综述 纳米器件
纳米光电器件的制备与性能分析
纳米光电器件的制备与性能分析纳米光电器件是一种具有极小尺寸的光电子器件，它在纳米级别上集成了光学和电子学的特性。
制备和性能分析是研究纳米光电器件的关键步骤，它们对于实现高性能和高效率的光电器件至关重要。
纳米光电器件的制备涉及多种材料和工艺，包括纳米制造技术、材料沉积和纳米结构设计等。
其中，纳米制造技术是一种基于纳米尺度的精确控制和加工技术，常用的方法有光刻、电子束曝光和离子束雕刻等。
这些技术可以制备出具有纳米级特征尺寸和高精度的光学器件，并实现新型器件结构的设计和优化。
在制备过程中，材料的选择也是至关重要的。
纳米光电器件通常使用半导体材料、金属材料和碳基材料等。
半导体材料是常用的光电器件的基础材料，如硅和砷化镓等。
金属材料通常用于纳米光学器件，如纳米天线和纳米棒等。
碳基材料具有出色的光电特性，如石墨烯和碳纳米管等。
制备完成后，对纳米光电器件的性能进行分析是必不可少的。
常用的方法包括光电子显微镜、原子力显微镜和光电效应测量等。
光电子显微镜可以观察器件的表面形貌和结构特征，同时也可以进行光谱分析，如吸收谱和发射谱等。
原子力显微镜可以实现纳米尺度下的表面形貌和力学参数的测量，如表面粗糙度和力学强度等。
光电效应测量则可以分析器件的光电转换效率和光谱响应等。
性能分析除了定性的特性，还需要进行定量的参数测量。
例如，纳米光电器件的电学特性可以通过电流-电压（I-V）曲线来测量。
通过控制电流和电压，可以获取器件的电阻、电导率和电流传输性能等数据。
此外，光电特性的测量也是重要的，如光谱响应的测量和量子效率的测量等。
这些参数对于评估器件的性能和效率至关重要。
纳米光电器件的制备与性能分析领域正处于不断发展的阶段。
新的材料和工艺的引入，为纳米光电器件的制备提供了广阔的空间。
纳米级的结构和尺寸使得纳米光电器件具有出色的光学和电子性能，可以应用于光通信、光电子学和能源等领域。
然而，纳米光电器件的制备和性能分析仍然面临一些挑战。
GaN半导体材料综述--功能纳米材料
GaN半导体材料综述课程名称:纳米功能材料与器件学生:XX学院:新材料技术研究院学号:XXXX班级:XXXX任课教师:顾有松评分:2021 -12目录1前言12GaN材料的性能研究12.1物理性质12.2化学性质22.3电学性质22.4光学性质33GaN材料的制备33.1金属有机化学气相外延技术(MOCVD)33.2分子束外延(MBE)43.3氢化物气相外延(HVPE)54GaN材料的器件构建与性能64.1GaN基发光二极管(LED)64.2GaN基激光二极管(LD)74.3GaN基电子器件84.4GaN基紫外光探测器85结论9参考文献91前言继硅〔Si〕引导的第一代半导体和砷化镓〔GaAs〕引导的第二代半导体后，以碳化硅〔SiC〕、氮化镓〔GaN〕、氧化锌〔ZnO〕、金刚石、氮化铝〔AlN〕为代表的第三代半导体材料闪亮登场并已逐步开展壮大。
作为第三代半导体的典型代表，GaN材料是一种直接带隙以及宽带隙半导体材料。
室温下其禁带宽度为3.4eV，具有高临界击穿电场、高电子漂移速度、高热导、耐高温、抗腐蚀、抗辐射等优良特性，是制作短波长发光器件、光电探测器以及高温、高频、大功率电子器件的理想材料。
随着纳米技术的开展，III族氮化物一维纳米构造在发光二极管、场效应晶体管以及太阳能电池领域都具有极大的潜在应用。
进入20世纪90年代以后，由于一些关键技术获得突破以及材料生长和器件工艺水平的不断提高,使GaN材料研究空前活泼，GaN基器件开展十分迅速。
基于具有优异性质的纳米尺寸材料制造纳米器件是很有意义的，GaN纳米构造特别是纳米线是满足这种要求的一种很有希望的材料[1]。
本论文主要介绍了GaN材料的性能研究、制备方法研究、器件构建与性能三个方面的容，并最后进展了总结性阐述，全面概括了GaN材料的根本容。
2GaN材料的性能研究2.1物理性质GaN是一种宽带隙半导体材料，在室温下其禁带宽度约为3.4 eV；Ga和N原子之间很强的化学键，使其具有高达1700℃的熔点；电子漂移饱和速度高，且掺杂浓度对其影响不大；抗辐射、介电常数小、热产生率低和击穿电场高等特点。
纳米材料与器件界面相互作用特征科学认知综述
纳米材料与器件界面相互作用特征科学认知综述引言：纳米材料是具有尺寸特殊性、结构独特性和性能差异性的材料，其表面和界面相互作用特征对于纳米器件的性能和应用具有重要影响。
本文将综述纳米材料与器件界面相互作用的科学认知，并探讨其对材料性能和器件性能的影响。
一、纳米材料与界面相互作用机制1. 表面活性和表面积效应：纳米材料具备较大比表面积，使得表面活性增加，表面与环境之间的相互作用更加显著。
此外，纳米材料的较小尺寸导致其表面原子更容易发生表面变异，进一步影响纳米材料与界面的相互作用。
2. 界面化学反应：界面上存在丰富的化学反应，如吸附、催化等。
纳米材料由于其特殊的表面活性和表面形貌，往往表现出与宏观材料不同的化学反应特点。
3. 电子结构调控：纳米材料的局限性和尺寸效应使得其电子结构发生改变，从而引发不同于宏观材料的特殊电子行为。
这种电子结构调控对纳米材料与界面相互作用的性质具有重要影响。
二、纳米材料与器件界面相互作用特征1. 界面活性调控：纳米材料表面的活性使其能够与其他材料或环境发生相互作用，从而调控界面性质。
例如，纳米颗粒表面的官能团修饰可以改变其表面性质，从而影响官能团的吸附、解离、催化等反应。
2. 界面能量调控：纳米材料与界面的相互作用能够调节能量的传输和转化。
例如，纳米材料与电极界面的相互作用会影响电荷传输和电子结构，从而影响器件的电子输运性能。
3. 纳米尺寸效应：纳米材料的尺寸效应会导致其与界面之间的相互作用特征发生变化。
例如，纳米颗粒的尺寸效应可能改变颗粒与溶液或气体之间的吸附动力学行为。
4. 界面电荷调控：纳米材料表面的电荷分布具有特殊性，可以通过界面电荷调控实现与界面的相互作用。
例如，纳米材料表面的局部电荷分布可以影响界面吸附的平衡和动力学。
三、纳米材料与器件界面相互作用的影响1. 界面催化活性：纳米材料表面的活性和界面化学反应能力使其在催化反应中呈现出高催化活性。
例如，纳米金属催化剂在催化剂表面上提供了更多的活性位点，提高了催化活性。
纳米材料综述功能材料与应用论文(已处理)
纳米材料综述功能材料与应用论文（已处理）纳米材料综述摘要概述了纳米材料的基本概念、分类方法及结构特征, 重点介绍了纳米材料的光谱、催化、光电化学及反应性等化学特性及应用.1、纳米材料的基本概念纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级 0.11 nm, 100nm 的超微粒子纳米微粒及由其聚集而构成的纳米固体材料。
纳米固体材料分为纳米晶体材料、纳米非晶态材料及纳米准晶态材料。
其中纳米晶体材料按其结构形态又可分为四类:1 零维纳米晶体, 即纳米尺寸超微粒子;2 一维纳米晶体, 即在一维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如一维纤维, 一维碳纳米管;3 二维纳米晶体, 即在二维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如纳米薄膜、涂层;4 三维纳米晶体, 指晶粒在三维方向上均为纳米尺度, 如纳米体相材料, 纳米陶瓷材料。
另外, 还有纳米复合材料, 以复合方式不同分为0-0、0-2、0-3 型复合, 即零维纳米粒子分别与纳米粒子、二维及三维材料复合而成的固体材料。
纳米材料科学是现代化学、物理学、材料学、生物学等多门学科相互交叉、相互渗透的新兴学科, 其研究内容主要包括两个方面:1 系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特性,通过和常规材料对比, 找出纳米材料的特殊规律, 建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论, 发展完善纳米材料科学体系;2 探索新的制备方法, 发展新型的纳米材料, 研究制备工艺与材料结构、性能之间的关系规律, 并拓宽其应用领域。
2、纳米材料的性质2.1、纳米微粒的结构和特性纳米粒子处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域，是由数目很少的原子或分子组成的聚集体。
由于纳米粒子具有壳层结构。
粒子的表面原子占很大比例，并且是无序的类气状结构, 而在粒子内部则存在有序-无序结构，这与体相样品的完全长程有序结构不同。
纳米粒子的结构特征使其产生了小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应，并由此派生出传统固体材料所不具备的许多特殊性质。
纳米电子器件的制备工艺
纳米电子器件的制备工艺纳米电子器件是指尺寸在纳米级别的电子器件，其制备过程需要使用特殊的工艺技术。
纳米电子器件的制备工艺对于电子技术的发展具有重要意义，因为这些器件能够实现更高的功耗密度、更小的尺寸以及更高的集成度。
在本文中，我们将探讨纳米电子器件的制备工艺及其相关技术。
纳米电子器件的制备工艺十分精细和复杂，需要高精度的仪器设备和细致的工艺控制。
以下是制备纳米电子器件的主要步骤：1.材料选择和准备：纳米电子器件通常使用半导体材料，如硅、砷化镓等。
选取合适的材料非常重要，由于纳米尺寸的器件对材料的纯度和晶格结构要求非常高。
因此，在制备之前，必须对材料进行严格的选择、检测和准备工作，以确保器件的性能和可靠性。
2.晶片制备：晶片是纳米电子器件的基础，其制备过程通常分为衬底生长、化学气相沉积和物理气相沉积等步骤。
衬底生长是指在诱导物体表面沉积一层晶体，作为器件的基底。
化学气相沉积和物理气相沉积是指通过化学反应或物理沉积将材料沉积在衬底上，形成晶体结构。
这些步骤需要严格控制沉积条件，以保证器件的性能和质量。
3.纳米结构形成：纳米电子器件的尺寸通常在几十到几百纳米之间，因此需要通过纳米加工技术来精确控制其结构和尺寸。
常用的纳米加工技术包括电子束光刻、离子束刻蚀和电子束蚀刻等。
这些技术可以实现对器件结构的精确控制和微细加工，使得纳米电子器件具有更高的性能和可靠性。
4.材料沉积和电极制备：纳米电子器件通常包括绝缘层、导体层和半导体层等多层结构。
材料沉积技术如化学气相沉积、分子束外延等可用于沉积不同材料。
电极制备是指制作导电电极的过程，常用的方法包括金属蒸镀、光刻、电子束蒸发等。
通过以上步骤，纳米电子器件的制备工艺完成后，还需要进行器件的测试和封装。
测试是为了验证器件的性能和可靠性，通常包括电性能测试、材料分析和性能参数测量等。
封装则是将制备好的器件进行封装，以保护其结构和性能，常用的封装技术包括表面贴装技术、焊接和封装等。
纳米材料综述范文
纳米材料综述范文纳米材料是自上世纪90年代以来兴起的一项新兴科技，其具有独特的物理、化学和生物性能，因此受到了广泛的关注和研究。
本文将综述纳米材料的定义、制备方法、应用领域以及潜在的风险和挑战。
首先，纳米材料是指至少在一个维度上具有纳米级尺寸（1-100纳米）的材料。
由于其尺寸处于微观和宏观之间，纳米材料往往具有与传统材料不同的物理和化学性质。
例如，纳米颗粒表面积大大增加，导致其在催化、光学和磁性等方面具有更高的活性和敏感性。
此外，纳米材料还具有较高的比表面积和功率密度，使其在能源存储、传感器和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
纳米材料的制备方法多种多样，但可以分为两大类：自下而上和自上而下。
自下而上方法是通过控制和组装分子、原子或离子来构建纳米结构。
例如，溶液法、气相沉积和电化学沉积等方法可以制备出纳米颗粒、纳米薄膜和纳米线等结构。
自上而下方法则是通过纳米加工工艺将材料从大尺寸逐渐减小到纳米级。
常见的自上而下方法包括球磨、机械研磨和激光刻蚀等。
纳米材料具有广泛的应用领域，包括能源、环境、生物医学、电子等。
在能源领域，纳米材料被广泛应用于太阳能电池、燃料电池和储能材料中。
纳米材料的高比表面积可以提高电池的能量密度和效率。
在环境领域，纳米材料可以用于水处理、污染物检测和空气净化等方面。
例如，纳米颗粒可以作为催化剂用于有害气体的催化转化和光催化分解。
在生物医学领域，纳米材料可以用于药物输送、分子成像和组织修复等方面。
纳米颗粒可以通过控制其大小和表面修饰来实现药物的靶向输送和释放。
在电子领域，纳米材料可以用于制备纳米电子元件和纳米传感器等。
纳米材料的尺寸效应和表面效应使其在电子器件的性能和灵敏度方面具有巨大的优势。
然而，纳米材料的应用也面临着一些潜在的风险和挑战。
首先，纳米材料的生产和处理过程中可能释放出有害物质，并对环境和人体健康造成潜在风险。
此外，由于纳米材料的小尺寸和特殊性质，其对生物体的毒性和生物互作性尚不完全了解。
纳米材料综述
纳米材料综述一、基本定义1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。
1、纳米纳米是一种长度单位，1纳米=1×10-9米，即1米的十亿分之一，单位符号为 nm。
2、纳米技术纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。
其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。
纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段：第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前)主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段，合成纳米块体(包括薄膜)，研究评估表征的方法，探索纳米材料的特殊性能。
研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。
第二阶段 (1990年～1994年)人们关注的热点是设计纳米复合材料：•纳米微粒与纳米微粒复合(0-0复合)，•纳米微粒与常规块体复合(0-3复合)，•纳米复合薄膜(0-2复合)。
第三阶段(从1994年至今)纳米组装体系研究。
它的基本内涵是以纳米颗粒以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。
3、纳米材料材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料就称为纳米材料。
纳米材料和宏观材料迥然不同，它具有奇特的光学、电学、磁学、热学和力学等方面的性质。
图1 纳米颗粒材料SEM图由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。
科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。
纳米半导体材料及其纳米器件研究进展
学和质量输运及其二者相互耦合的复杂过程 M OCVD 是在常压或低压 To rr 量级 下生长 的 氢气携带的金属有机物源 如 族 在扩散 通过衬底表面的停滞气体层时会部分或全部分解成
族原子 在衬底表面运动迁移到合适的晶格位 置 并捕获在衬底表面已热解了的 族原子 从 而形成 - 族化合物或合金 在通常温度下 MOCVD生长速率主要是由 族金属有机分子通过
２．３ 应变自组装纳米量子点 线 结构生长技术
异质外延生长过程中 根据晶格失配和表
面 界面能不同 存在着三种生长模式[8] 晶格
匹配体系的二维层状 平面 生长的 F rank - Van
der Merwe 模式;大晶格失配和大界面能材料体系的
三维岛状生长模式 即 Volmer-Weber 模式 大晶
２ 半导体纳米结构的制备技术
半导体纳米结构材料的发展很大程度上是依赖 材料先进生长技术 MBE, MOCVE 等 和精细加 工工艺 聚焦电子 离子束和 x- 射线 光刻技术 等 的进步 本节将首先介绍 MBE 和 MOCVD 技 术 进而介绍如何将上述两种技术结合起来实现纳 米量子线和量子点结构材料的制备 并对近年来得 到迅速发展的应变自组装制备量子点 线 和量子 点 线 阵列方法进行较详细讨论 最后对其它制 备技术也将加以简单介绍
目前 除研究型的 MBE 外 生产型的 MBE 设备也已有商品出售 如 Riber’s MBE6000 和VG Semicon’s V150 MBE 系统 每炉可生产 9×4" 4×6" 或 45×2" 片 每炉装片能力分别为 80×6" 180×4" 片和 64×6" 144×4" 片 App lied EPI MBE’s GEN2000 MBE 系统 每炉可生产 7×6" 片 每炉装片能力为 182×6" 片
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《纳米器件基础》
内容摘要
物理学家理查德·费恩曼曾提出：“来人类有可能建造一种分子大小的微型机器，可以把分子甚至单个的原子作为建筑构件在非常细小的空间构建物质，这意味着人类可以在最底层空间制造任何东西。
”而今随着一系列纳米材料的发现及制备，这类微型机器的制造已经不再是预言。
制备这一类微型机器的技术我们称之为纳米技术——研究在千万分之一米(10-7)到亿分之一米(10-9米)内原子、分子和其它类型物质进行操纵和加工的技术，把这类微型机器成为纳米器件。
关键词
纳米电子器件（nanoscale electronic devices；nanoscale electronic devices；nano electric devices）、优异性能、发展目标、现状
正文
一、纳米器件的基本信息
纳米电子器件在学术文献中的解释是器件和特征尺寸进入纳米范围后的电子器件，也称为纳米器件。
纳米技术可以使芯片集成度进一步提高，电子元件尺寸、体积缩小，使半导体技术取得突破性进展，大大提高计算机的容量和运行速度。
纳米器件之所能够拥有如此优越的性能是因为几十个原子、分子或成千个原子、分子“组合”在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，也不同于大块物体的性质。
这种“组合”被称为“超分子”或“人工分子”。
“超分子”性质，如熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和染、颜色及水溶性有重大变化。
二、纳米器件的优异性能
（一）工作速度快。
纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍，因而可使产品性能大幅度提高。
功耗低，纳米电子器件的功耗仅为硅器件的
1/1000。
信息存储量大，在一张不足巴掌大的5英寸光盘上，至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。
体积小、重量轻，可使各类电子产品体积和重量大为减小。
（二）纳米金属颗粒易燃易爆。
几个纳米的金属铜颗粒或金属铝颗粒，一遇到空气就会产生激烈的燃烧，发生爆炸。
因此，纳米金属颗粒的粉体可用来做成烈性炸药，做成火箭的固体燃料可产生更大的推力。
用纳米金属颗粒粉体做催化剂，可以加快化学反应速率，大大提高化工合成的产出率。
（三）纳米金属块体耐压耐拉。
将金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料，强度比一般金属高十几倍，又可拉伸几十倍。
用来制造飞机、汽车、轮
船，重量可减小到原来的十分之一。
（四）纳米陶瓷刚柔并济。
用纳米陶瓷颗粒粉末制成的纳米陶瓷具有塑性，为陶瓷业带来了一场革命。
将纳米陶瓷应用到发动机上，汽车会跑得更快，飞机会飞得更高。
（五）纳米氧化物材料五颜六色。
纳米氧化物颗粒在光的照射下或在电
场作用下能迅速改变颜色。
用它做士兵防护激光枪的眼镜再好不过了。
将纳米氧化物材料做成广告板，在电、光的作用下，会变得更加绚丽多
彩。
（六）纳米半导体材料法力无边。
纳米半导体材料可以发出各种颜色的
光，可以做成小型的激光光源，还可将吸收的太阳光中的光能变成电
能。
用它制成的太阳能汽车、太阳能住宅有巨大的环保价值。
用纳米半
导体做成的各种传感器，可以灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化，在监控汽车尾气和保护大气环境上将得到广泛应用。
（七）纳米药物材料的毫微。
把药物与磁性纳米颗粒相结合，服用后，这些纳米药物颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动。
再在人体外部施加磁场加以导引，使药物集中到患病的组织中，药物治疗的效果会大大提高。
还可利用纳米药物颗粒定向阻断毛细血管，“饿”死癌细胞。
纳米颗粒还可用于人体的细胞分离，也可以用来携带DNA治疗基因缺陷症。
目前已经用磁性纳米颗粒成功地分离了动物的癌细胞和正常细胞，在治疗人的骨髓疾病的临床实验上获得成功，前途不可限量。
（八）纳米材料的加工性。
在纳米尺寸按照人们的意愿，自由地剪裁、构筑材料，这一技术被称为纳米加工技术。
该技术可以使不同材质的材料集成在一起，它既具有芯片的功能，又可探测到电磁波(包括可见
光、红外线和紫外线等)信号，同时还能完成电脑的指令，这就是纳米
集成器件。
将这种集成器件应用在卫星上，可以使卫星的重量、体积大大减小，发射更容易，成本也更便宜。
三、纳米材料的发展目标
（1）在材料和制备行业，纳米器件致力于设计出：更轻、更强和可设计；长寿命和低维修费；以新原理和新结构在纳米层次上构筑特定性质的材料或自然界不存在的材料；生物材料和仿生材料；材料破坏过程中纳米级损伤的诊断和修复。
（2）在微电子和计算机技术行业：2010年实现100nm的芯片，纳米结构的微处理器，效率提高一百万倍；10倍带宽的高频网络系统；
兆兆比特的存储器（提高1000倍）；集成纳米传感器系统。
（3）在医学与健康方面：快速、高效的基因团测序和基因诊断和基因治疗技术；用药的新方法和药物“导弹”技术；耐用的人体友好的人工组织和器官；复明和复聪器件；疾病早期诊断的纳米传感器系统。
（4）在航天和航空方面：低能耗、抗辐照、高性能计算机；微型航天器用纳米测试、控制和电子设备；抗热障、耐磨损的纳米结构涂层材料。
（5）在环境和能源方面：发展绿色能源和环境处理技术，减少污染和恢复被破坏的环境；孔径为1nm的纳孔材料作为催化剂的载体；MCM-41有序纳孔材料（孔径10-100nm）用来祛除污物。
（6）在生物技术和农业方面：在纳米尺度上，按照预定的大小、对称性和排列来制备具有生物活性的蛋白质、核糖、核酸等。
在纳米材料和器件中植入生物材料产生具有生物功能和其他功能的综合性能。
，生物仿生化学药品和生物可降解材料，动植物的基因改善和治疗，测定DNA的基因芯片等。
四、现代纳米器件的现状
随着纳米技术日新月异的发展，2005年全球电子工业加工精度已达到100纳米，电子工业从此普遍进入纳米时代。
(1)纳米晶体管技术的突破
(2)生产纳米导线
研制纳米导线是制造大多数纳米器件和装置的关键因素。
(3)开发纳米计算机
纳米计算机指的是它的基本元器件尺寸在几到几十纳米范围，突破0.1微米界，实现纳米级器件。
(4)硅纳米线传感器
硅纳米线的表面积大、表面活性高，对温度、光、湿气等环境因素的敏感度高，外界环境的改变会迅速引起表面或界面离子价态电子输
运的变化，利用其电阻的显著变化可制成纳米传感器，并具有响应速度
快、灵敏度高、选择性好等特点，可实现硅纳米线在化学、生物传感中
的应用。
近两年来，硅纳米线在检测细胞、葡萄糖、过氧化氢、牛类血
清蛋白和DNA杂交方面取得了很大进展。
五、固态纳米电子器件举例
（1）共振隧穿器件
共振隧穿二极管（RTD）的基本结构是：①半导体和金属接触组成的源和漏区；②宽禁带半导体宽禁带半导体双势垒层和中间的窄禁带体构成的单阱双势垒结构。
当零偏或一个小偏置电压加在器件两端时，势垒将阻止电荷通过器件流动，随着偏置电压增加，势阱中的能态相对源区中电子的能量不断降低，当偏置电压使阱中一个未占据束缚态能级处于源区导带占据态的能量范围内时，器件处于共振态或开态，电流通过双势垒区并流出漏区；当进一步增加电压，源区导带偏离该束缚态，电流又显著减小，从而形成器件I一V曲线中的一个负微分电阻(NegativeDifferentialRessitance，NDR)区域，这时器件将处于非共振态或关态。
I-V曲线的计算可以更为深人的了解共振穿二极管的物理机理，这对器件的设计和制作来说也是必要的。
管的NDR效应是器件应用的基础，从NDR器件应用角度都希望获得一个大的峰值电流和一个小的谷值电流，
最重要的器件特性参数包括共振峰电流密度、谷电流密度、峰谷电流密度比（thePeaktotheVaIIeyCurrentDensityRatio，PVR)以及共振峰的对应电压。
在较高的温度下，器件/一V特性曲线的NDR特征或者PVR会减弱或者消失，这是由于热电子发射引起的非共振电流增加的缘故。
因此对于共振隧穿二极管来说，获得高温下的NDR特性是实用化的关键。
下图为RTD的典型输入/输出特性。
（2）单电子器件
①单电子盒
所示·单电子盒结构有一个量子点和两个电极组成，其中一个电极和量子点构成一个隧穿结；另一个电极是栅极，通过绝缘介质与量子点耦合，这个绝缘介质足够厚，以至于不允许电子以量子隧穿机制通过。
②单电子晶体管
继单电子盒之后，人们开发了三端开关器件一一单电子品体管（SingleElectronTransistor，SET)。
开关器件是UISI最基本单元，因此，单电子
晶体管有望作为未来可能替代硅集成电路的下一代电子器件。
单电子晶体管是一个三端开关器件，可以实现将电子逐一的从源区转移到漏区。
单电子晶体管的基本结构及其等效电路图如图所示。
这个结构与金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）类似，但是在单电子晶体管中，隧穿结代替了MOSFET中的pn结，纳米岛（量子点）代替了MOSFET的沟道区域。
其工作原理更是与MOSFET完全不同。
参考文献
1.朱长春、贺永宁·《纳米技术与分子器件》【J】·国防工业出版社
2.夏蔡娟·《纳米技术与分子器件》【J】·西北工业大学出版社
3.张凯·《纳米器件》【M】中南财经政法大学
4.孙玮、张晋江·《纳米器件的动力学模拟》【J】物理化学报
5.翁松涛·《纳米器件发展动态》【M】微纳电子技术。