揭释和鉴别谈话的旨向、参与者的个性及其交互关系,触发推动彼此相合的志趣与共情,以此缓和可能存在的分歧与冲突。为达至共同理解的道德理想,它通过“制定解决方案”“评估道德结果的优与劣”“重识谈话关系及其诸构成要素”,重新确立参与者的意志和构想,为谈话的深入发展提供适当选择的合作关系与方式。诗歌的思维方式在教育理性产生剧烈震动与变化、陷入对峙争持的龃龉状态中,彰显出维持和洽稳定的审慎之道。

基于肖特基二极管单片集成芯片的340 GHz收发链路

针对太赫兹通信及成像等系统对高集成度射频收发链路的需求,在自主研制的太赫兹肖特基二极管的基础上,建立了器件的精确模型,设计并制备出基于二极管的倍频/混频单片集成芯片,解决了传统二极管装配难度大、一致性差的难题,提高了器件的性能。成功研制出170 GHz、340 GHz倍频器和340 GHz混频器模块,并且开发出集成化的340 GHz发射与接收链路。发射端一体化模块实现了342 GHz功率为22 mW的输出,接收端一体化模块实现了330~350 GHz单边带变频损耗在10 dB上下。该模块的开发为未来太赫兹通信及成像技术的应用奠定基础。

基于半绝缘GaN自支撑衬底的肖特基型α粒子探测器的制备及性能分析

本实验以半绝缘GaN自支撑衬底作为核辐射探测器主体,采用简单的三明治结构,通过在其正面(Ga面)沉积Ni/Au作为肖特基接触金属电极,反面(N面)沉积Ti/Al/Ti/TiN作为欧姆接触金属电极,成功制备了一种肖特基型α粒子探测器。所制备探测器在室温下拥有较小的结电容和极低的漏电流,经过快速退火后,探测器在反向偏压200 V时的漏电流仅为0.19 nA。为探究光照对探测器的影响,又在光照和避光条件下分别对探测器进行了I-t测试,发现其对光的响应也十分敏感。最后,对肖特基型探测器在不同反偏电压下进行α粒子的能谱测试,发现在反向偏压为200 V时,探测器可达到最佳能量分辨率32.82%。

高集成中央双向肖特基结型单管反相器研究

针对传统CMOS反相器在某些领域中的局限性,提出一种基于高集成中央双向肖特基结型单管的反相器。新器件采用深浅组合肖特基势垒隧道晶体管制造方法,具有中央双向肖特基结结构,该结构可有效隔离源漏两侧半导体内载流子的互通,从而避免隧道电流导致的泄漏电流的产生,并且只需要一个晶体管即可实现反相器的基本功能。通过使用Silvaco TCAD对器件进行仿真,分析其工作情况并优化设计参数。仿真结果表明该设计能够实现反向器功能,且与传统CMOS反相器相比,具有更高的集成度和更低的功耗。

一种具有源漏辅助栅的低肖特基势垒MOSFET

为改善低肖特基势垒MOSFET器件的性能表现,提出一种具有源漏辅助栅的低肖特基势垒MOSFET。该器件采用鳍型主控栅,体硅两侧各设置一个浮栅作为辅助栅,通过最外围控制栅向浮栅冲入电荷。通过与传统低肖特基势垒场效应晶体管的输出特性曲线对比,分析所提出器件结构的性能优势;分析浮栅电荷量、氧化层厚度对器件的影响,并依此进行结构优化。经仿真分析表明,器件在工作时两侧的浮栅有助于实现更高的正向导通电流和更低的反向泄漏电流,大大降低器件的静态功耗。

高低肖特基势垒无掺杂隧道场效应晶体管研究

基于高低肖特基势垒机理提出一种无掺杂的隧道场效应晶体管HLSB-TFET。该器件只需要一个具有独立电源的栅电极且无需掺杂。在源极与中间硅区导带之间形成高肖特基势垒,用来产生隧道效应作为正向导通机制;在漏极与中间硅区导带之间形成低肖特基势垒,用于防止由热离子发射引起的空穴。所提出的HLSB-TFET对空穴具有自然的阻挡效应,不会随着漏极到源极电压的增加而显著降低。经过仿真验证,该器件的亚阈值摆幅较低,反向漏电与静态功耗均较小,体现出较高的应用优势。

传统与理性主义政治的批判——论奥克肖特“传统”概念的三重面向

奥克肖特的“传统”概念,首先代表其认识论相关的思维方式,并基于此展现出知识和实践的面向。认识源于经验自身,是不断获得更大融贯性经验整体的探索过程,没有确定的起点和终点。然而,理性主义政治将确定的技术知识即政治意识形态视为政治活动的明确起点和最终目标,忽视包含偶然因素的传统知识和行为传统。实际上,“传统”反映了奥克肖特主张的融贯性和整体性思维方式,这也是他批判理性主义政治的深层原因。

基于肖特基势垒调控的低能耗有机突触晶体管

利用n型有机半导体材料N2200掺杂在p型有机半导体材料PDVT-10中形成捕获中心而能够表现出突触行为的特性,结合银金属作为源电极与有机半导体PDVT-10接触形成的金属-半导体结来引入肖特基势垒,从而使其限制有机突触器件的源漏电流,最终降低器件工作能耗。此外,器件表现出生物突触行为时的工作电流均在10-10 A量级,如兴奋性突触后电流等基础的突触行为。研究方案为构建类脑水平的神经形态计算网络提供了一种简单高效的策略。