层柱状双羟基纳米复合金属氧化物对聚氯乙烯的阻燃抑烟作用

用NBS烟箱初步研究了LDHs对PVC的阻燃抑烟作用 ,分析了阻燃抑烟机理 ;同时还验证了LDHs对PVC力学性能的影响。结果表明 :10 0份PVC只需填加 3～ 5份LDHs就可以使PVC/LDHs体系的抑烟效率达 5 0 %左右 ,且LDHs本身对PVC的力学性能有增强作用。

氧化物双介质层忆阻器的设计及应用

忆阻器可以在单一器件上实现存储和计算功能,成为打破冯·诺依曼瓶颈的核心电子元器件之一。它凭借独特的易失性/非易失性电阻特性,可以很好地模拟大脑活动中的突触/神经元的功能。此外,基于金属氧化物的忆阻器与传统的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容,受到了广泛关注。近年来,研究提出了多种基于单介质层结构的金属氧化物忆阻器,但仍然存在高低阻态不稳定、开关电压波动大和循环耐久性差等问题。在此基础上,研究人员通过在金属氧化物忆阻器中引入双介质层成功优化了忆阻器的性能。本文首先详细介绍了氧化物双介质层忆阻器的优势,阐述了氧化物双介质层忆阻器的阻变机理和设计思路,并进一步介绍了氧化物双介质层忆阻器在神经形态计算中的应用。本文将为设计更高性能的氧化物双介质层忆阻器起到一定的启示作用。

原子层沉积金属氧化物层对Pt/Al_(2)O_(3)催化剂三效催化活性和热稳定性的影响

高温热稳定性的提高是车用三效催化剂目前面临的主要挑战之一。利用原子层沉积技术(ALD)在新鲜Pt/Al_(2)O_(3)催化剂上分别沉积了CeO_(2)、TiO_(2)和La_(2)O_(3)薄层,采用X射线衍射、透射电子显微镜、氮气低温吸附-脱附和氢气程序升温还原等对催化剂的物理化学性质进行表征,研究沉积氧化物薄层对Pt/Al_(2)O_(3)催化剂三效催化反应活性和热稳定性的影响。结果表明,沉积CeO_(2)、TiO_(2)和La_(2)O_(3)薄层可以提高催化剂性能,还能抑制Pt纳米粒子在800℃和10 h老化过程中聚集长大。在CeO_(2)、TiO_(2)和La_(2)O_(3)修饰的催化剂中,Pt/Al_(2)O_(3)@TiO_(2)催化剂具有最好的三效催化活性和热稳定性。

镍铁氢氧化物-磷化钴复合电极电催化分解水研究

本研究采用水热-磷化-电化学沉积法在磷化钴表面构筑了金属氢氧化物层,制备了NiFeOH/CoP/NF复合电极,考察了复合电极电解水制氢的性能。在1.0 mol/L的KOH介质中,NiFeOH/CoP/NF复合电极表现出良好的催化电解水性能。在电流密度为100 mA/cm^(2)时,NiFeOH/CoP/NF复合电极电催化析氢(HER)和析氧反应(OER)所需的过电势分别为141和372 mV。在电流密度为10 mA/cm^(2)时,NiFeOH/CoP/NF同时用作阴极和阳极电解水所需电压仅为1.61 V。NiFeOH保护层增强了CoP在电解水反应中的活性和稳定性,NiFeOH/CoP/NF复合电极在恒电流电解中表现出高的HER和OER稳定性,活性可维持60000 s,性能未见明显衰减。将NiFeOH/CoP/NF两电极电解池与GaAs太阳能电池组成光伏-电解水系统,该系统在100 mW/cm^(2)模拟光照条件下,太阳能至氢能转化效率达到18.0%,并可稳定运行200 h。

氧化铝柱层状镧钛酸盐的制备

本文采用分步交换法首次制得了一种新的层柱材料—氧化铝柱层状镧钛酸盐．应用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、红外光谱（ＩＲ）及透射电子显微镜（ＴＥＭ）等方法对该新材料进行了表征．结果表明，此材料具有较大的层间距（ｄ＝２．０５ｎｍ，６００℃）和较高的热稳定性（７００℃）．同时，考察了合成条件的改变对该材料性能的影响．

氧化硅柱层状镧钛酸盐的制备和表征

本文报道通过先用正己胺盐酸盐水溶液与Ｋ２Ｌａ２Ｔｉ３Ｏ１０发生离子交换得到正己铵离子柱撑的层状镧钛酸盐，然后再与氨基丙基三乙氧基硅烷的正八面体多聚体作用，最后将层间的有机物焙烧分解掉后可得新型氧化硅柱层状镧钛酸盐。采用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、红外光谱（ＩＲ）、差热热重分析（ＴＧ／ＤＴＡ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）和比表面测定等方法对该新材料进行了表征。结果表明，所得氧化硅柱层状镧钛酸盐具有很高的热稳定性（＞８００℃）和较大的层间距（ｄ００１＝１．７３ｎｍ，５００℃）及比表面（４３０ｍ２ｇ－１，５５０℃）。

复合型栅氧化层薄膜双栅MOSFET研究

通过对硅膜中最低电位点电位的修正,得到复合型栅氧化层薄膜双栅MOSFET亚阈值电流模型以及阈值电压模型。利用MEDICI软件,针对薄膜双栅MOSFET,对四种复合型栅氧化层结构DIDG MOSFET(Dual insulator double gate MOSFET)进行了仿真。通过仿真可知:在复合型结构中,随着介电常数差值的增大,薄膜双栅器件的短沟道效应和热载流子效应得到更有效的抑制,同时击穿特性也得到改善。此外在亚阈值区中,亚阈值斜率也可以通过栅氧化层设计进行优化,复合型结构器件的亚阈值斜率更小,性能更优越。

机械抛光铜金属表面对罗丹明的荧光增强效应

应用激光光谱学方法,研究了铜表面Rh6G分子的荧光增强效应对于金属衬底表面所形成的氧化层的依赖关系,探索了由于空气氧化而形成的氧化层在表面荧光增强效应中的重要意义和作用机理.实验采用罗丹明6G荧光探针分子,在532nm连续光激发下,研究机械抛光铜金属衬底在经历不同氧化时间,对吸附其表面的Rh6G分子的荧光增强效果.研究结果表明,适当控制金属样品表面的氧化时间,金属铜表面对若丹明分子的荧光发射表现出猝灭和增强效应.金属氧化层起到了隔离荧光分子与金属表面的作用,减弱了由于激发态荧光分子向金属转移非辐射能量和在金属表面诱导反向偶极子而产生的荧光猝灭效应,从而提高了纯金属铜表面荧光增强辐射行为.因此在微纳金属衬底的荧光增强效应研究中,采用适当的实验手段,精确控制隔离层间距,是表面增强光谱获取的重要途径之一.

电缆护层保护器的性能及应用

为了降低护套对地过电压,避免外护层击穿,普遍使用护层保护器,保证电缆可靠运行。上海地区电缆护层保护器经历了从火花间隙,碳化硅阀片护层保护器、金属氧化物护层保护器的演变历史,近年来,国产金属氧化物护层保护器的性能正在逐渐提高,与国外随电缆引入的许多护层保护器性能相比,水平已经达到甚至超过。

纳米多层膜的电性能及表面形貌

用热蒸发沉积和自然氧化法制备纳米量级的Al/Al2O3及Cr/Cr2O3薄膜和多层膜。本文采用三点法测定了常温、低温下的U-I特性,发现常温、低温下纳米量级的Al/Al2O3及Cr/Cr2O3薄膜具有类似负阻的特性。SEM检测表明,薄膜表面均匀,薄膜的厚度和称重法所得的厚度基本相符。AFM和STM观察表明薄膜表面存在着岛状结构,表面粗糙度在纳米尺度范围内。

插入NiCr合金层对SnO_(2)/Ag/SnO_(2)多层结构透明导电薄膜热稳定性的影响

室温下通过磁控溅射技术制备了SnO_(2)/Ag/SnO_(2)(SAS)、SnO_(2)/Ag/NiCr/SnO_(2)(SANS)和SnO_(2)/NiCr/Ag/NiCr/SnO_(2)(SNANS)三类多层膜。采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、霍尔效应测量仪和紫外-可见分光光度计研究了大气和真空退火温度与薄膜结构、形貌和透明导电性能的关系。结果表明,随着退火温度升高,薄膜的结晶程度及透明导电性能先增强后下降,薄膜的粗糙度先下降后上升。插入NiCr合金层提高了薄膜的热稳定性,且在Ag层两侧插入厚的NiCr合金层时薄膜热稳定性最优。而薄膜在真空环境下比在大气环境下的热稳定性更优。450℃真空退火后,SNANS(1 nm NiCr)薄膜平均透光率(400~800 nm)为90.31%,电阻率为8.21×10^(-5)Ω·cm,品质因子为3.87×10^(-2)Ω^(-1)。

层柱过渡金属氧化物

综述了近10年来层柱过渡金属氧化物的合成及应用研究进展.主要介绍无机氧化物柱撑的层状过渡金属氧化物的合成方法、结构和性能以及在催化领域中的应用研究状况,对材料制备过程的影响因素及其规律性以及在催化应用研究中所取得重要结果进行了归纳,展望了该研究领域的发展方向.

150kV全固态高压脉冲发生器设计

设计了一种基于全固态MOSFET半导体开关器件的Marx脉冲发生器。充电回路用快恢复二极管代替充电电阻,减小了充电部分功率损耗;将主电路和驱动电路集成在一起,采用自取电模式给驱动电路供电;由光纤传输驱动信号,抑制了放电回路对触发信号的干扰;采用顺/逆时针方向环形分布的紧凑型拓扑结构,不仅减小了回路电感,而且实现了脉冲发生器的小型化与模块化。所设计的Marx发生器充电部分仅需提供900V低压,用180级单元串联,获得最高幅值为150kV、脉宽1～5μs可调的高压快脉冲,前沿控制在500ns以内。利用该脉冲发生器在50kΩ电阻和5pF电容并联的等效负载上进行了一系列实验;比较分析了脉冲发生器工作过程中影响脉冲上升沿的几个主要因素,包括回路电感、MOSFET驱动电压及主回路分布电容等,并讨论了提升脉冲前沿的技术措施。

工艺偏差下PMOS器件的负偏置温度不稳定效应分布特性

当器件特征尺寸进入纳米级，负偏置温度不稳定性（NBTI）效应和工艺偏差都会导致p 型金属氧化层半导体（PMOS）器件性能和可靠性的下降.基于反应-扩散（R-D）模型，本文分析了工艺偏差对NBTI效应的影响；在此基础上将氧化层厚度误差和初始阈值电压误差引入到R-D模型中，提出了在工艺偏差下PMOS器件的NBTI效应统计模型.基于65 nm工艺，首先蒙特卡罗仿真表明在工艺偏差和NBTI效应共同作用下， PMOS器件阈值电压虽然会随着应力时间增大而沿着负方向增加，但是阈值电压的匹配性却随着时间推移而变好；其次验证本文提出的统计模型准确性，以R-D模型为参考，在104 s应力时间内， PMOS器件阈值电压退化量平均值和均方差的最大相对误差分别为0.058%和0.91%；最后将此模型应用到电流舵型数模转换器中，仿真结果显示在工艺偏差和NBTI效应共同作用下，数模转换器的增益误差会随着应力时间的推移而增大，而线性误差会逐渐减小.

具有埋界面漏的Trench功率MOSFET研究

研究了两种具有埋界面漏的槽型技术(Trench)功率金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)。利用埋于整个界面的漏n^+层缩短开态时载流子在高电阻率n^-漂移区的运动路径,从而降低器件比导通电阻,缓解功率MOSFET器件比导通电阻与击穿电压之间的矛盾。详细研究了器件结构参数对比导通电阻和击穿电压的影响。器件1为50~70 V级器件;器件2利用p型硅条增强降低表面电场(RESURF)效应及优化体内电场分布,使得器件性能进一步提高,在133 V的击穿电压时获得0.85 mΩ·cm^2的低比导通电阻。

梯形侧壁槽结构超结MOSFET的仿真研究

仿真研究了垂直侧壁槽(Type1)和梯形侧壁槽(Type2和Type3)600 V超结金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET)击穿电压随电荷失衡的变化关系。在p柱、n柱均匀掺杂条件下,Type1具有最高峰值击穿电压,出现在p柱、n柱掺杂浓度相等条件下;Type2具有最低峰值击穿电压,出现在p柱掺杂浓度略低于n柱掺杂浓度条件下:Type3的峰值击穿电压高于Type2,但击穿电压对电荷失衡敏感度最高。p柱采用高斯分布,可使梯形侧壁槽结构超结MOSFET的峰值击穿电压达到与垂直槽结构相当的结果。且击穿电压对电荷失衡敏感度与结构有关:Type2在p柱浓度欠补偿,Type3在p柱浓度过补偿情况下更利于工艺控制。

SiC MOS器件关键技术研究

SiC欧姆接触技术和MOS界面钝化技术是制作SiC MOS器件的关键技术。针对低电阻高稳定的SiC欧姆接触难于形成的问题,采用电子回旋共振(ECR)微波氢等离子体对SiC表面进行预处理,研究了低温退火条件下Ti/4H-SiC欧姆接触特性。I-V电学测试结果表明,经氢等离子体处理(HPT)后的样品无需退火即可形成欧姆接触,利用圆形传输线模型测得比接触电阻率为2.25×10^(-3)Ω·cm^2,随着退火温度的升高,其欧姆特性逐渐增强,400℃退火后获得最小的比接触电阻率2.07×10^(-4)Ω·cm^2。针对SiC MOS界面态密度过高的问题,采用ECR微波氮氢混合等离子体对SiC MOS界面进行退火处理,I-V和C-V电学测试结果显示,氮氢混合等离子体处理可在不破坏氧化膜质量的前提下,使费米能级附近的界面态密度降至1.14×10^(12) cm^(-2)·eV^(-1)。

150V电荷耦合功率MOSFET的仿真

电荷耦合是适用于中等电压功率MOSFET设计的先进设计理念之一，该设计思想旨在改善器件阻断态下的电场分布从而提高耐压。针对150V电荷耦合功率MOSFET双外延漂移区（分别为电荷耦合区N1区与非耦合区N2区）电荷匹配问题进行了仿真优化研究，结果表明：N1区和N2区浓度分别约为2．2×10^16cm^-3和4．5×10^15cm。时，电场分布更加均匀、耐压更高，且比导通电阻仅为1．306mQ·cm^2，即击穿电压和比导通电阻间达到最佳匹配。同时，还针对器件不同槽深进行了静态特性和动态特性的整体仿真优化研究，结果表明：槽深在7～9μm时，器件满足耐压要求且击穿电压随双漂移区掺杂浓度匹配程度变化较为平稳。最后，优化结构与传统槽栅MOSFET相比，其栅漏电容和栅电荷大幅降低，器件优值降低了约87％。