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复合漏电模型建立及阶梯场板GaN肖特基势垒二极管设计
GaN肖特基二极管 漏电流 击穿电压 阶梯型场板
2022/3/31
准垂直GaN肖特基势垒二极管(SBD)因其低成本和高电流传输能力而备受关注.但其主要问题在于无法很好地估计器件的反向特性,从而影响二极管的设计.本文考虑了GaN材料的缺陷以及多种漏电机制,建立了复合漏电模型,对准垂直GaNSBD的特性进行了模拟,仿真结果与实验结果吻合.基于此所提模型设计出具有高击穿电压的阶梯型场板结构准垂直GaNSBD.根据漏电流、温度和电场在反向电压下的相关性,分析了漏电机制和...
稀薄空气中圆柱腔体内系统电磁脉冲的混合模拟
系统电磁脉冲 光电子 全电磁粒子模拟方法 混合模拟
2022/3/31
系统电磁脉冲广泛存在于强电离辐射环境中，且难以有效屏蔽。为了评估稀薄空气对系统电磁脉冲的影响，本文基于粒子-流体混合模拟方法，建立了三维非稳态模型，计算并分析了稀薄空气等离子体的特性以及其与电磁场响应的相互作用。结果表明，压力越高，光电子发射面附近的次级电子数密度越高，轴向分布的梯度越大，腔体中部的电子数密度在20Torr（1Torr=133Pa）下出现峰值，而电子温度随压力升高单调递减。腔体内的...
利用密度泛函理论和非平衡态格林函数相结合的方法，系统地研究了边修饰Net-Y纳米带的电子结构和器件特性的应变调控效应。计算表明：本征纳米带为金属，但边缘的氢或氧原子端接能使其转变为半导体。应变能有效地调控纳米带带隙的大小，适当的应变使能带结构从间接带隙转变为较小的直接带隙，这有利于光的吸收。应变也能改变纳米带的功函数，压缩应变能明显减小功函数，这有利于纳米带实现场发射功能。特别是应变能有效地调控纳...
含氘电极真空弧等离子体空间分布特性诊断研究
真空弧离子源 金属氘化物 磁质谱 离子空间分布
2022/3/11
真空弧放电等离子体含有多种离子成分，并且各离子在空间上具有不同的分布规律。本文针对金属氘化物电极真空弧离子源，搭建了一台紧凑型磁分析装置，用来研究放电等离子体中氘离子与金属离子的空间分布。当离子源弧流为100A左右时，该装置能有效地传输引出束流，并且具有较好的二次电子抑制效果，可准确获得各离子流强。利用该装置测量并获得了氘化钛含氘电极真空弧放电等离子体内氘离子和钛离子空间分布规律，结果表明：径向上...
感性神经元模型及其动力学特性研究
Hodgkin-Huxley神经元 电感 介观电路 量子理论
2022/3/11
神经元的大小属于介观尺度范围，本文考虑神经元的电感特性，建立了由细胞膜电感、膜电容、钾离子忆阻器和氯离子电阻构成的神经元经典电路模型和介观电路模型。利用经典电路理论和介观电路的量子理论，推导了在外部冲击激励下神经元细胞膜电压响应的表达式。将枪乌贼神经元的电生理参数代入膜电压表达式并计算可知，两种模型下的膜电压均先增大后减小，最后达到零值的静息状态，且其能量主要集中在0—30Hz的脑电频率范围内。进...
双电子传输层结构硫硒化锑太阳电池的界面特性优化
薄膜太阳电池 硫硒化锑 界面特性 双电子传输层
2022/3/17
硫硒化锑薄膜太阳电池因其制备方法简单、原材料丰富无毒、光电性质稳定等优点,成为了光伏领域的研究热点.经过近几年的发展,硫硒化锑太阳电池的光电转换效率已经突破10%,极具发展潜力.本文针对硫硒化锑太阳电池中n/i界面引起的载流子复合进行了深入研究.发现硫硒化锑太阳电池的界面特性会受到界面电子迁移能力和能带结构两方面的影响.界面电子迁移率的提高能使电子更有效地传输至电子传输层,实现器件短路电流密度和填...
基于金属纳米球等离增强的高效钙钛矿/硅电池设计
金属纳米结构 光学特性 等离子体激元 叠层电池
2022/3/17
以钙钛矿为顶、晶硅为底的钙钛矿/硅叠层电池可以提高太阳光谱的利用率,突破单结电池中的肖克利极限(SQ极限),是实现更高光电转换效率的有效途径之一.如何降低光子在电池表面和界面的传输损失,最大化响应层的吸收效率是其中的关键.本文通过时域有限差分法和严格耦合波分析,系统研究了不同种类金属纳米球对钙钛矿/硅叠层电池的光谱响应和能量转换效率的增强机制.结果表明,由于表面电子云对光波的共振增强,金属纳米结构...
磷化铟高电子迁移率晶体管外延结构材料抗电子辐照加固设计
磷化铟高电子迁移率晶体管 二维电子气 电子束辐照 辐射加固
2022/3/17
为研究磷化铟高电子迁移率晶体管（InPHEMT）外延结构材料的抗电子辐照加固设计的效果，本文采用气态源分子束外延法制备了系列InPHEMT外延结构材料。针对不同外延结构材料开展了1.5MeV电子束辐照试验，在辐照注量为2×1015cm–2条件下，并测试了InPHEMT外延结构材料二维电子气辐照前后的电学特性，获得了辐照前后不同外延结构InPHEMT材料二维电子气归一化浓度和电子迁移率随外延参数的变...
铁原子吸附联苯烯单层电子结构的第一性原理
联苯烯单层 吸附 电子结构 第一性原理计算
2022/3/17
联苯烯单层由碳原子的四元、六元和八元环组成,具有与石墨烯相似的单原子层结构.2021年5月,Science首次报道了该材料的实验合成,引起了科研工作者的极大关注.基于第一性原理的密度泛函方法,研究了铁原子在联苯烯单层的吸附构型并分析了其电子结构.结构优化、吸附能和分子动力学的计算表明,联苯烯单层的四元环空位是铁原子最稳定的吸附位点,吸附能可达1.56eV.电子态密度计算表明铁3d电子与碳的2p电子...
经典轨迹蒙特卡罗（CTMC）方法是研究离子-原子碰撞系统电荷交换过程的常用方法，广泛应用于天体物理以及实验室等离子体环境下重粒子碰撞过程的研究。本文利用四体碰撞模型（4-CTMC）研究了包括两个束缚电子的四体碰撞过程，通过数值求解四体碰撞系统的哈密顿运动方程，计算了高电荷态入射离子（Li3+，Be4+和O7+）同氦原子在大能量范围的单、双电子电离和俘获截面。H++He碰撞截面的计算中，在50—20...
电荷密度波是一种宏观量子现象，表现为晶体中电荷密度的周期性调制，广泛存在于如过渡金属硫族化合物等低维量子材料中，在光电子和量子信息等方面有着重要的应用前景。作为固体电子系统中的一种集体凝聚现象，电荷密度波的微观机理和调控一直是凝聚态物理研究领域备受关注的前沿课题。最近，清华大学物理系宋灿立、马旭村和薛其坤研究团队与中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米真空互联实验站（Nano-X）李坊森副研究...
分子磁体研究团队揭示单分子磁体的核自旋驱动弛豫新机制（图）
单分子磁体 核自旋驱动 弛豫新机制 磁记忆量子效应
2022/5/12
随着信息技术的迅猛发展，大数据时代向信息存储和数据处理技术提出了更高的要求，迫切需要研发具有超高密度信息存储和量子信息处理能力的先进材料。单分子磁体在分子尺度下表现出磁记忆及量子效应，有望作为量子比特单元和量子逻辑门。利用核自旋的量子特性，可在单分子磁体体系中实现Grover量子搜索算法、读出电子自旋的信息以及通过原子钟跃迁增强量子相干性等等。然而，单分子磁体核自旋驱动的弛豫机制目前尚不清楚，限制...
清华大学物理系周树云及合作者在《Nature Reviews Physics》上发表量子材料光诱导新奇物理效应综述文章（图）
脉冲激光激发 量子材料光诱导 瞬态电子结构 弗洛凯工程
2022/4/22
在二维材料和拓扑材料等量子材料的研究中，光和物质的相互作用起着重要的作用。它不仅是研究材料处于平衡态时的物理特性的重要探测手段，更为重要的是，脉冲激光激发还可以作为一种物态调控新手段。利用光激发可诱导或“衍生”出平衡态所不具有的新奇物态，进而在超快（皮秒甚至飞秒）时间尺度上实现量子材料的物性调控。近期，清华大学物理系周树云教授及合作者受邀在《Nature Reviews Physics》上撰写量子...
V族元素掺杂的单层二维铁电α-In2Se3中的带隙异常增大现象
二维材料 铁电性 掺杂 密度泛函理论计算
2022/3/18
基于第一性原理密度泛函理论计算，我们探索了V族元素（P，As和Sb）掺杂的单层二维铁电α-In2Se3的电子结构。由于本征的α-In2Se3中存在两个不等价的In原子层，V族元素掺杂在不同的In原子层会表现出不同的能带结构，对于带隙变化尤为明显。当掺杂元素位于α-In2Se3的四面体配位的In原子层时，其带隙相比于本征的单层α-In2Se3的带隙明显增大，这与通常半导体或绝缘体中杂质掺杂的物理图像...
拓扑节线等离激元的实验观测（图）
拓扑节线 等离激元 实验观测
2023/1/6
等离激元描绘了电子体系中由库伦相互作用产生的电子密度集体振荡行为，是凝聚态物理中最基本的元激发之一，自1951年由David Pines和David Bohm提出后就备受关注。目前，等离激元的研究已经发展出了等离激元光子学等相关学科，在生物医学、光通讯等方面有着广泛的应用前景。通常，等离激元存在于金属、半导体以及半金属中，其特征与体系的电子能带密切相关。特别地，对于半金属体系，能带在费米面附近发生...