CTM器件俘获层存储特性及界面性质研究-微电子学与固体电子学专业毕业论文
用电容和电导测量法研究SiNx／nc—Si／SiNx双势垒结构界面特性
化 ，则 界 面陷 阱 电容 Ｃ ｉ ＝０．故 高频 Ｃ Ｖ特性 不包 括 Ｃ — ｉ 的成 份 ．
Ｃ
Ｃ
１ ＋ 蕊 １ ， Ｌ Ｃｏ 。Ｃｓ＋ Ｃ。 Ｆ ｔ’
（） ３
（） ４
ＨＦ
： Ｃｏ＋ 。Ｃｓ ， ’
利用低频 和高频 ｃ Ｖ特性的差异可测量界面态陷阱的密度．这种方法就是最常用来确定界面态 —
摘 要 ：利用 等离 子体增强化学气相沉 积（Ｅ Ｖ ） Ｐ Ｃ Ｄ 技术， 积 ａ ＳＮ／ｅＳ／— ｉ 淀 — ｉ — ｉ ＳＮ不对 称双势垒存储结构 ｎ ａ
．
通 过电容和 电导测试 研究结构的 界面态特性 ．实验结果表 明 ，采 用 Ｐ Ｃ Ｄ方法制备 的不对称存储结构 的 ＥＶ 关键 词 ：界面态 ；不对称双势垒结构 ；电容测量法 ；电导测 量法
Ｖ 一 ｃ ＇ ２ （ ＋， △
ｃ ７
（ ８ ）
其 中 ， Ｄｉ 为界 面 态 密度 ， Ｃ 为 绝缘 层 的单位 面 积 电 容 ， Ｃ 为 低频 （ 静态 ）下 的 ｃ Ｖ曲线 中的 。 准 —
电容值 ， Ｃ 为高频下 Ｃ Ｖ曲线 的电容值．为 了获得界面态密度 的分布情况 ，还必须知道表面势和 —
态 等 因素 的影 响 ．
定 电荷 的存在 改 变 了半 导 体 的表 面 电势 ，会 引起 Ｃ Ｖ特 性 线 的 变化 ． 例 如带 —
正 电的固定电荷的存在加大了绝缘层中的电场 ，这就需要栅 电极上有更多负电荷才能恢复原有的表面
势 ，也 就 是需 要 更 大 的 负 电压 来 建 立 原来 的表 面 电势 ，因 此 ｃ Ｖ曲线 将 会 整 体 向 负 电压 方 向移 动 ． —
氢稀释 气氛 下 的 ｌ ｅ ｙ ａｅ 技 术淀 积一 层厚 度 为 ５ｎ ａ ｒ ｙｒ ｙ ｂｌ ｍ的 ｌ— ｉ ｌ Ｓ 量子 点层 ．最后 淀 积厚 度大 约 为 ２） ｎ Ｃ （ｎ
微电子技术中的半导体薄膜材料
微电子技术中的半导体薄膜材料摘要：本文着重介绍了用于微电于技术的非晶态、宽带隙、纳米相、超晶格、量子微结构以及多孔硅等半导体薄膜材料并指出，原子组态的无序化，材料禁带的宽带隙化，能带剪裁的任意化以及人工结钩的低维化和量子化，集中体现了半导体薄膜材料的发展特点。
关键词：薄膜材料，结构性质，发展特点1 引言薄膜材料是发展微电子技术的先导条件和制造微电子器件的物质基础，近半个世纪以来，随着各种成膜方法的长足进步，半导体薄膜材料从体单晶到非晶态，从非晶态到纳米相，从窄禁带到宽带隙，从常规制备到人工设计，涌现出了一大批高质量和有重要实用价值的新材料。
目前，关于半导体薄膜材料物理与工艺的研究，已成为真空、微电子和材料科学中一个极其活跃的领域[1]。
半导体薄膜材料研究的核心为新材料的研究和传统材料性能的提高。
前者是按照人为的意志构想新的结构形式和设计新的化学组分，并通过现代超薄层外延技术加以实现；后者则是利用适宜的工艺方法改变材料的微观结构，使其呈现出常规材料所不具有的全新原子组态。
2 不同结构类型的半导体薄膜材料2.1 非晶态材料非晶态半导体是一门在凝聚态物理领域中占据着重要地位且发展十分迅速的新兴学科，研究非晶态材料的意义不仅是在科学技术上获得大量的新材料和新器件，而且可以开拓和加深人们对固体物理领域中许多基本问题的认识与理解。
以促进固体物理学的发展，同时对其许多周边物质，如非晶态合金及多层异质结、超微粒子、多孔硅以及硅系高分子等的研究也将产生积极而深远的影响。
原子结构的无序性和化学组分的多样化，使非晶态半导体具有许多显著不同于晶态半导体的物理特性[2]。
对于大多数非晶态材料而言，其组成原子都是由共价键结合在一起，形成了一种连续的共价键无规网络结构；在非晶态半导体中可以实现连续的物性控制，当连续改变其化学组成时，其禁带宽度、电导率和相变温度等都随之连续变化；在热力学上，非晶态处于一种亚稳状态，仅在一定条件下才可以转变成晶态；此外，非晶态材料的结构特性、电学及光学性质都灵敏地依赖制备方法与工艺条件。
半导体纳米颗粒载流子的超快弛豫过程
华南师范人学硕：｝学位论文半导体纳米颗粒载流子的超快弛豫过程摘要半导体纳米材料具有大的非线性系数及超快的光学响应速度，使其有可能成为制作未来高速信息技术器件最理想的材料。
特别是其所具有的超快响应特性，有可能突破现有电子器件的响应速度限制，从而使信息处理的速度产生质的飞跃。
近年来，围绕着半导体纳米材料超快响应特性，学者们作了大量的实验和理论工作，对超快响应的机制作了深入的研究。
针对现有研究现状中存在的问题，本文对半导体纳米材料的超快响应特性作了一些理论的探讨，主要工作有：１．简单介绍了纳米材料的主要特性和物理理论，然后对常用的实验方法进行了说明。
２．建立了载流子弛豫过程的模型。
通过分析量子限制效应及表面效应，总结了半导体纳米颗粒的能级结构，结合载流子的弛豫特征，发现载流子的弛豫过程可用电子速率方程来描述。
３．运用数值模拟方法讨论了激发密度、表面态密度及俘获态电子的弛豫率对弛豫过程的影响。
讨论结果表明，激发密度的增大及表面态的减少都会导致表面态上电子的饱和，使导带上出现电子的积累，导带电子寿命增大；深俘获态电子的弛豫是影响材料响应速度的主要因素。
最后应用此模型对近红外泵浦探测实验的结果进行分析，表明模型可望在实验结果分析上得到应用。
关键词：半导体纳米颗粒；超快载流子弛豫；速率方程；泵浦探测华南师范人学硕一ｌｊ学位论义ＵｌｔｒａｆａｓｔｒｅｌａｘａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｈｏｔｏｅｘｃｉｔｅｄｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓｉｎｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓＡｂｓｔｒａｃｔＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｍａｌ：ｅｒｉａｌｈａｓ１ａｒｇｅｒｎｏｎｌｉｎｅａｒｅｆｆｅｃｔａｎｄｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｄｅｄｓｐｅｅｄ，ｍａｋｅｉｔｔｈｅｍｏｓｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｄｅｖｉｃｅｓｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｔｈｅｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｄｅｄｓｐｅｅｄｍａｋｅｉｔｈａｓｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｏｂｒｅａｋｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓ．ｍａｋｅｕｌｔｒａｆａｓｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｂｅｃｏｍｅｐｏｓｓｉｂｌｅ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ａｌｏｔｏｆｗｏｒｋ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｏｒｙａｎａｌｙｚｉｎｇａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ，ｈａｓｂｅｅｎｄｏｎｅｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｄ．Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｓｏｍｅｔｈｅｏｒｙｄｉｓｃｕｓｓｏｎｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅ．１．Ｗｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｂｒｉｅｆｌｙ，ａｎｄｔｈａｎａｎａｌｙｓｉｓｓｏｍｅｃｏｍｍｅｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｕｓｅｄｉｎｕｌｔｒａｆａｓｔｓｔｕｄｙ．２．Ｂａｓｉｃｏｎｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｒｅｓｔｒｉｃｔｅｆｆｅｃｔａｎｄｓｕｒｆａｃｅｅｆｆｅｃｔｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｉＳｍｏｄｅｌｅｄ，ａｎｄｔｈｅｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｌａｘａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｈｏｔｏｅｘｃｉｔｅｄｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓｉｎｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｓｄｅｓｃｒｉｐｔｅｄｂｙｒａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎ．３．Ｔｈｅｎ，ｓｅｖｅｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈａｔｗｏｕｌｄａｆｆｅｃｔｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓ，ａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔ．ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｅｘｃｉｔｅｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｒｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｔａｔｅｄｅｎｓｉｔｙ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｔａｔｅｗｏｕｌｄｃａｕｓｅｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｂｕｉｌｄ．ｕｐｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｓｔａｔｅａｎｄｌｅａｄｓｔｏａ１０ｎｇｅｒｌｉｆｅｔｉｍｅ；ｔｈｅｒｅｌａｘａｔｉｏｎｏｆｄｅｅｐｔｒａｐｐｅｄｅｌｅｃｔｒｏｎｓｉｓｔｈｅｍａｉｎｌｉｍｉｔｏｆｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｆｏｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｉｓｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｐｕｍｐ－ｐｒｏｂｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｓｈｏｗｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｕｓｅｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ；ｕｌｔｒａｆａｓｔｃａｒｒｉｅｒｒｅｌａｘａｔｉｏｎ；ｒａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎ；ｐｕｍｐ－ｐｒｏｂｅ华南师范大学硕十学位论文摘要…………………ＡＢＳＴＲＡＣＴ……………第一章绪论ｆＩ［１ｌｌｌｌｌｌｌＩｌｌｌｌｌｌｌｌ［ＩＩＹ１７６７９６３目录……………………………………………………………………………．．１１．１纳米材料的物理理论……………………………………………………………………………ｌＪ．Ｊ．Ｊ么锅－（Ｋｕｂｏ）厘趁…………………………………………………………………２工Ｊ．２ｊ孽子尼矿窟毛厘乒………………………………………………………………………………２Ｊ．Ｉ．４么弛玩璃《＝应……………………………………………………………………………………………………………．４１．１．ｓ宏鞠量子碰道效应…………………………………………………………………５ＬＬ６房乏将蝴鸯矛黪妒裁应…………………………………………………………………，Ｊ．Ｊ．７刃·詹厥嗨易５邑痘……………………………………………………………………………………………………．．６１．２半导体纳米晶……………………………………………………………………………………６１．３论文主要研究内容………………………………………………………………………………８第二章超快动力学实验方法９２．１超短脉冲激光发展回顾…………………………………………………………………………９２．１．Ｊ锸揪老器…………………………………………………………………………．，，２．Ｌ２筠哦纭≯乒敬右……………………………………………………………………………．１２２．Ｌ３攒锗泼长：扬震………………………………………………………………………………门２．２瞬态吸收（泵浦一探测）………………………………………………………………………一１３２．３瞬态荧光…………………………………………………………………………………………１５２．２．１．龙兕亡黝Ｚ连术……………………………………………………………………………………．Ｊｊｚｚｚｙ当学哀匆，了芘希……………………………………………………………………………Ｊ８２．３四波混频技术…………………………………………………………………………………２０２．４ｚ一扫描技术（Ｚ－－ＳＣＡＮ）…………………………………………………………………。
半导体光电子材料与器件教学大纲
附件2：《半导体光电子材料与器件》教学大纲（理论课程及实验课程适用）一、课程信息课程名称（中文）：半导体光电子材料与器件课程名称（英文）：Semiconductor Optoelectronic materials and devices课程类别：选修课课程性质：专业方向课计划学时：32（其中课内学时：40 ，课外学时：0）计划学分：2先修课程：量子力学、物理光学、固体物理、激光原理与技术、半导体物理等选用教材：《半导体物理学简明教程》，孟庆巨胡云峰等编著，电子工业出版社，2014年6月，非自编；普通高等教育“十二五”规划教材，电子科学与技术专业规划教材开课院部：理学院适用专业：光电信息科学与工程、微电子学等专业课程负责人：梁春雷课程网站：无二、课程简介（中英文）《半导体光电子材料与器件》是光电信息科学与工程本科专业的专业课。
学习本课程之前，要求学生已经具有量子力学、热力学与统计物理、固体物理和半导体物理方面的知识。
本课程论述基于电子的微观运动规律为基础的各种半导体器件的工作原理。
其核心内容是硅光电子器件的工作原理和设计方法。
本课程的目的是让学生了解和掌握半导体器件相关的物理知识，熟练掌握各种常见半导体器件参数与器件的结构参数和材料参数之间的关系。
能够使用典型的光电子器件进行光电探测。
初步具备新型器件的跟踪研究能力和自主开发能力。
Semiconductor Optoelectronic Materials and Devices is the course designed for the undergraduate students of optoelectronic information science and engineering specialty. Before taking this class, the students are required to have the knowledge of quantum mechanics, thermodynamics and statistical physics, solid state physics and semiconductor physics.The class will discuss the principles of working of all kinds of Semiconductor devices based on the microscopic movement of electron. The main content will be the principle of working and the method of design of optoelectronic devices base on silicon. The purpose is to let the students understand and master physical knowledge related to the semiconductor devices, skillfully master all kinds of relations of semiconductor devices parameters with structural parameter and material parameter. The students are requires to be able to employ some typical devices for photoelectric detection, also they will be able to have the basic ability to follow and develop new devices.三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1 工程知识本课程注重培养学生理论联系实际的能力、科学研究的思想方法、创新能力以及工程实践能力等。
天津大学微电子学与固体电子学专业考研资料
天津大学微电子学与固体电子学专业考研资料天津大学微电子学与固体电子学专业在全国排名第13。
水平等级A，并且分数线并不高。
微电子产业是现代电子信息产业的核心与基石，是支撑社会经济发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。
我国的微电子产业发展极为迅猛，亟需培养一大批高素质人才。
天津大学是国家集成电路人才培养基地。
据统计，日后就业方向大多数汉王科技股份有限公司、杭州士兰微电子股份有限公司、华润上华科技有限公司、华为技术有限公司、天津国芯科技有限公司、威盛电子（中国）有限公司、中国电子科技集团公司第13研究所或者出国等。
天津大学微电子学与固体电子学专业是一级电子科学与技术学下的二级学科。
微电子学与固体电子学专业是电子科学与技术的重要学科方向。
本专业以培养集成电路设计理论与技术研究和应用的高级人才为目标，以工业应用为背景。
因此，通信、电子、控制、计算机、电气工程等专业等专业的本科毕业生均可报考。
本专业配备有集成电路设计实验室、集成电路测试实验室、工作实验室、研究生专业实验室等，提供了各种与本专业培养方向有关的实验技术与手段。
本专业的硕士研究生在学习期间，需要学习现代电路理论、现在电子技术、半导体器件物理基础及工艺、集成电路设计基本理论、集成电路验证的理论与方法、SOC设计方法等专业课程。
同时还必须选修有关通信、控制、电气工程、生物医学工程或计算机工程等专业的相关课程。
天津考研网分析天津大学微电子学与固体电子学考研参考书目与考试科目，详情如下：815信号与系统《信号与线性系统分析（第四版）》，吴大正主编，高等教育出版社。
一、研究方向及硕士指导教师：本专业下设两个培养方向：1、固体电子技术方向：主要研究方向有：（1）功能材料与元器件；（2）敏感材料与器件；（3）薄膜理论与技术；硕士指导教师：吴霞宛方向（1）谢道华方向（1）吴顺华方向（1）刘仲娥方向（1）吴裕功方向（1）李玲霞方向（1）张之圣方向（2）（3）胡明方向（2）（3）包兴方向（1）（2）祖光裕方向（1）（2）吕玉芳方向（1）（2）2、微电子技术方向：主要研究方向有：（4）半导体新型器件与集成电路；（5）集成传感器与微电子机械系统；（6）超大规模集成电路设计；（7）纳米硅技术研究及应用（特聘教授研究方向）。
自旋电子学
后来,人们设计出一种三明治结构,使相邻铁磁层的磁矩 不存在(或只存在很小的)交换耦合,则在较低的外磁场 下相邻铁磁层的磁矩能够在平行与反平行排列之间变 换,从而引起磁电阻的变化,这就是所谓的自旋阀结构 (spin valve).自旋阀结构的出现,使得巨磁电阻效应的应 用很快变为现实.
12-318出品
自旋电子学涉及的典型课题 a)如何有效地极化一个自旋系统，即如何获得自 旋极化相干态（包括自旋注入） b)系统的自旋极化相干态在输运过程中能保持多 长时间 c)如何有效地探测和操纵自旋状态以及自旋状态 的改变
12-318出品
理论部分 非对易量子力学
[xi , x j ]
i ijk
12-318出品
如果有磁通Φ穿过介观环 ,电子流过环时将发生干涉效应。 控制透射电子的自旋极化方向有两种方法 ,一科种方法是施加一定 大小的切向磁场 B,改变附加磁通的大小;另一种方法是选定附加磁 通的大小 ,调节切向磁场 B的大小。
既可以通过调节磁通也可以通过调节切向磁场来控制透射电子 的自旋极化方向 ,适当的调节可以使电子的自旋发生翻转。对于不 同的入射自旋态 ,这种装置可以用来控制极化自旋流或者充当自旋 开关
12-318出品
1995年,人们以绝缘层Al2O3代替导体Cr,在 Fe/Al2O3/Fe三明治结构中观察到很大的隧道磁 电阻(Tunneling Magnetoresis-tance,TMR)现象, 从而开辟了自旋电子学研究的又一个新方向.
12-318出品
12-318出品
•电子拥有自旋和电荷 •电子的逻辑装置采用电子的 带电性质 •电荷相互作用的能量在eV 级，而自旋相互作用在meV 级别 •基于电子的自旋性质的逻辑 运算的功率损耗要远小于基 于电荷性质的
二氧化锆纳米管阵列的表面处理及性能研究
河北工业大学硕士学位论文第一章绪论1.1 引言自从进入90 年代以来，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽，基础研究和应用研究取得了重要进展。
人们通过不懈的努力，以纳米材料为开端逐步衍生出纳米化学、纳米物理学、纳米电子学，纳米生物学等学科；派生出纳米技术、纳米工艺等新的技术，进一步推动了纳米材料的发展。
1.2 纳米材料综述1.2.1纳米材料的概念所谓纳米材料就是指在一维、二维或者三维的空间中始终处于1～100 nm 范围内的晶体或非晶体物质。
从材料的结构单元层次来说，纳米材料粒子既不同于微观原子或分子，又不同于宏观体相材料，它是介于宏观物质和微观原子、分子之间的特殊状态，具有宏观体相的元胞键合结构，同时具备块体所没有的崭新的物理化学性能。
纳米材料广义来说，是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度(1~100 nm) 限制的各种固体超细材料，故此按其维数可以划分为三类，即：（1）零维纳米材料：指空间中三维尺寸处于纳米尺度的材料，如纳米尺度颗粒、原子团簇、纳米点等。
（2）一维纳米材料：指空间中有二维尺寸处于纳米尺度的材料，如纳米线、纳米棒等。
（3）二维纳米材料：指空间中有一维尺寸处于纳米尺度的材料，如纳米薄膜等。
除此之外，还发现一种兼具一维和二维特征的新型准一维纳米结构-纳米带，为研究电子运输现象提供了理想的平台。
1.2.2 纳米材料的性质当粒子尺寸进入纳米量级(1~100 nm) 时，其本身具有表面效应、小尺寸效应、量子效应及宏观量子隧道效应，从而具有传统材料所不具备的物理、化学性能。
主要表现在具有极佳的力学性能, 如高强、高硬和良好的塑性及韧性；另外1二氧化锆纳米管的表面处理及性能研究纳米材料的表面积与体积比值很大，因此它具有相当高的化学活性，在催化、敏感和响应等性能方面显得尤为突出。
(1) 纳米材料的表面效应表面效应，是指纳米微粒的表面原子数与总原子数之比随着纳米微粒尺寸的减小而大幅度，粒子表面结合能随之增加，从而引起纳米微粒性质上变化的现象。
自旋电子学研究进展磁学会议
反铁磁层
钉扎铁磁层
自由铁磁层
S i
FeNi 15 nm
FeNi 15 nm
Cu 2.6 nm
FeMn 15 nm
Ag 2 nm
MR=2.2 %
增加纳米氧化层的自旋阀
Koui.et al和Huai et al 8th.Joint MMM-Intermag Conference2001
Courtesy of NVE
Compassing
Global Position Systems
Vehicle Detection
Navigation
Rotational Displacement
Position Sensing
Current Sensing
Communication Products 通信产品
用第一性原理计算隧道电导和磁电导
小原子是镁，大原子是铁，大原子上的黑球是氧。Fe[100]平行MgO(100)面上的[110]方向。
多数电子和少数电子在费米面 附近态密度完全不同。
结构模型
Mg
1
o
Fe
[010]
[100]
[110]
2
[100]
Fe
MgO
多数电子和少数电子在费米面 附近态密度大体相同。
纳米氧化层
NOL(Nanooxide layer)
∆R/R=15％ ( >10％ )
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
-600
-400
-200
0
200
400
600
H ( Oe )
MR ( % )
电科专业纳米电子学基础第一章
光年
以上
实际范围 河外星系
适用理论 尚无
宇观 宏观 微观
渺观
1021米=105 光年 102米
10-17米= 10-15厘米
10-36米= 10-34厘米
从3亿公里到 3×1014光年
从3 ×10-6厘米 到3亿公里
从3 ×10-25厘 米到3 ×10-6厘 米
3 ×10-25厘米 以下
从太阳系 到银河系 从大分子 到太阳系 从基本粒子 到大分子
§1.3 材料
纳米结构材料的基本特性
II. 小尺寸效应
特殊的力学性质
Å 陶瓷材料在通常情况下呈脆性，然而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷
材料却具有良好的韧性。因为纳米材料具有大的界面，界面的原子排列是 相当混乱的，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出甚佳的韧 性与一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力学性质。美国学者报道氟化 钙纳米材料在室温下可以大幅度弯曲而不断裂。研究表明，人的牙齿之所 以具有很高的强度，是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。呈纳米晶粒 的金属要比传统的粗晶粒金属硬3～5倍。至于金属一陶瓷等复合纳米材料 则可在更大的范围内改变材料的力学性质，其应用前景十分宽广。
纳米电子学基础
主讲人：杨红官
课程内容：
第一章 绪 论 第二章 纳电子学的物理基础 第三章 共振隧穿器件 第四章 单电子晶体管 第五章 量子点器件 第六章 碳纳米管器件 第七章 分子电子器件 第八章 纳米级集成系统原理 第九章 纳电子学发展中的问题
参考资料：
1. 纳电子学导论，蒋建飞 编著，科学出版社。 2. 纳米电子学，杜磊 庄奕琪 编著，电子工业出版社。 3. 纳电子器件及其应用，蔡理 编著，电子工业出版社。 4. 纳电子学与纳米系统，陈贵灿 等译，西安交通大学 出版社。
GaN基HEMT MMIC关键技术的研究——微波功率放大器的分析与设计
西安电子科技大学硕士学位论文GaN基HEMT MMIC关键技术的研究——微波功率放大器的分析与设计姓名：林锡贵申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：郝跃20060101第二二章有源器什和无源器什传输线。
它可用光刻程序制作，且容易与其它无源微波电路和有源微波器件集成，实现微波部件和系统的集成化。
微带线是在金属化厚度为ｈ的介质基片的一面制作宽度为ｗ，厚度为ｔ的导体带，另一面作接地金属平板而构成的。
如图２—２（ａ）所示，图２—２（ｂ）表示其场结构。
由于导体带上面是空气，导体带下面是介质基片，所以大部分场都分布在介质基片内，且集中在导体带与接地板之间。
微带线中传播的是准ＴＥＭ模，引入有效介电常数为ｓ，的均匀介质代替微带线的混合介质。
巨媾藤越剿ｉｉ（ａ）慑两残端碉伪）减币簸助辐稠幽２．２微带线对于零厚度导体带的微带线的特征阻抗和有效介电常数计算公式如下：绷㈦时，Ｚｏ２詈ｌｎ（和２５鲁）（２－１）铲孚＋孚昭＋警一”＋ｏ㈣”翱ｃｚ—ｚ，翔他＞ｌ吼ｚ。
２警＋丽丽丽而赢丽丽（２＿３）铲竽＋字（－＋移…２（２＿ａ）在Ｏ．０５＜ｗ／ｈ＜２０，ｓ，＜ｉ６的范围内，上式的精度优于ｌ％。
对于导体带厚度ｔ不为Ｏ的可等效为导体带宽度加宽为、Ｋ，修币公式为（ｔ＜ｈ，ｔ＜Ｗ／２）当∥凰圭时，肇：要＋圭（１＋ｌｎ华）（２—５）２７ｒ矗矗砌、ｆ’当矿／向≥三时，肇：孚＋÷（１＋ｌｎ丝）（２—６）２万＾＾砌、ｆ’微带线电路的设计通常是给定Ｚ。
和ｓ，，要求计算出导体带宽度Ｗ，计算公式如下：当㈨≤２时，鲁＝是（２－７）当矿／向≥２时，要：三【Ｂ一１一ｌｎ（２口一１）＋三￡旦（１ｎ（曰一１）＋ｏ．３９一旦里）】（２—８）ｎ靠ｚ￡．￡第一二章有源器什和无源器｛，Ｉ：件方便及电路密度高等优点。
同时它具有椭圆极化磁场，利用这个特点可以制造非互易器件。
幽２—５共面波导ＣＰｗ共面波导的特征阻抗和有效介电常数的计算公式如下：ｚ。
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CTM器件俘获层存储特性及界面性质研究-微电子学与固体电子学专业毕业论文AbsIractAbstractThe rapid development of the information age makes the increasing popularity of electronic products，which activates a huge memory products market and promotes the ceaseless innovation in semiconductor technology．Semiconductor technology node continues to be moved forward．However，the development of traditional Flash memory encounters obstacles with the technology nodes moving forward．Continuingto scale down the conventional memory Can not guarantee the proper storage ofinformation，SO the development of the next generation of memory is imperative．The charge trapping memory(CTM)Was created based on the traditional Flash memory．Itcan avoid the trapped charge to loss to nothing at one time due to the discrete chargedown as required．So it has storage insulated between traps and also Can be scaledbeen widely studied．At present，the development of CTM device structure is relatively mature，SO most of the researches are focused on the materials．In this work，TANOS(TaN／Ah03／Si3NdSi02／Si)structure were used to study some properties of the CTM device，where TaN denotes gate electrode，A1203 the barrier layer，Si3N4 the charge trapping layer,Si02 the tunneling layer，Si the substrate．In this work，based on the first—principles methods and the VASP software，we studied the intrinsic defects inside Si3N4 materials and some properties of A1203／Si3N4 interface．This work consists of five parts．Every part is summarized as follows：The first part is an introduction,we firstly made a brief introduction for the history way of recording information SO as to lead to the information storage andmemory technology．Then we stated the reason to develop the CTM device andintroduced the current state of t_he development for CTM．The second part is an overview of CTM and a description of study methods used in this work．In this part，the structure evolution and operation mechanism of CTM was narrated clearly,then the materials used to form the device were analyzed andand soRwares used for the part of selected．Finally,we elaborated the methodsⅢ万方数据CTM器件俘获层存储特性及界面性质研究calculation simulation and model building．And the content of the chapter was summarized as well．In the third part of this work，the storage characteristics of intrinsic defects inside Si3N4 was studied．In this part,we rtrstly selected five major intrinsic defects inside Si3N4 by calculating the formation energy of these defects，and then the energy band，the density of states and the bader charge were used to perform a comparison analysis for these defects．Finally，the conclusion was thatthe charge storage characteristics ofSiN2 was the best．In the fourth part，properties of Si3NdAl203 interface was studied．In this part, tlle Hlodeling process of interface was describedin detail，and structure optimization was perforⅡled as well．Two different optimization plans were carriedout．Free ootimization was found to be the most reasonable way of optimizing interface stmcturc．Then theimpact of O doping on interface properties was studied bycalculating the densityof states．The doped O Can reduce the interface states，thereby improving the charge retention characteristics of the device．Finally，the charge distribution of interface system was calculated．The obtained result showed that the interf．aCe 0 atoms would reduce during the optimization,leading to the O deficiency．The fiRh part is the summary of thework．And fIlture prospects also were gwen·In the part,we made a brief outline for the work and put forward some constructive views for山e future．Keywords：charge trapping memory；intrinsic defects；flrst。
principles；interfaceIV万方数据目录目录摘要I Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．III 目录．．V 第一章绪论l 1．1引言．．11．2 CTM的提出背景及研究现状．21．3本文的研究意义71．4本文的组织结构7第二章CTM概述和本文的研究方法．9 2．1 CTM的结构和工作原理一92．2 CTM结构的材料选择122．3研究方法概述．14 2．3．1第一性原理方法一142．3．2计算软件介绍一15 2．4本章小结一15第三章Si3N4本征缺陷存储特性研究一16 3．1弓I言一163．2 Si3N4缺陷模型构造和计算方法163．3缺陷模型分析．1 83．4存储特性分析．20 3．4．1能带分析203．4．2态密度分析223．4．3巴德电荷分析．．24 3．5本章小结．25第四章Si3N4／A1203界面性质研究27 4．1引言．．27V万方数据CTM器件俘获层存储特性及界面性质研究4．2 Si3N4／A1203界面模型构造．284．3 Si3N4／A1203界面结构的优化．324．4 Si3N4／A1203界面体系的电子特性33 4．4．1界面体系的电子态密度分析一334．4．2界面体系的电荷分布35 4．5本章小结36第五章总结与展望．38 5．1论文工作总结．385．2对未来的展望．38参考文献40附图．：．．45附表．．46致谢．47攻读学位期间发表的学术论文．．48VI万方数据第一章绪论第一章绪论1．1引言科技发展日新月异，每天都会产生海量的信息，信息存储技术的发展必须与时俱进。
从远古到现代，信息的存储方式或者说是记录方式发生了巨大的变化。
纵观历史发展长河，我们会发现每当存储技术取得巨大进步的时候，在这之后的很长一段时期内，社会发展的各个方面都会呈现出一片繁荣景象。
结绳记事，是文字发明之前，人们所使用的一种记事方法，这是当时最早的信息记录方式。