红外波长上转换器件中载流子阻挡结构的研究

复杂半导体材料结构中的载流子分布特性对器件性能有重要影响.本文针对一种新型的波长上转换红外探测器,研究了载流子阻挡结构对载流子分布和器件特性的影响.论文通过自洽求解薛定谔方程、泊松方程、电流连续性方程和载流子速率方程分析了不同器件结构中的空穴分布.同时,生长了相应结构的外延材料,并通过电致荧光谱分析了载流子阻挡结构对器件特性的影响.结果表明,2 nm厚的AlAs势垒层既能有效阻挡空穴又不影响电子输运,有利于制作波长上转换红外探测器.此外,论文分析了阻挡势垒层的厚度和高度以及工作温度对载流子分布的影响.本文研究结果亦可应用于其他载流子非均匀分布的半导体器件.

沟槽阻挡型阳极结构门极换流晶闸管特性研究

引入沟槽结构,提出一种改进型注入效率可控门极换流晶闸管。新结构采用沟槽型阻挡结构代替阳极表面平面型氧化薄层,实现对基区漂移电子阻挡和积累作用,保持了注入效率自调整效应,减小了平面型氧化阻挡层对阳极有效面积的影响。模拟结果表明,新结构器件实现了注入效率控制功能,增大了有效阳极接触面积并降低了通态压降;其沟槽宽度可调节注入效率和关断特性。

微腔结构介质阻挡放电的仿真与实验研究

为了深入研究微腔结构介质阻挡放电(MDBD)的放电机理,搭建了基于介质板表面网格微结构电极装置的实验平台。在分析MDBD微放电过程的基础上,提出了基于电压控制电流源(VCCS)的等效电路来模拟MDBD微放电气隙的动态变化。利用Matlab建立动态仿真模型,并对MDBD的放电特性进行仿真,得到了MDBD放电时的电压电流波形和Lissajous图形。同时,对MDBD的放电特性进行实验研究,并将仿真与实验结果进行对比,验证了MDBD动态仿真模型的准确性。进而利用仿真模型分析计算了不同电压幅值下平均放电功率和放电通道传输电荷量,结果表明,通过仿真计算和实验测量得到的结果及其变化规律是一致的。

1.5μm高功率超辐射发光二极管的制备和性能

超辐射发光二极管作为光纤陀螺的核心元件,其性能直接影响光纤陀螺的精度;其中超辐射发光二极管出光功率越高,光纤陀螺接收信号信噪比越好。InP/AlGaInAs增益材料具有电子限制效率高的优点,然而由于Al元素容易氧化,面临一定的应用可靠性问题。本文采用InP/InGaAsP作为增益材料,通过在外延结构上采用宽带隙电子阻挡层来提高量子阱的电子限制效率。试验结果表明,激光芯片最大出光功率从69 mW提升至92 mW。在此基础上,通过优化材料沉积速率改善增益区和应变电子阻挡层材料质量。结果显示,激光芯片可靠性得到较为明显改善,经过1000 h寿命老化,样品阈值和功率变化率在合格范围之内。最后,进行超辐射发光二极管芯片制备。测试表明,电子阻挡层使得室温下SLD芯片饱和出光功率从19 mW提高至24 mW,饱和工作电流也有所提高,光谱宽度达到80 nm,光谱中心波长在1500 nm附近;芯片1000 h寿命老化阈值和光功率变化稳定,未出现性能退化样品。

基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计

随着超大规模集成电路的发展,器件特征尺寸不断缩小,必然会出现Cu互连扩散阻挡层厚度无法进一步减小等瓶颈问题。因此,开发新型无扩散阻挡层Cu合金薄膜(Cu种籽层)势在必行。该新型互连结构在长时间的中高温(400~500℃)后续工艺实施过程中,需同时具备高的稳定性(不发生互扩散反应)和低的电阻率。基于此,首先综述了目前无扩散阻挡层结构的研究现状及问题,然后对基于稳定固溶体团簇模型设计制备的无扩散阻挡Cu-Ni-M薄膜的研究工作进行了梳理,通过多系列薄膜微观结构、电阻率及稳定性的对比,深入探讨了第三组元M的选择原则及其对薄膜热稳定性的影响。为进一步验证稳定固溶体团簇模型的有效性,对第二组元的变化进行了相关讨论。结果证实,选取原子半径略大于Cu、难扩散且难溶的元素作为第三组元M,薄膜表现出良好的扩散阻挡能力;当M/Ni=1/12,即合金元素完全以团簇形式固溶于Cu基体时,薄膜综合性能达到最优,能够满足微电子行业的要求。所有研究表明,稳定固溶体团簇模型在无扩散阻挡层Cu合金薄膜的成分设计方面十分有效,该模型也有望在耐高温Cu合金及抗辐照材料成分设计方面推广使用。

钢管混凝土柱自隔震框架结构抗震设计要点探讨

针对一种新型的自隔震结构--钢管混凝土柱自隔震框架结构,初步探讨了其自隔震层位置、等效刚度、阻挡间隙和阻挡位置关键参数对结构地震反应的作用,以及各关键参数的设计;并基于某钢管混凝土柱自隔震框架结构工程,建立了单自由度模型,进行了关键参数分析。结果表明:减小等效刚度,能够实现延长自隔震框架结构等效周期,降低地震作用的目的;并且通过阻挡结构的限位作用,能够减小自隔震层层间位移,防止在罕遇地震和极罕遇地震作用下结构倒塌。

关于车载液位补偿式标准金属量器加装液位仪技术的研究

结合付油控制装置的校准技术要求,对2×10^(3)L车载液位补偿式标准金属量器加装液位仪技术进行研究,确定液位仪的加装位置、液位仪选择的技术参数;设计下装口阻挡消气结构并进行数值模拟研究,以确保下装油品时油品液面抬升不会对液位仪产生严重冲击,确保加装液位仪的高精度、长时间、高频率运行。