Ga-N共同掺杂CoP催化氨硼烷制氢机理的理论研究

本文通过密度泛函理论(DFT),计算研究了金属原子Ga和非金属原子N共同掺杂磷化钴(CoP)作为催化剂催化氨硼烷(NH_(3) BH_(3))的脱氢过程.在这里,我们设计了四条可行的反应路径,并且计算了每条路径中间体过渡态的能量.通过研究结果得出结论,路径Ⅱ为最优反应路径.这将为金属和非金属共同掺杂CoP催化NH_(3) BH_(3)脱氢反应提供一定的理论基础.

硝酸四氨合铜对n-Al/MoO_(3)纳米铝热体系反应特性的影响

为了提高n-Al/MoO_(3)纳米铝热体系的增压能力,改善能量释放性能,合成了高能产气组分硝酸四氨合铜(TACN),并将TACN复合入n-Al/MoO_(3)体系中。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)技术研究了复合材料的形貌和微观结构。采用差示扫描量热仪-热重分析(DSC-TG)联用技术探讨了各体系的热反应路径。使用高速摄像机和密闭爆发器分析了纳米铝热体系的火焰增长与传播和压力输出特性,评估了TACN的加入对n-Al/MoO_(3)体系的能量释放速率和增压性能的影响。研究结果表明:n-Al/MoO_(3)体系中加入的TACN能够在铝热反应的温度前放热分解,有效活化纳米铝与金属氧化物间的界面,从而降低体系的初始反应峰温度。此外,TACN的加入显著增强了n-Al/MoO_(3)体系的能量释放和压力输出性能。当TACN的质量分数为6%时,n-Al/MoO_(3)体系的火焰增长速率和火焰传播速率分别增加了32%和30%,峰值压力和增压速率分别提高了26%和70%。综上所述,TACN可提升n-Al/MoO_(3)纳米铝热体系的压力输出,并调控体系的能量释放性能。

Au-AlGaN/GaN HFET研制与器件特性

报道了栅长为 1.5 μm Au- Al Ga N/ Ga N HFET器件的研制和器件的室温特性测试结果 .同时 ,研究了器件经30 0℃、30 min热处理对器件性能的影响 ,并对比了热处理前后器件的室温特性 .实验证明 :室温下 ,器件具有良好的输出特性和肖特基结伏安特性 ,反向漏电流较小 ,最大跨导可达 47m S/ mm;经过 30 0℃、30 m in热处理后器件的室温输出特性有显著改善 ,而且器件饱和压降明显降低 ,说明 30

AlGaN/GaN异质结材料的中子辐照效应

采用归一化能量1 Me V的中子脉冲反应堆对Al Ga N/Ga N异质结材料进行了辐照研究。实验发现,经1015cm-2注量的中子辐照后,异质结材料的二维电子气(2DEG)载流子浓度(ns)下降,而2DEG迁移率由于受到ns的调制作用略有增加,同时辐照导致的载流子浓度ns下降造成了沟道串联电阻的增加和异质结构阈值电压(VTH)的正向漂移。分析认为,辐照感生类受主缺陷是造成ns下降和阈值电压漂移的原因。原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)的测试结果表明,辐照后材料的表面形貌有所恶化,材料应变基本不变,而材料的螺位错和刃位错密度辐照后都略有增加。此外,实验结果还表明初始材料质量越好,辐照退化越小。

新型复合沟道Al_(0.3)Ga_(0.7)N/Al_(0.05)Ga_(0.95)N/GaN HEMT低相位噪声微波单片集成压控振荡器(英文)

设计并研制了一种新型复合沟道Al0.3Ga0.7N/Al0.05Ga0.95N/GaN HEMT(CC-HEMT)微波单片集成压控振荡器(VCO),且测试了电路的性能。CC-HEMT的栅长为1μm,栅宽为100μm。叉指金属-半导体-金属(MSM)变容二极管被设计用于调谐VCO频率。为提高螺旋电感的Q值,聚酰亚胺介质被插入在电感金属层与外延在蓝宝石上GaN层之间。当CC-HEMT的直流偏置为Vgs=-3V,Vds=6V,变容二极管的调谐电压从5.5V到8.5V时,VCO的频率变化从7.04GHz到7.29GHz,平均输出功率为10dBm,平均功率附加效率为10.4%。当加在变容二极管上电压为6.7V时,测得的相位噪声为-86.25dBc/Hz(在频偏100KHz时)和-108dB/Hz(在频偏1MHz时),这个结果也是整个调谐范围的平均值。据我们所知,这个相位噪声测试结果是文献报道中基于GaN HEMT单片VCO的最好结果。

电子辐照对AlGaN/GaN HEMT器件电特性的影响

采用能量为1 Me V的电子对几种不同结构的Al Ga N/Ga N HEMT器件进行了最高注量为8.575×1014cm-2的辐照。实验发现:电子辐照后,最高注量下器件欧姆接触性能也几乎没有退化。辐照后未钝化器件的正反向栅电流有所增加,而且肖特基势垒高度随着辐照注量的增加而降低。几种结构HEMT器件的辐照结果表明,电子辐照后只有未钝化器件的特性有所退化,随着辐照注量增加,器件漏电流和跨导下降越明显,而且线性区退化大于饱和区,而阈值电压变化很小。分析表明,HEMT器件参数性能退化的主要原因是栅源和栅漏间隔区辐照感生表面态负电荷的产生。此外实验结果也说明Si N钝化、MOS结构和场板结构都是很好的抗辐照加固的手段。

肖特基C-V法研究Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结界面二维电子气

通过对 Pt/ Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N肖特基二极管的 C- V测量 ,研究分析了 Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N异质结界面二维电子气 (2 DEG)浓度及其空间分布 .测量结果表明 ,Al0 .2 2 Ga0 .78N/ Ga N异质结界面 2 DEG浓度峰值对应的深度在界面以下 1.3nm处 ,2 DEG分布峰的半高宽为 2 .3nm ,2 DEG面密度为 6 .5× 10 1 2 cm- 2 .与 Alx Ga1 - x As/ Ga As异质结相比 ,其 2 DEG面密度要高一个数量级 ,而空间分布则要窄一个数量级 .这主要归结于 Alx Ga1 - x N层中～ MV / cm量级的压电极化电场和自发极化电场对 Alx Ga1 - x N/ Ga N异质结能带的调制和 Alx Ga1 - x N/ Ga

调制掺杂Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构的微应变

用MOCVD方法在 (0 0 0 1)取向的蓝宝石 (α -Al2 O3)衬底上生长了不同势垒层厚度的Al0 .2 2Ga0 .78N/GaN异质结构 ,利用高分辨X射线衍射 (HRXRD)测量了其对称反射 (0 0 0 2 )和非对称反射 (10 14 )的倒易空间图 (RSM )。分析结果表明 ,势垒层内部微结构与应变状态和下层i -GaN的微结构与应变状态互相关联 ,当厚度大于 75 0 时 ,势垒层开始发生应变弛豫 ,临界厚度大于5 0 0 。势垒层具有一种“非常规”应变弛豫状态 ,这种状态的来源可能与n -AlGaN的内部缺陷以及i-GaN/α -Al2

高响应度Al_(0.1)Ga_(0.9)N薄膜紫外探测器研究

在有机金属化学气相沉积的Al0.1Ga0.9N薄膜上设计并制作了光导型的紫外探测器。测试表明在波长为345nm光照下器件具有峰值响应度1050A/W,说明Al0.1Ga0.9N薄膜的禁带宽度被调至3.6eV,与计算结果吻合。在时间响应测试中,器件表现出持续光电导(PPC)现象,这使得器件的响应时间延长,然而,器件中可能存在的陷阱效应能够降低载流子复合几率,延长载流子寿命,从而导致了器件的高响应度,这将有利于器件在静态目标的高灵敏度探测领域的应用。

Influence of Al Composition on Transport Properties of Two-Dimensional Electron Gas in Al_xGa_(1-x)N/GaN Heterostructures

Magnetotransport properties of two-dimensional electron gases （2DEG） in AlxGa1-x N/GaN heterostructures with different Al compositions are investigated by magnetotransport measurements at low temperatures and in high magnetic fields. It is found that heterostructures with a lower Al composition in the barrier have lower 2DEG concentration and higher 2DEG mobility.

调制掺杂AlGaN/GaN异质结上的Pt肖特基接触

研究了调制掺杂 Alx Ga1 - x N/Ga N表面 Pt肖特基接触的制备工艺 ,并对其进行了 I-V测量。通过改变对样品表面的处理工艺 ,研究了表面处理对调制掺杂 Alx Ga1 - x N/Ga N表面 Pt肖特基结接触特性的影响 ,在 n型掺杂浓度为 7.5× 1 0 1 7cm- 3的 Al0 .2 2 Ga0 .78N样品表面 ,制备得到了势垒高度为 0 .94e V、理想因子为 1 .4的 Pt肖特基接触。这与国外报道的结果接近 (=1 .2 e V,n=1 .1 1 [1 ] )

AlGaN薄膜的微区Raman散射光谱研究

利用微区Ｒａｍａｎ散射技术，对低压ＭＯＣＶＤ生长的不同Ａｌ组分的ＡｌｘＧａ１－ｘＮ薄膜（ｘ＝０，０．０７，０．１５）进行了背散射Ｚ（Ｘ，Ｘ）Ｚ－几何配制下的测量．Ａ１（ＬＯ）模式的声子频移随Ａｌ组分的变化关系为：ω（ＡｌｘＧａ１－ｘＮ）＝（１＋０．２２０ｘ）ω（ＧａＮ）．观察到了Ａ１（ＬＯ）模式由于空间相关效应引起的展宽．Ｅ２模式随Ａｌ组分的的增大产生的移动很微小，但趋于展宽．这被认为是Ｅ２模式的声子频移随Ａｌ组分的增加而增大与其受到的张应力导致的声子频移随Ａｌ组分的增加而减小共同作用的结果．在多种配置下，观察到了Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎ薄膜的Ａ１（ＴＯ）模式、Ａ１（ＬＯ）模式、Ｅ１（ＴＯ）模式和Ｅ２模式．验证了ＡｌｘＧａ１－ｘＮ薄膜的Ｒａｍａｎ选择定则．表明ＡｌｘＧａ１－ｘＮ薄膜具有单模行为．

Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构中二维电子气的磁致子带间散射效应

通过在低温和强磁场下的磁输运测量研究了非故意掺杂Al0 .2 2 Ga0 .78N/GaN异质结二维电子气 ( 2DEG)的磁电阻振荡现象。观察到了磁致子带间散射 (MIS)效应。在极低温下观察到了表征两个子带被 2DEG占据的双周期舒勃尼科夫 德哈斯 (SdH)振荡。实验观察到MIS效应引起的磁电阻振荡的幅度随温度上升略有减小 ,振荡的频率为两个子带SdH振荡频率之差。随着温度的升高 ,MIS振荡成为主要的振荡。由于SdH振荡和MIS振荡对温度的依赖关系不同 ,实验观察到SdH和MIS振荡之间的调制在温度 10和 17K之间最为强烈 ,其它温度下的调制很弱。

Al_xGa_(1-x)N/GaN调制掺杂异质结能带分裂特性

通过低温强磁场下的磁输运实验 ,研究了AlxGa1 -xN/GaN调制掺杂异质结构二维电子气 ( 2DEG)的能带分裂性质。1.4K温度下测量的磁阻曲线当磁场强度大于 5 .4T时观察到的明显对应于第一子带的自旋分裂现象。用Dingle作图法得到本样品τq 的大小为 0 17ps。结果表明 ,本实验所用的调制掺杂Al0 .2 2 Ga0 .78N/GaN异质结构具有较大的有效g因子g 。用高 2DEG浓度导致的交换相互作用加强解释了g 增强效应。在磁阻测量中改变磁场方向 ,自旋分裂现象表现出各向异性。用异质结构界面处强的极化电场解释了自旋分裂的各向异性。

氮极性GaN/In_(0.17)Al_(0.83)N高电子迁移率晶体管材料机理与器件特性分析

晶格匹配的氮极性(N-polar)GaN/In_(0.17)Al_(0.83)N异质结以其优异的材料与电特性受到了研究者的广泛关注。通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程,结合准二维模型,模拟计算了N-polar GaN/In_(0.17)Al_(0.83)N高电子迁移率晶体管(HEMT)相关材料与器件特性。分析显示GaN沟道层、In_(0.17)Al_(0.83)N背势垒层和Al N插入层厚度增大都可以提升二维电子气(2DEG)面密度和限阈性,且其影响度依次增大。GaN沟道层厚度高于10 nm或In_(0.17)Al_(0.83)N背势垒层厚度高于25 nm后2DEG面密度有饱和趋势,而Al N插入层的引入使2DEG面密度增幅更大,同时也提升了In_(0.17)Al_(0.83)N背势垒层材料质量和异质结内2DEG迁移率及限阈性。准二维模型计算表明N-polar GaN/Al N/In_(0.17)Al_(0.83)N HEMT器件最大漏电流和峰值跨导分别为160 m A·mm^(-1)和84.5 m S·mm^(-1)。

P型Al_(0.25)Ga_(0.75)N电子结构和热电性质计算

能够实现热能和电能转换缓解能源紧张问题的热电材料已经被公认,为了提高材料的热电性能,最重要的是提高材料的热电优值。这里采用合金化来优化GaN的热电性质。主要采用基于密度泛函理论计算的软件VASP和基于玻尔兹曼理论的BoltzTraP软件对GaN以及Al_(0.25)Ga_(0.75)N进行了计算。通过计算得出GaN及其合金Al_(0.25)Ga_(0.75)N的能带结构,电导率,功率因子,塞贝克系数,热电优值。P型GaN的ZT在1100K时达到了0.039,P型的Al_(0.25)Ga_(0.75)N的ZT值在1100K时达到了0.661。Al_(0.25)Ga_(0.75)N的热电优值明显高于GaN的热电优值,合金化可以优化GaN的热电性质。

SF_(6)替代气体C_(4)F_(7)N/CO_(2)喷口灭弧性能分析

近几年,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体因为较低的温室效应和优异的绝缘性能受到广泛关注,但是C_(4)F_(7)N的电弧分断性能实验昂贵、费时,所以文中以SF_(6)和C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体为研究对象,建立了在固定开距直流电源条件下的电弧模型。通过电弧累计能量和电导的计算结果分析SF_(6)和C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的灭弧性能,通过对径向温度、物性参数的分析和能量运输的计算分析SF_(6)和C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的换热机理研究。结果表明,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的电弧特性比较接近SF_(6)气体,可以通过适当提高气压和C_(4)F_(7)N气体占比来提高C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的灭弧性能,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的能量交换方式也和SF_(6)气体比较接近,说明C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体有较好的灭弧性能,为其在SF_(6)替代气体断路器的应用提供参考。

AlGaN/GaN功率器件缓冲层陷阱的分析方法

由于AlGaN/GaN异质结界面极化效应产生的高浓度和高迁移率的二维电子气(2DEG),使AlGaN/GaN器件在电子器件领域具有显著的应用优势。AlGaN/GaN器件存在的电流崩塌现象限制了器件的实际应用。缓冲层陷阱是导致电流崩塌现象的重要原因之一。概述了AlGaN/GaN器件缓冲层陷阱的研究方法,分析了各种方法的优缺点。重点介绍了基于电容、电流瞬态测试的方法。介绍了基于电容瞬态测试方法中的热激发的电容式深能级瞬态谱(DLTS)、光激发的开启电容恢复和光激发的深能级光谱(DLOS)方法;直接通过电流瞬态测试难以区分陷阱的位置,总结了基于此方法的不同偏压条件下的电流瞬态测试、背栅电流瞬态谱、无栅极的源-漏测试结构分析方法。电容和电流瞬态测试方法具有灵敏度高的优点,适用于缓冲层陷阱的分析,为抑制电流崩塌提供了理论指导。

Al2O3衬底无催化剂生长GaN纳米线及其光学性能

采用一种绿色的等离子增强化学气相沉积法,以Al2O3为衬底, Ga金属为镓源, N2为氮源,在不采用催化剂的情况下,成功制备获得了结晶质量良好的GaN纳米线.研究表明,生长温度可显著调控GaN纳米线的形貌,当反应温度为950℃时,生长出的GaN微米片为六边形;当反应温度为1000℃时,生长出了长度为10-20μm的超长GaN纳米线.随着反应时间增加, GaN纳米线的长度增加. GaN纳米线内部存在着压应力,应力大小为0.84 GPa.同时,也进一步讨论了GaN纳米线无催化剂生长机制. GaN纳米线光致发光结果显示, GaN纳米线缺陷较少,结晶质量良好,在360 nm处有一个较为尖锐的本征发光峰,可应用于紫外激光器等光电子器件.本研究结果将为新型光电器件低成本绿色制备提供一个可行的技术方案.

全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)混合气体研究进展综述

全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)作为一种潜在SF 6替代气体,近年来备受电力行业关注。介绍了SF 6环保替代技术路线和发展现状,归纳了C_(4)F_(7)N混合气体的放电参数测量和流注放电仿真研究进展,分析了气隙、沿面绝缘以及局部放电性能,剖析了C_(4)F_(7)N混合气体的灭弧性能、放电后的分解产物特性以及与固体材料的相容性,并概述了其应用情况,总结了C_(4)F_(7)N混合气体替代SF_(6)气体存在的问题,提出了未来需要研究和关注的重点。