一、Mn注入GaAs半导体的电特性研究（论文文献综述）
李骏康[1]（2021）在《高性能低功耗锗沟道场效应晶体管技术的研究》文中认为近几年,信息技术的进步极大推动了集成电路制造业的发展。采用硅（Si）作为沟道材料的金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）器件是现代集成电路制造技术的基础,Si MOSFET器件性能的提升（或获得更大的工作电流）主要依赖于沟道长度的缩短。为了克服缩短沟道长度带来的短沟道效应,在摩尔定律的不断演进过程中,出现了许多改进的工艺技术,包括应变Si技术、HKMG（High-K Metal Gate）技术、FinFET技术等,它们最大程度地提高了 SiMOSFET器件的性能。目前量产级的Si MOSFET器件沟道长度已经小于20 nm,进一步减小沟道长度将变得非常困难。新型的高迁移率沟道材料能够在不缩短沟道长度的同时提高MOSFET器件的工作电流,是解决未来集成电路制造技术发展的理想方案。锗（Ge）作为与Si同族的新型半导体材料,具有比Si更高的载流子迁移率,同时兼容传统Si工艺,是非常有前景的晶体管沟道材料。本论文主要研究了 Ge MOSFET器件制备中源漏形成和栅极堆垛的新工艺技术,并探讨了 Ge沟道在隧穿场效应晶体管（Tuneling Field Effect Transistor,TFET）和铁电场效应晶体管中应用的关键问题,主要取得了以下成果:本论文基于Ge工艺提出了新源漏形成和栅极堆垛技术,实现了高性能的Ge MOSFET器件。首先,低寄生电阻、高开关比和浅结深的源漏是获得高性能MOSFET器件的必要条件,而由于Ge中掺杂离子的固溶度相比Si更低,同时掺杂离子的热扩散系数较大,传统工艺很难获得高效的Ge基源漏结:（1）本论文结合旋涂掺杂和激光退火技术,形成了具有高掺杂浓度的超浅结深p-n结,实验表明,结表面掺杂浓度是传统热退火样品的1.5倍,同时结深只有热退火样品的1/3（～20nm）,其p+/n结和n+/p结的开关比、开态电流都得到了提升,关态电流也得到了抑制;（2）本论文利用微波退火技术,实现了低阻态和高势垒的NiGe/n-Ge肖特基结,其开关比接近离子注入的p-n结,利用NiGe/n-Ge肖特基结,进一步制备了高性能的GepMOSFET器件,其源漏寄生电阻仅为传统离子注入器件的1/5,同时有效得抑制了结漏电。同时,由于Ge表面及其氧化物的不稳定性,制备高质量Ge MOS结构（包括栅氧/Ge界面和栅氧本身）也是获得高性能Ge MOSFET器件的关键:（1）在Ge MOS界面钝化方面,本论文提出利用原位臭氧后氧化处理技术,提高了 Ge氧化物的稳定性,改善了 Ge MOS界面质量,获得了小等效氧化层厚度（Equivalent Oxide Thickness,EOT）和高迁移率的 GepMOSFET 器件;（2）本论文创新性地提出具有双层MoS2/Ge量子阱结构的Ge MOSFET器件,利用双层MoS2和Ge的能带在价带和导带处的势垒差,能够在p型和n型Ge MOSFET器件中同时形成量子阱沟道,从而减少由于栅氧/Ge界面质量差引起的载流子散射,提高载流子迁移率,使Ge MOSFET器件的开态电流提升了 一倍。新输运机制的TFET器件是实现低功耗集成电路的有效解决方案,本论文研究了影响Ge TFET器件性能最重要的部分—源漏隧穿结。源漏隧穿结的掺杂浓度梯度决定了 TFET器件的亚阈值摆幅（Subthreshold Swing,SS）和开态隧穿电流。本论文采用杂质分凝技术,获得了高肖特基势垒的NiGe肖特基结源漏,并通过低温和快速测试表明,NiGe肖特基结的界面缺陷会严重影响Ge TFET器件的性能。进一步地,本论文定量表征了 NiGe肖特基结的界面缺陷,并研究了结界面缺陷对Ge基传统MOSFET器件和TFET器件电学性能的影响。本论文提出利用低温电导法,改进了电路和数学模型,定量表征了 NiGe肖特基结的界面缺陷。研究表明,减少NiGe肖特基结的界面缺陷,可以有效抑制缺陷辅助的隧穿电流,改善Ge MOSFET器件的关态特性和Ge TFET器件的亚阈值特性。最近,具有铁电/绝缘层（Ferroelectric/dielectric,FE/DE）栅叠层结构的Ge MOSFET器件在FE-FET存储器和负电容场效应晶体管（NC-FET）中的应用被大量报道,本论文研究了铁电MOS结构中FE/DE界面缺陷对Ge FE-FET存储器和Ge NC-FET器件的重要影响。为了排除MOS结构中其他界面缺陷的影响,本论文采用金属/铁电/绝缘层/金属（MFIM）结构的简单电容器件,利用快速脉冲测试系统表征了 MFIM的瞬态电荷响应,从实验上证明了 FE/DE界面缺陷的存在和漏电辅助铁电极化机制（Leakage-current-assist ferroelectric polarization switching）的有效性,并定量表征了参与铁电极化的FE/DE界面缺陷密度。同时,本论文还创新性地提出利用电导法定量表征不同极化状态下的FE/DE界面缺陷密度。研究发现,FE/DE界面的缺陷密度为1014 cm-2,也就是说,FE/DE的极化主要由FE/DE界面缺陷来响应。这表明,在以FE/DE为栅叠层的Ge MOSFET器件中,铁电极化没有提高器件的载流子浓度,负电容效应有待商榷。同时,由于FE/DE界面缺陷响应了大部分铁电极化电荷,Ge FE-FET存储器的存储窗口会变小,可靠性会降低。
高雪[2]（2020）在《半导体和有机物材料的自旋注入研究》文中研究指明半导体自旋电子学领域的研究可以将半导体与磁性材料的优势结合在一起。甚至可以在单个芯片上集成存储,检测,逻辑和通信等不同的功能。氮化镓（GaN）是具有高热稳定性的宽带隙半导体,通常被用于光电,高频和高功率微电子领域。GaN具有弱的自旋轨道相互作用,并且具有较长的自旋弛豫时间,这使得GaN成为一种非常适合半导体自旋电子学研究的材料。与无机自旋电子器件相比,有机自旋电子器件也非常吸引人,因为有机材料的电荷载流子的自旋寿命长,而且其成本相对较低,并且具有柔性和化学多样性。近年来,关于半导体自旋电子学和有机自旋电子学的研究引起了人们极大的兴趣。在本论文中,我们研究了包含砷化铟（InAs）/砷化镓（GaAs）量子点和铟镓氮（InGaN）/GaN量子阱的自旋发光二极管（Spin-LED）中的自旋注入。此外,我们还研究了有机多铁性隧道结的铁电性能。首先,我们研究了包含单层p掺杂InAs/GaAs量子点（QD）的spin-LED,在零施加磁场下,其发射光的圆偏振度（Pc）高达18%。与偏置电压的依赖关系表明,在10K时,偏置电压为2.5V（对应于6μA）时,自旋偏振度达到最大值。此外,温度对Pc也有很强的影响,在60K-80K温度范围前后Pc有显着变化。最后,我们从辐射复合时间τr和自旋弛豫时间τs之间的竞争关系讨论了偏振度与偏压和温度的依赖关系。对p掺杂InAs/GaAs QD spin-LED的自旋弛豫机制的理解有助于进一步提高spin-LED的器件性能。另外,我们在GaN上实现了具有垂直磁各向异性的自旋注入结的外延生长,并研究了 GaN spin-LED的自旋注入过程。我们研究了 Fe/MgO和Co/MgO两种自旋注入结。首先,通过使用原位反射式高能电子衍射仪和原子力显微镜研究了温度对MgO生长的影响。然后,我们研究了 Fe或Co在MgO/GaN上的生长。与Fe/MgO相比,Co/MgO自旋注入结具有明显的垂直磁各向异性。此外,我们通过第一性原理计算来了解Co/MgO（111）界面上的垂直磁各向异性的起源。最后,在n-i-p型GaNLED结构上生长了 Co（0001）/MgO（111）自旋注入结并制备了 GaN spin-LED器件。然而,在偏振分辨的电致发光谱测量中未检测到圆偏振光发射。这可能是由于在Co/MgO界面处形成的氧化层或是由于未优化的GaN LED结构导致。最后,我们研究了基于掺杂有四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒的聚偏二氟乙烯（PVDF）势垒的有机多铁性隧道结。有机多铁性隧道结最近吸引了很多关注,因为它们可以结合自旋电子学,有机电子学和铁电电子学的优点。我们成功地制备了La0.6Sr0.4MnO3/PVDF:Fe3O4/Co有机多铁性隧道结,结果表明,在PVDF势垒层中加入Fe3O4纳米颗粒可以显着改善该有机多铁性隧道结的铁电性能。PVDF:Fe3O4基有机多铁性隧道结在10K时显示出约450%的高隧穿电致电阻（TER）,是纯PVDF基有机多铁性隧道结的6倍。此外,两种极化态之间的高能量势垒（14meV）保证了含有Fe3O4纳米颗粒的有机多铁性隧道结具有更好的热稳定性,即使在室温下也能保持100%的TER。含有PVDF:Fe3O4纳米复合材料的有机多铁性隧道结的铁电性能的提高将促进有机多铁性隧道结在记忆电阻器和自旋电子学中的应用。
韩江朝[3]（2019）在《基于高自旋极化Heusler合金的自旋输运特性研究》文中认为硅基电路板上容纳的晶体管数量每隔18个月增加一倍,微处理器性能也将提升一倍,这便是大家熟知的摩尔定律。然而随着晶体管电路接近性能极限,高温和漏电始终是难以避免的问题,半导体发展路线图开始放缓。为了不让摩尔定律失效,科学家引入电子自旋去发展了一门新的学科,自旋电子学。传统的半导体器件包括晶体二极管、双极型晶体管、场效应晶体管等。这些器件与自旋电子学器件相比,集成化较低、能耗偏高、运算速度过慢,很难继续推动新的信息化产业革命。自旋电子学器件对组成材料的要求很高,这些材料通常具有较高的自旋电子极化率、与半导体较好的兼容性以及较长的驰豫时间。一些新的高自旋极化材料,比如自旋无能隙半导体和全补偿亚铁磁半金属等,已经成为近几年研究的热点。本文针对近几年实验上合成的三类典型的自旋电子学材料:铁磁性的自旋无能隙半导体CoFeMnSi,全补偿亚铁磁半金属Mn3Al和全补偿亚铁磁自旋无能隙半导体Ti2MnAl,利用密度泛函理论结合非平衡态格林函数方法,对它们的电子结构、磁性和自旋输运性质进行了研究,得到以下主要结果:自旋无能隙半导体CoFeMnSi具有铁磁性,磁矩主要由Co、Fe、Mn三个原子贡献,特别是Mn原子3d轨道的较大劈裂导致了其相对较大的磁矩;CoFeMnSi与半导体GaAs做电极的异质结GaAs/CoFeMnSi（001）表现出了自旋过滤特性以及自旋二极管效应;CoFeMnSi做电极的隧道结CoFeMnSi/GaAs/CoFeMnSi（001）拥有较大的隧穿磁电阻。这些优良特性预示着自旋无能隙半导体CoFeMnSi应用在器件开发的可行性。全补偿亚铁磁半金属Mn3Al总磁矩为零,费米面附近的态密度主要由Mn原子的3d轨道贡献;异质结Mn3Al/GaAs（001）的整流率达到了1.1×106,表现出了很好的二极管特性;隧道结Mn3Al/GaAs/Mn3Al（001）由于其特殊的输运谱,不仅在反平行磁化情形下表现出了双自旋过滤特性,在平行磁化情形下表现出了单向导电性和自旋过滤特性;半金属特殊的能带结构使Mn3Al的输运机理与传统的铁磁金属有很大的不同,从而使隧道结器件产生了很大的隧穿磁电阻,表明全补偿亚铁磁半金属Mn3Al是很有前景的自旋电子学材料。对于全补偿亚铁磁自旋无能隙半导体Ti2MnAl,自旋向上方向的能带表现出与石墨烯类似的零能隙特点,禁带宽度为零,而自旋向下方向的能带则具有半导体特性;Ti2MnAl做电极的隧道结Ti2MnAl/InAs/Ti2MnAl（001）在不同磁化情形下的总电流变化趋势产生了较大的磁电阻;由于其特殊的输运谱以及不同温差下费米狄拉克分布的不同,该隧道结表现出良好的自旋塞贝克效应,以及温差导致的高自旋极化率。这些现象使Ti2MnAl在自旋电子学和卡诺电子学当中有重要的应用价值。
高勇[4]（2019）在《典型材料高功率下微波介电特性研究》文中进行了进一步梳理微波材料的微波性能主要包括复介电常数及复磁导率。对于非磁性材料而言,复介电常数决定了微波材料应用的电路及系统的稳定性及可靠性。一旦环境中的微波场强超过一定的阈值,材料的微波介电特性参数将会发生严重的非线性演变行为,进而导致基于材料的器件及系统的非线性特性增强。因此,准确获取高功率作用强场环境下材料的微波介电特性对于材料的应用至关重要。本文针对典型微波材料在高功率作用强场环境下的微波介电特性进行研究,主要包括高功率微波与材料互作用机理、典型材料在高功率作用强场环境下的微波介电特性演变规律测评技术以及材料在高功率微波作用强场环境下的微波介电特性主要影响机制区分提取方法研究。首先,归纳总结了国内外关于高功率下材料微波特性研究的历史与现状及目前研究存在的关键问题,创新性地提出了基于谐振法的小样品高功率下微波特性测评表征新方法。其次,详细分析了高功率微波与材料互作用机理,包括微波热效应机理与微波非热效应机理,研究了二者共同存在并协同影响材料的微波介电特性演变规律问题。然后,基于谐振微扰理论,创新性地建立了单模法、双模法高功率下材料微波介电特性演变规律获取方法,并分别组建了相应的测试系统,对典型窗口材料及半导体材料进行了测试,并对实验结果进行了详细地分析,初步验证了高功率微波对材料非热影响机制的存在。最后,基于微波与材料互作用机理理论,创新性地提出了脉冲法高功率微波与材料互作用非热效应提取新技术,通过对典型材料的实验测试,进一步验证了微波非热效应存在的结论,并且区分了微波非热效应与热效应。所建立的测评表征方法及系统可用于高功率应用环境下其他低损耗材料的微波介电特性表征及测试。本论文的主要工作贡献和研究内容可以归纳为:1.阐述了本课题的来源、研究目的以及意义。其次,扼要地介绍了国内外关于高功率微波应用环境下的微波材料应用研究进展,如典型窗口材料、半导体材料高功率下的微波特性研究历史与现状,介绍了常见材料微波特性检测方法等。最后,总结了目前国内外关于典型低损耗材料高功率下的微波特性研究中存在的问题,如实验成本高、研究周期长等。2.首先详细分析了微波与材料互作用机理,包括材料对微波的作用机理,微波对材料的作用机理。其次,研究了现有高功率微波与材料互作用研究方法,提出了基于谐振法的小样品高功率下材料微波介电特性测评表征新方法。最后,从理论研究部分、系统设计部分和实验部分给出了本文的总体研究技术路线,为全文工作指明了方向。3.分析了谐振腔基本理论,对不同传输结构以及谐振结构能够产生的场强大小进行了理论推导和计算,并通过电磁仿真进行比对验证。提出了局部压缩规则谐振腔的结构设计和加载电容的处理方法,使得谐振腔局部区域的场强得到大幅度汇聚和提升,为低功率源激励等效高功率作用强电磁场环境提供了理论基础。4.基于微波强电磁场理论研究,创新性地提出了基于微扰原理的单模法、双模法高功率微波下材料微波介电特性测评表征方法,并组建了相应的测试系统。基于建立的测试系统获得了几种典型材料在高功率作用强场环境下的复介电常数随外部场强的演变规律。对单模法、双模法高功率作用下待测样品的温度进行了实时精确检测,比对高功率作用下样品材料的介电性能演变规律测试结果与小功率作用下样品材料的介电性能温度特性测试结果,初步验证了材料在高功率作用下的微波非热效应存在。5.针对典型材料在高功率作用强场环境下的微波介电特性演变行为,创新性地建立了基于谐振腔结构的脉冲法高功率微波与材料互作用非热效应提取物理模型并组建了相应的测试系统。最终对四种待测样品进行了实验测试,实验结果表明提出的脉冲法有效地区分并提取了微波非热效应,并进一步证明了材料在高功率作用下的微波介电特性演变行为是微波热效应和非热效应共存并协同影响的结果。本文所建立的材料高功率下的微波介电特性测评表征系统主要技术指标如下:（1）测试环境场强:>105V/m;（2）功率密度:>200MW/m2（对50Ω特性阻抗）;（3）测试频段:S波段;（4）测试范围:介电常数εr:1.5～20;损耗角正切tanδε<10-2;
王思洋[5]（2017）在《半导体与多种异质结构的磁性与调控》文中研究表明稀磁半导体材料在电子器件的制造中有着巨大的应用价值,它结合了磁性材料的存储功能以及半导体材料的逻辑处理功能。传统的稀磁半导体材料通常具有优秀的低温性能,但实际应用要求尽可能提高材料的居里温度,增大材料的室温可操作性是一项重要任务。电场调控材料的磁性在信息存储技术领域有着深远的物理意义,越来越多的研究者致力于研究新型的电控磁现象以及研发可用于电控磁领域的新型材料。多铁异质结构和稀磁半导体材料一直都是电控磁领域的研究热点内容。自从研究者Ohno H等人[101]最早在实验中观察到电场改变了（InMn）As的磁性特征后开始,对稀磁半导体材料的开发和电控磁现象的研究一直持续了几十年。在科学技术发展要求的背景之下,本论文主要是针对几种稀磁半导体材料以及具有实现电场调控磁性可能性的材料展开初步的研究。研究中需要解决的主要问题有:1.成功制备出多铁异质结构并能够利用电场调控其磁性;2.首先能成功制备出具有较高居里温度的稀磁半导体,其次研究电场对其磁性的影响,初步探究稀磁半导体电控磁性的可能性。本论文的绪论部分主要介绍了稀磁半导体材料的研究进展,着重介绍了砷化镓基稀磁半导体以及锑化铟基稀磁半导体的研究进展以及稀磁半导体材料电控磁现象的研究进展。还介绍了多铁异质结构的电控磁现象的研究进展。之后概述了当前薄膜样品的主要制备技术以及对样品进行测试和表征的方法。本论文的主要实验工作如下:多铁异质结构部分主要是通过磁控溅射方法在铁电性衬底PMN-PT上生长制备了[FeCo/Ag]5纳米磁性多层膜。将铁电材料与铁磁性材料相结合,制备[FeCo/Ag]5/PMN-PT出多铁异质结构,研究体系的磁电耦合效应。通过对体系施加电场,研究电场对异质结构体系磁性的影响和调控。实验中发现电场的施加可以使[FeCo/Ag]5/PMN-PT体系的磁性产生较大的变化,可以通过对电压的调节实现对[FeCo/Ag]5/PMN-PT多铁异质结构磁性的调控。之后研究了电压对[FeCo（60s）/Ag（2s）]5/PMN-PT异质结构的剩余磁化强度的影响,实现了电压可对结构的剩磁进行调控。之后稀磁半导体部分的研究主要介绍了对砷化镓（GaAs）基稀磁半导体和锑化铟（InSb）基稀磁半导体材料磁性的实验工作。在砷化镓（GaAs）基稀磁半导体材料的研究中:1.向几组砷化镓块状晶体中通过离子注入的手段分别单独注入了不同剂量的铬（Cr）元素和不同剂量的钛（Ti）元素后,我们发现在室温条件下,样品即具有了磁性。并且对每种注入元素而言,材料的磁性都是随着离子注入剂量的增大而增大;对样品的结构进行了表征,可以说是成功地获得了室温具有磁性的砷化镓（GaAs）基稀磁半导体材料;2.对进行了离子注入的样品GaCrAs和GaTiAs进行了快速低温退火处理,测量退火对样品磁性的影响,发现退火会使离子注入的样品的磁性减弱。在锑化铟（InSb）基稀磁半导体材料的研究中:1.向几组锑化铟块状晶体中通过离子注入的方法分别单独注入了不同剂量的铬（Cr）元素和不同剂量的钛（Ti）元素后,我们发现在室温条件下,样品即具有了磁性。并且对每种注入元素而言,材料的磁性都是随着离子注入剂量的增大而增大;对样品的结构进行了表征,可以说是成功地获得了室温具有磁性的锑化铟（InSb）基稀磁半导体材料;3.对进行了离子注入的样品InCrSb和InTiSb进行了快速低温退火处理,测量退火对样品磁性的影响,发现退火会使离子注入的样品的磁性减弱。
卢汉汉[6]（2017）在《高k栅介质GaAs MOS器件界面特性及氧化物陷阱电容效应研究》文中认为当前,随着MOS器件尺寸的不断减小,硅基CMOS技术已经逐步达到其理论极限,而III-V族化合物半导体材料因为具有更高的载流子迁移率,因此有望在未来取代硅作为沟道材料制备MOS器件。在这其中,GaAs具有很高的电子迁移率（-8000 cm2/Vs）,因此非常适合用来制备超高速、低功耗的n型MOSFET。此外,为了抑制器件尺寸减小带来的栅极漏电增大问题,采用k值更高的栅介质材料以增大其厚度减小栅极漏电也变得不可避免。然而,直接在GaAs衬底上淀积高k栅介质往往会导致大量的界面陷阱,使得器件性能退化。因此在高k栅介质淀积之前,有必要采取一些钝化手段,如硫钝化、引入界面钝化层或F等离子体处理等,以改善器件的界面特性。另一方面,研究中发现,采用高k栅介质和GaAs、InGaAs等衬底材料的MOS器件往往存在明显的积累电容频率色散现象。这种现象与高k栅介质中的陷阱密切相关。因此,研究栅介质中的陷阱对MOS器件电容的影响十分必要。在实验上,首先在硫钝化的GaAs晶片上分别淀积LaON、LaGeON和LaSiON作为界面钝化层,随后淀积ZrON作为高k层制备MOS电容器,并进一步采用F等离子体处理界面钝化层以改善器件的性能。研究发现,LaON和LaGeON界面钝化层能显着改善ZrON高k层与GaAs之间的界面质量,其中LaGeON界面钝化层的钝化效果更好,从而导致更好的电特性。对于采用LaSiON界面钝化层的样品,研究发现,采用F等离子体处理LaSiON界面钝化层样品的界面质量和电特性均较采用F等离子体处理衬底表面或无F等离子体处理的样品要好。综合比较而言,采用F等离子体处理LaSiON界面钝化层的样品具有最好的界面特性及电特性,如低的界面态密度（1.08×1012cm-2eV-1）、小的平带电压（0.75 V）、大的栅介质等效k值（18.3）以及低的栅极漏电（1.62×10-5A/Cm2@Vfb+1V）。在上述研究基础上,进一步制备了采用LaTiON/LaON、ZrTiON/ZrAlON或ZrTiON/ZrLaON 栅堆栈结构的 GaAs MOS 电容器,其中 LaON、ZrAlON 和 ZrLaON为界面钝化层。研究发现,A1和La元素的引入显着提高了 ZrON对GaAs表面的钝化效果,从而大大改善器件的界面特性。相比于采用ZrON作为高k层的样品,Ti元素的引入明显提高了栅介质的等效k值,使其达到25以上,从而使器件具有更小的电容等效厚度。上述界面钝化层的引入能有效阻挡栅介质中Ti/O元素向衬底扩散以保护衬底表面不被氧化,从而抑制了衬底表面与缺陷相关的Ga-O、As-O及As-As键的形成,最终获得了优良的界面特性,其中,以LaON的钝化效果最佳,获得的界面态密度为1.05 × 1012cm-2eV-1。在以上栅堆栈中,采用ZrTiON/ZrLaON栅堆栈的样品则具有最好的栅极漏电特性和器件可靠性,以及低的界面态密度（1.07× 1012 cm-2 eV-1）和平带电压（0.68V）。在理论上,基于费米-狄拉克统计和叠加到栅压中的交流小信号所诱导的陷阱的充放电效应,建立了栅介质中体氧化物陷阱的电容效应模型,解释了（In）GaAsMOS器件积累电容频率色散的现象。所建模型忽略了陷阱的电导效应,从而避免了虚数的引入,但这对模型的准确性没有影响。由理论计算获得的陷阱电容通过两种方式引入到MOS器件的电容体系中去,一是界面近似并联方式,即近似认为陷阱电容的作用位置位于界面处,二是均匀分布并联方式,即从实际出发,认为陷阱的电容效应分布于栅介质中。模拟结果表明,后者更为精确,而前者在陷阱离界面足够近时也比较精确。此外,还研究了氧化物陷阱位置对MOS器件电容的影响,发现只有靠近界面的陷阱才会对栅极总电容产生贡献,其中,离界面足够近的陷阱仅引起栅极总电容的增大而不会产生频率色散贡献,但离界面较远的陷阱则既能使栅极总电容增大又能造成频率色散现象。模拟分析还发现,栅介质k值的增大会导致栅极总电容的频率色散特性增强,但在积累区,随着C-V曲线达到饱和,陷阱导致的频率色散现象被有效削弱。
张欣[7]（2015）在《基于量子阱混杂技术的快速波长可切换Ⅴ型耦合腔半导体激光器研究》文中进行了进一步梳理电信业进入二十一世纪之后,对网络带宽的需求还在持续增加。波分复用技术（WDM）、大范围可调谐激光器和单片集成技术的出现,极大地增加了每个光纤内传送的数据量,同时降低了光通信器件的制作成本。在过去的几十年中,量子阱混杂技术（QWI）被证明为一种简单有效的实现单片集成的方法。而其中的KrF准分子激光器量子阱混杂技术由于效果好、稳定性好,逐渐成为了最有希望的方法之一。在本文中,利用实验室现有的KrF准分子激光器开发了基于紫外激光照射的量子阱混杂技术。首次应用这项技术成功制作了FP激光器和无源波导。测试得到的FP激光器和无源波导的性能甚至比量子阱混杂之前的性能更好。随后,我们将该技术应用到V型腔激光器中,首次实现了基于载流子注入的波长调谐功能。其中腔长差5%的器件可以实现1550nm波段100GHz间隔的32个通道的单电极调谐,同时边模抑制比（SMSR）可以达到35dB,与热调谐的V型腔激光器可以媲美。此外,调谐电流仅0～40mA,比热调谐的电流（>100mA）小得多。最后,我们分析了该激光器的波长切换性能。相邻通道的切换时间仅1ns左右,比热调谐的时间快了4个数量级。我们还研究了间隔通道数对切换时间的影响,发现随着间隔通道数增加,波长切换时间也随之增加,最后在10ns左右趋于饱和。这种单电极控制的快速波长可切换半导体激光器在未来的波长路由光网络中有广阔的应用前景。
汪礼胜[8]（2015）在《堆栈高k栅介质（In）GaAs MOS器件电子迁移率模型及界面特性研究》文中提出当MOSFET特征尺寸缩小到10纳米节点后,基于硅的CMOS技术将趋于理论极限,而高迁移率沟道材料（如Ge和Ⅲ-Ⅴ族半导体）最有可能替代应变硅沟道。其中,（In）GaAs化合物半导体具有高的电子迁移率,是实现超高速、低功耗n-MOSFET的理想沟道材料。然而,与SiO2/Si系统相比,（In）GaAs表面缺乏高质量的本族氧化物。为了获得优良的高（In）GaAs界面特性,需在淀积高k栅介质前对（In）GaAs衬底表面进行化学处理（如硫钝化）、等离子体处理或淀积薄的界面钝化层等。而堆栈高k栅介质的使用将会引入远程库仑散射和远程界面粗糙散射,使沟道载流子迁移率F降。针对上述问题,本文从理论上分析了影响迁移率退化的各种散射机制,由此建立了堆栈高k栅介质InGaAs n-MOSFET反型沟道电子迁移率模型；实验方面,围绕高k栅介质（In）GaAs MOS器件界面特性和电特性的改善,开展了一系列有意义的研究工作。理论上,在分析反型沟道二维电子气迁移率各种散射机制的基础上,建立了堆栈高k栅介质InGaAs n-MOSFET反型沟道电子迁移率模型。重点研究了远程库仑散射和远程界面粗糙散射对迁移率的影响,并详细分析了器件物理和结构参数,包括高k介质和界面层的厚度、介电常数、固定电荷、界面关联长度和界面粗糙度等对沟道电子输运特性的影响。模拟结果显示,为了获得更小的EOT和更高的电子迁移率,高k介质和界面层需有最佳的厚度匹配（如界面层～1nm,高k介质层～3nm）以及合理的k值（如界面层～14,高k介质层～30）,并需对介质制备工艺进行优化,以减小高k介质中固定电荷密度和高k/界面层粗糙度。实验方面,首先分别以TaON, AlON和GGO作为界面层,在硫钝化的GaAs衬底上制备了HfTiON/界面层/GaAs MOS电容,在常用的退火温度和气体范围,比较了两种退火温度和两种退火气氛（NH3,N2）对器件界面特性和电特性的影响,确定出合适的淀积后退火温度（600℃）和退火气氛（NH3）。对三种不同界面钝化层样品的电特性测量表明,MOS器件的界面质量均得到改善,获得了低的界面态密度Dit、低的栅极漏电和高的器件可靠性,其中,以TaON为界面层的HfTiON/TaON/GaAs MOS器件呈现出最好的界面特性（带隙中间附近Dit～1.0×1012cm-2eV-1）.最低的栅极漏电流密度（7.3×10-5Acm-2@Vg=Vfb+1V）、最小的电容等效厚度（1.65nm）和最高的k值（26.2）。在上述实验研究基础上,进一步采用NH3等离子体氮化处理GGO作为界面层,以HfTiON作为高k栅介质,制备了HfTiON/GGON堆栈高k栅介质InGaAs MOS电容。另一方面,采用射频磁控溅射方法制备了TiON/TaON多层复合栅介质InGaAsMOS电容。结果表明,两种表面钝化方法,均可有效抑制界面低k氧化物（In/Ga/As-O）和单质As的形成,显着减少了高k/InGaAs界面及其附近相关缺陷,消除了费米能级钉扎效应,从而获得了优良的界面特性、低的栅极漏电、小的CET、高的等效k值和器件可靠性。两种钝化方法相比,TiON/TaON多层复合栅介质的制备工艺相对简单,没有GGON的吸潮问题,稳定性更好。因此,TiON/TaON多层复合栅介质在制备高性能InGaAs MOS器件方面显示出更大的优势。
王丽伟[9]（2010）在《过渡族金属掺杂ZnO薄膜的制备与铁磁性能的研究》文中研究说明稀磁半导体（Diluted Magnetic Semiconductors, DMS）结合了半导体的电荷输运特性和磁性材料的信息存贮特性,是构建新一代自旋电子器件的关键材料。由于磁性元素的引入,使得稀磁半导体拥有一系列不同于一般半导体的特性。稀磁半导体能够实现同时操纵电子的电荷和自旋,使得电子的自由度增加,可以极大地提高磁存储的传输速率,因而引起很多研究者的关注。稀磁半导体是国际上研究的一个热点,而ZnO基稀磁半导体又是最引人瞩目的。目前多数3d过渡族元素（Transition metals,简写为TM）)掺杂的ZnO都有实现铁磁性的报道,其中研究最为广泛的当属Co、Ni或Mn掺杂的ZnO,尽管取得了不少进展,但仍有许多问题（如ZnO：TM的磁性起源,ZnO：TM能否表现出内禀铁磁性等等）有待解决。在本论文中,利用磁控溅射制备了不同浓度的过渡族金属掺杂ZnO半导体样品。研究多种不同过渡金属掺杂ZnO半导体体系,对过渡金属掺杂导致ZnO基半导体的结构、光学以及磁学性质进行了详细的研究。结合SQUD、XRD和XPS等方法,解析过渡金属在基质ZnO中的存在方式,探讨铁磁性的产生机理,并重点对ZnO：V薄膜进行了研究。1.利用直流反应磁控溅射制备了ZnO：TM（V,Mn,Fe,Co,Ni）薄膜并对其结构,光学,磁学特性进行了研究。结果表明所有的薄膜都具有纤锌矿结构,在掺杂浓度相对较低的情况下,薄膜都沿着c轴取向生长,随着掺杂浓度的增大,有些薄膜变为非晶态,有些薄膜依然保持为多晶态。这是因为不同离子半径大小不同,使得晶格产生的畸变不同引起的。ZnO：V与ZnO：Fe薄膜的透过率都是随着薄膜的掺杂浓度的增大先减小后增大,而ZnO：Ni与ZnO：Co薄膜的透过率则随着掺杂浓度的增加而减小。2.在ZnO：TM（V,Mn,Fe,Co,Ni）薄膜中只有ZnO：V,ZnO：Mn薄膜具有室温铁磁性,其他均不具有室温铁磁性。经初步分析,在ZnO：Mn与ZnO：V中薄膜的铁磁性来源于薄膜中的掺杂离子与缺陷形成束缚磁极子。掺杂离子半径、缺陷浓度等都会不同程度的影响薄膜中束缚磁极子的形成。3.在不同条件下制备了ZnO：V系列样品,研究了总压强、氧偏压、衬底温度等工艺参数对ZnO：V薄膜结构及特性的影响。4.为了证明薄膜中的铁磁性与缺陷浓度有关,本文研究了退火对薄膜铁磁性的影响。研究表明,当退火温度小于500℃时,退火不会改变ZnO薄膜的纤锌矿结构。但晶体有所改善,晶粒逐渐增大,应力逐渐被释放,使得薄膜的透过率随着退火温度的增大而提高。薄膜在真空中退火会使其铁磁性增强,并且饱和磁化强度随着退火温度的增加而增加,在500℃退火薄膜的饱和磁化强度约为未退火薄膜的饱和磁化强度的两倍。而在空气中退火的薄膜并不具有室温铁磁性。5.在Si衬底上制备了不同V掺杂浓度的ZnO薄膜。在掺杂浓度比较小时薄膜具有高度的c轴取向,随着掺杂浓度的增大,（002）峰的强度逐渐减小。相同掺杂浓度的薄膜在Si衬底上比在玻璃上的结晶质量好。Si衬底上的薄膜的铁磁性与玻璃上制备的ZnO：V薄膜具有相同的趋势,但其饱和磁化强度较小,这从侧面说明了薄膜中的铁磁性与其缺陷浓度有关。6.采用了密度泛函理论的超软赝势能带计算方法,研究了纤锌矿ZnO及ZnO：Mn的电子结构,根据前面的实验结果,薄膜中Mn为四价Mn4+,为了保持电中性,去掉一个O2-。理论计算表明,ZnO：Mn的禁带宽度随着掺杂浓度的增大而逐渐增加,过渡金属Mn的掺入导致了自旋极化杂质能级的形成,电子自旋向上和自旋向下的总态密度分布存在着差别,具有不对称性,呈现铁磁性。
徐大庆[10]（2009）在《GaN基稀磁半导体的理论与实验研究》文中研究说明稀磁半导体（Dilute Magnetic Semiconductors,DMSs）作为一种优良的自旋电子学的后备材料,迅速成为当今自旋电子学材料研究的热点。它有着半导体的能带结构,而且晶格常数也与基体半导体类似,不仅在制造器件时能够很好的和现有的半导体技术兼容,而且兼有磁性材料的特性。但是DMSs的研究受到低的居里温度和磁性掺杂元素固溶度等问题的困扰。2000年Dietl和他的合作者基于Zener模型从理论上预测GaN基的稀磁半导体的居里温度Tc可以达到室温以上。这一理论预测引起了人们对GaN基稀磁半导体材料的关注。GaN基稀磁半导体可以利用扩散法、分子束外延（MBE）、金属有机物化学气相淀积（MOCVD）和离子注入等方法制备。由于利用扩散法将磁性金属元素掺入GaN仍然受到固溶度的限制,并且需要较高的温度和较长的时间,所以不具有实用价值。而对于MBE和MOCVD,如何解决掺杂磁性元素固溶度问题一直是一个难题。由于离子注入本身的技术特点和没有固溶度的限制等优点,因此离子注入是制备DMSs的一种有效的手段。对利用离子注入制备GaN基DMSs,虽然也有过研究报道,但绝大多数也只是对样品的磁特性进行了简单的报道,而且基本都是根据理论预测对Mn掺杂P型GaN进行研究,而对Mn离子注入非故意掺杂GaN的研究非常少,尤其是结合材料微结构的变化特征对样品的磁学特性进行分析仍然是一个有待深入研究的课题。在此背景下,本文利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法对Mn掺杂GaN的电子结构和光学性质进行了计算分析,对Mn离子注入制备的GaN基稀磁半导体的微结构、光学、磁学及电学特性进行了系统的测试研究,获得的主要成果如下:（1）首先采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法对Mn掺杂GaN的能带结构、电子态密度和光学性质进行了计算,分析了掺杂后相关性质的改变。计算表明,Mn掺杂后由于Mn3d与N2p轨道杂化,产生自旋极化杂质带,材料表现为半金属性,如果杂质带中的载流子有足够的移动性,从GaMnN可以产生高极化率的自旋极化载流子注入。此外,Mn离子的掺入在费米面附近提供了大量的载流子,改变了电子在带间的跃迁,对GaN的介电函数产生影响。计算表明,Mn掺杂GaN后,由于Mn掺杂产生的杂质带中不同态之间的带内跃迁,光吸收谱中出现了新的吸收峰。计算结果还表明GaMnN的电子结构更适合于自旋极化电荷的传输,是一种合适的自旋注入源。（2）采用蒙特卡罗方法,借助Trim模拟软件对不同能量下Mn离子注入GaN的平均射程、标准偏差和浓度分布进行了统计计算,模拟得到了不同注入能量下Mn离子注入GaN中的浓度分布;设计了Mn离子注入制备的GaN基稀磁半导体的注入工艺参数（能量和注入剂量）及退火条件。（3）研究了Mn离子注入GaN的微结构和光学特性。首先对Mn离子注入非故意掺杂GaN的微结构和光学特性进行了研究。借助XRD测试,发现了与Mn替代Ga原子或Ga-Mn相及Mn-N化合物相关的特征。采用显微Raman谱对离子注入前后和退火前后样品微结构的变化进行了研究,除了观察到GaN的特征峰外,样品中还出现了一些新的声子模并且在特征峰E 2high峰两侧显现出了双肩效应。分析认为新出现的声子模分别是与无序激活相关的拉曼散射（DARS）,Ga、N空位相关缺陷的振动模以及由Gax-Mny相关的局域振动（LVM）引起的。利用基于洛伦兹变换的分峰拟合方法和约化质量模型,分析认为E 2high峰的左右肩分别由与MnxNy局域结构相关的局域振动（LVM）和（Ga,Mn）N中Mn离子的LVM引起的。利用光致发光谱（PL谱）对样品的光学特性进行了研究,测试显示PL谱中出现了两个与离子注入相关的位于2.53eV和2.92eV的新的发光峰,分析认为位于2.92eV处的发光带是由导带或浅施主能级向深受主能级的跃迁产生的复合辐射,而这一深受主能级可能是与VGa相关的复合体,该复合体的能级大约位于能隙中价带顶以上0.4eV的位置。对于位于2.53eV的绿光发光峰,认为是由浅施主到深受主的辐射复合跃迁产生的。研究了Mn离子注入Mg掺杂GaN样品的微结构和光学特性。Raman谱的测试结果和非故意掺杂样品的测试结果基本是一致的。PL谱测试结果显示除了位于2.54eV和2.9eV的这两个峰外,在1.69eV出现了另一个新的发光峰。结合Mg掺杂GaN的特点并通过对样品PL谱中2.9eV峰和2.54eV峰的峰强比随退火温度变化的分析,认为位于2.9eV的发光峰是与MgGa-VN复合体（Dd）和Mg的浅受主形成的深施主-浅受主对之间跃迁相关的辐射复合,并据此分析认为位于1.69eV的发光峰可能是基于MgGa-VN复合体深施主能级（Dd）和VGa复合体相关的深受主能级（Ad）之间的辐射复合。（4）研究了离子注入导致的GaN表面损伤及不同退火温度下损伤的修复。借助AFM对离子注入导致的GaN表面损伤及退火修复进行了分析,表明因为GaN表面在高温下的热分解,限制了通过采用更高的热退火温度对样品进行有效的损伤修复。研究也表明采用热靶注入是一种降低离子注入损伤的有效方法。通过对Raman谱中A1（LO）和E 2high峰的峰形及半峰宽随退火温度演进的研究,认为离子注入引起的晶格损伤的修复可以分为三个阶段:当退火温度不高于800℃时,离子注入样品开始出现再结晶,由离子注入引起的晶格损伤开始得到修复,随着退火温度从800℃逐步升高到900℃,晶格损伤得到进一步的修复并且离子注入产生的缺陷也逐步减少。当退火温度升高至900℃以上后,GaN外延层的表面开始分解。从晶格修复和铁磁特性两方面同时考虑,认为最佳的离子注入后样品快速热退火处理的温度应控制在800℃至900℃之间。（5）研究了Mn离子注入非故意掺杂GaN样品的磁学特性和电学特性。对不同退火温度下样品的磁化特性和磁滞回线的测试表明,经过800℃退火处理后的样品获得了最高的磁化强度,而且室温下样品依然表现出清晰的磁滞回线,表明材料具有室温铁磁特性。分析认为样品的铁磁特性主要来源于（Ga,Mn）N,而GaxMny相一方面由于Ga空位的形成,能够引起参与调节铁磁相互作用的空穴浓度的增加;另外GaxMny相也增强了样品的铁磁性。磁化强度随温度的变化曲线进一步验证了本实验制备的材料的居里温度高于室温,测试表明样品磁化强度随温度的变化趋势明显分为两部分。这一结果进一步验证了前面做出的（Ga,Mn）N和GaxMny相对材料铁磁性的贡献的推理。样品的C-V测试和霍尔测试表明离子注入引入的缺陷一方面对载流子的浓度产生了影响,另一方面也降低了载流子的迁移率。降低离子注入产生的缺陷,减小缺陷对稀磁半导体特性的影响是一项需要继续研究的问题。（6）研究了Mn离子注入Mg掺杂GaN样品的磁学特性和电学特性。磁学特性测试结果表现出与Mn离子注入非故意掺杂GaN样品相似的结果,样品在800℃退火后获得了最高的磁化强度并显示样品具有室温铁磁性。测试结果显示样品的磁化强度明显高于Mn离子注入非故意掺杂GaN样品。样品的M-T曲线的变化趋势虽然也分为两部分,但和Mn离子注入非故意掺杂GaN样品比较这两部分曲线斜率的变化明显变小。分析认为这主要是由于Mg掺杂GaN样品的高空穴浓度确保了（Ga,Mn）N对样品铁磁特性的主导作用。由于使用的Mg掺杂GaN外延片只是在700℃进行了弱激活处理,所以进行退火处理时会对掺杂的Mg离子产生二次激活,因此样品经过800℃、900℃退火处理后,载流子浓度有了一定程度的增加,但当退火温度高于900℃后,样品表面分解产生的N空位引入的电子,使得空穴的浓度有所降低。电学测试数据的变化趋势也基本反映了Mn离子注入Mg掺杂GaN样品的这一特点。
二、Mn注入GaAs半导体的电特性研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Mn注入GaAs半导体的电特性研究（论文提纲范文）
（1）高性能低功耗锗沟道场效应晶体管技术的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 传统集成电路制造技术的发展与挑战 |
| 1.1.1.应变Si技术 |
| 1.1.2. HKMG技术 |
| 1.1.3. SOI技术 |
| 1.1.4. FinFET技术 |
| 1.2 新型高迁移率Ge沟道场效应晶体管 |
| 1.2.1 Ge沟道场效应晶体管的源漏问题 |
| 1.2.2 Ge沟道场效应晶体管的MOS界面 |
| 1.2.3 应变Ge沟道场效应晶体管 |
| 1.3 新物理机制的Ge沟道场效应晶体管 |
| 1.3.1 Ge沟道隧穿场效应晶体管 |
| 1.3.2 Ge沟道铁电场效应晶体管 |
| 1.4 论文的主要工作和内容安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 高性能Ge沟道场效应晶体管的新源漏形成技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结合旋涂掺杂和激光退火的超浅结深p-n结 |
| 2.2.1 旋涂掺杂和激光退火制备p-n结 |
| 2.2.2 Ge基p-n结的掺杂浓度分布模拟 |
| 2.2.3 结表面掺杂浓度和结深的表征 |
| 2.2.4 Ge基p+/n和n+/p结的电学性能 |
| 2.3 利用微波退火的高势垒低电阻NiGe/n-Ge肖特基结 |
| 2.3.1 微波退火制备NiGe/n-Ge肖特基结和NiGe源漏的Ge pMOSFET器件 |
| 2.3.2 不同微波退火条件和NiGe厚度的关系 |
| 2.3.3 不同微波退火条件下NiGe/n-Ge肖特基结的特性 |
| 2.3.4 微波退火对NiGe/n-Ge肖特基结势垒高度的影响 |
| 2.3.5 微波退火对NiGe/n-Ge肖特基结电阻的影响 |
| 2.3.6 微波退火的NiGe/n-Ge肖特基结对Ge pMOSFET器件的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 高性能Ge沟道场效应晶体管的新栅极堆垛技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 臭氧后氧化的HfO_2/AlO_x/GeO/Ge栅叠层 |
| 3.2.1 臭氧后氧化的HfO_2/AlO_x/GeO_x/Ge MOS工艺 |
| 3.2.2 HfO_2/AlO_x/GeO_x/Ge MOS的界面特性 |
| 3.2.3 HfO_2/AlO_x/GeO_x/Ge MOS的绝缘特性 |
| 3.2.4 臭氧后氧化的HfO_2/AlO_x/GeO_x/Ge pMO SFET器件 |
| 3.3 新型的双层MoS_2/Ge量子阱结构Ge MOS |
| 3.3.1 双层MoS_2/Ge MOSFET器件的制备 |
| 3.3.2 双层MoS_2/Ge量子阱结构Ge MOS的表征 |
| 3.3.3 双层MoS_2/Ge MOSFET器件的电学特性 |
| 3.3.4 双层MoS_2/Ge MOSFET器件的可靠性 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于NiGe肖特基结的低功耗Ge沟道隧穿场效应晶体管 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 利用杂质分凝的NiGe肖特基结制备Ge基隧穿场效应晶体管 |
| 4.2.1 杂质分凝的NiGe肖特基结的制备和表征 |
| 4.2.2 杂质分凝的Ge基隧穿场效应晶体管的制备 |
| 4.3 p型和n型Ge基隧穿场效应晶体管的电学性能 |
| 4.3.1 Ge基隧穿场效应晶体管的常规电学特性 |
| 4.3.2 Ge基隧穿场效应晶体管的低温电学特性 |
| 4.3.3 Ge基隧穿场效应晶体管的脉冲响应 |
| 4.3.4 Ge基隧穿场效应晶体管的性能比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 NiGe肖特基结的界面缺陷对Ge沟道场效应晶体管的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NiGe肖特基结及对应场效应晶体管的制备 |
| 5.3 NiGe肖特基结界面缺陷的表征方法及建模 |
| 5.4 利用低温电导法表征NiGe肖特基结的界面缺陷 |
| 5.4.1 结界面缺陷密度谱和时间常数谱的计算 |
| 5.4.2 不同肖特基结的界面缺陷特性比较 |
| 5.5 NiGe肖特基结的界面缺陷在晶体管中的重要意义 |
| 5.5.1 结界面缺陷对Ge MOSFET器件的影响 |
| 5.5.2 结界面缺陷对Ge TFET器件的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 铁电/绝缘层界面缺陷对Ge沟道铁电场效应晶体管的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 铁电/绝缘层结构电容的制备 |
| 6.3 铁电/绝缘层结构电容的电流响应 |
| 6.3.1 电流响应的物理机制 |
| 6.3.2 电流响应的存储特性 |
| 6.4 铁电/绝缘层结构电容的响应速度 |
| 6.4.1 测试系统示意图及测试波形 |
| 6.4.2 绝缘层厚度对铁电极化的影响 |
| 6.5 铁电/绝缘层界面缺陷的脉冲响应 |
| 6.5.1 测试系统示意图及测试波形 |
| 6.5.2 铁电极化电荷的瞬态响应 |
| 6.5.3 非铁电极化电荷的瞬态响应 |
| 6.5.4 改进的漏电辅助铁电极化模型 |
| 6.6 铁电/绝缘层界面缺陷的稳态响应 |
| 6.6.1 P-V和C-V的频率和温度响应 |
| 6.6.2 电导法表征铁电/绝缘层界面缺陷的电路和数学模型 |
| 6.6.3 铁电/绝缘层界面缺陷的表征 |
| 6.6.4 铁电/绝缘层界面缺陷的低温特性 |
| 6.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 博士研究生期间研究成果 |
| 期刊论文 |
| 会议论文 |
（2）半导体和有机物材料的自旋注入研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属中的自旋电子学 |
| 1.1.1 巨磁阻效应 |
| 1.1.2 磁性隧道结 |
| 1.2 半导体和自旋电子学 |
| 1.2.1 阻抗失配问题 |
| 1.2.2 半导体材料的自旋注入和探测 |
| 1.3 本文的研究内容和论文结构安排 |
| 1.3.1 本文的研究内容 |
| 1.3.2 论文结构安排 |
| 1.4 总结 |
| 第二章 材料的制备与表征方法 |
| 2.1 分子束外延生长和原位监控 |
| 2.1.1 分子束外延生长 |
| 2.1.2 反射式高能电子衍射仪原位监控 |
| 2.2 薄膜的表征 |
| 2.2.1 透射电子显微镜 |
| 2.2.2 原子力显微镜和压电力显微镜 |
| 2.2.3 振动样品磁强计和超导量子干涉仪 |
| 2.3 器件制备和表征 |
| 2.3.1 器件制备 |
| 2.3.2 器件表征 |
| 第三章 GaAs基自旋发光二极管 |
| 3.1 自旋发光二极管 |
| 3.1.1 自旋发光二极管概念和光选择定则 |
| 3.1.2 自旋发光二级管的潜在应用 |
| 3.2 GaAs基自旋发光二极管的研究现状 |
| 3.2.1 平行于面内的自旋注入结 |
| 3.2.2 垂直于面内的自旋注入结 |
| 3.2.3 具有垂直磁各向异性的CoFeB/MgO自旋注入结 |
| 3.3 包含单层InAs量子点的GaAs spin-LED的自旋注入研究 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 磁场依赖关系 |
| 3.3.3 偏压依赖关系 |
| 3.3.4 温度依赖关系 |
| 3.4 总结 |
| 第四章 迈向GaN基自旋发光二极管 |
| 4.1 GaN基自旋发光二极管的研究进展 |
| 4.1.1 GaN基自旋发光二极管的应用优势 |
| 4.1.2 研究进展 |
| 4.1.3 研究工作的局限性 |
| 4.2 在GaN上开发具有垂直磁各向异性的自旋注入结 |
| 4.2.1 研究背景 |
| 4.2.2 GaN基板的表征 |
| 4.2.3 在GaN基板上生长MgO层 |
| 4.2.4 Fe/MgO自旋注入结的生长 |
| 4.2.5 在GaN上开发具有垂直磁各向异性的Co/MgO自旋注入结 |
| 4.3 GaN基发光二极管中的自旋注入 |
| 4.3.1 n-i-p型GaN基发光二极管结构 |
| 4.3.2 GaN spin-LED的器件工艺和电流-电压特性表征 |
| 4.3.3 极化分辨的电致发光谱测量 |
| 4.4 总结 |
| 第五章 有机多铁性隧道结中自旋极化的铁电控制 |
| 5.1 介绍 |
| 5.1.1 多铁性隧道结的原理 |
| 5.1.2 自旋极化的铁电控制 |
| 5.1.3 有机多铁性隧道结 |
| 5.2 PVDF:Fe_3O_4纳米复合物做势垒的有机多铁性隧道结 |
| 5.2.1 研究背景 |
| 5.2.2 器件制备 |
| 5.2.3 形貌表征 |
| 5.2.4 铁电表征 |
| 5.2.5 磁性表征 |
| 5.2.6 磁输运表征 |
| 5.3 总结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）基于高自旋极化Heusler合金的自旋输运特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 自旋电子学器件的种类 |
| 1.2 半金属磁性材料 |
| 1.3 自旋无能隙半导体 |
| 1.4 本文的工作 |
| 2 理论基础与计算方法 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.2 NEGF-DFT方法简介 |
| 2.3 计算程序-ATK |
| 3 基于自旋无能隙半导体CoFeMnSi的输运特性研究 |
| 3.1 四元霍伊斯勒合金CoFeMnSi的研究进展 |
| 3.2 计算方法与参数设定 |
| 3.3 CoFeMnSi的自旋无能隙半导体特性 |
| 3.4 Ga As/CoFeMnSi异质结输运特性的研究 |
| 3.5 CoFeMnSi|GaAs|CoFeMnSi隧道结的自旋输运特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 半金属全补偿亚铁磁Mn_3Al的自旋输运特性 |
| 4.1 Mn_3Al的研究背景 |
| 4.2 参数设置与计算模型 |
| 4.3 Mn_3Al的全补偿亚铁磁半金属特性 |
| 4.4 异质结Mn_3Al/GaAs的自旋输运特性研究 |
| 4.5 隧道结Mn_3Al/GaAs/Mn_3Al的自旋输运特性研究 |
| 4.6 势垒层GaAs的自旋轨道耦合 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 基于全补偿亚铁磁自旋无能隙半导体Ti_2MnAl的输运特性研究 |
| 5.1 自旋无能隙半导体Ti_2MnAl的研究进展 |
| 5.2 参数设置与理论依据 |
| 5.3 自旋无能隙半导体Ti_2MnAl的全补偿亚铁磁特性 |
| 5.4 隧道结Ti_2MnAl/InAs/Ti_2MnAl(001)的电流电压特性 |
| 5.5 隧道结Ti_2MnAl/InAs/Ti_2MnAl(001)的热自旋输运特性 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间的学术成果 |
（4）典型材料高功率下微波介电特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题的研究目的及意义 |
| 1.2 高功率下材料微波特性国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 典型窗口材料高功率下的微波特性研究历史与现状 |
| 1.2.2 典型半导体材料高功率下的微波特性研究历史与现状 |
| 1.2.3 常见材料微波介电特性检测方法介绍 |
| 1.2.3.1 终端短路法 |
| 1.2.3.2 终端开路法 |
| 1.2.3.3 传输反射法 |
| 1.2.3.4 自由空间法 |
| 1.2.3.5 腔体微扰法 |
| 1.2.3.6 谐振腔法 |
| 1.2.3.7 准光腔法 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 微波与材料互作用机理分析 |
| 2.1 微波及其特性 |
| 2.2 材料的介电性能描述 |
| 2.3 材料对微波的作用机理分析 |
| 2.3.1 麦克斯韦(Maxwell)方程 |
| 2.3.2 物质的本构方程 |
| 2.3.3 电磁场的边界条件 |
| 2.3.4 介质材料损耗机理 |
| 2.3.5 材料对微波传播特性影响分析 |
| 2.4 微波对材料的作用机理分析 |
| 2.4.1 微波的热效应机理 |
| 2.4.1.1 极化损耗分析 |
| 2.4.1.2 欧姆损耗分析 |
| 2.4.1.3 微波热效应原理分析 |
| 2.4.2 微波非热效应机理 |
| 2.4.2.1 微波化学中的非热效应 |
| 2.4.2.2 微波生物中的非热效应 |
| 2.4.2.3 半导体材料中的微波非热效应 |
| 2.5 微波与材料互作用研究方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 微波谐振微扰理论分析 |
| 3.1 谐振电路基本理论 |
| 3.1.1 RLC串联谐振电路 |
| 3.1.2 RLC并联谐振电路 |
| 3.1.3 谐振电路主要参数 |
| 3.1.3.1 谐振频率 |
| 3.1.3.2 品质因数 |
| 3.2 强场产生方法研究 |
| 3.2.1 矩形波导传输线场强分析 |
| 3.2.2 同轴线传输线场强分析 |
| 3.2.3 矩形谐振腔场强分析 |
| 3.2.4 强场产生理论小结 |
| 3.3 谐振腔基本理论 |
| 3.3.1 模式函数及其正交性 |
| 3.3.2 谐振腔内的电磁场分析 |
| 3.3.3 无源谐振腔的谐振参数分析 |
| 3.3.4 谐振腔的激励与输入阻抗分析 |
| 3.3.5 谐振腔微扰理论 |
| 3.3.5.1 谐振腔全介质微扰 |
| 3.3.5.2 谐振腔小对象微扰 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高功率下材料微波介电特性测试模型 |
| 4.1 基于微扰法的测试模型 |
| 4.1.1 单模法测试模型 |
| 4.1.2 双模法测试模型 |
| 4.2 基于谐振腔的脉冲法测试模型 |
| 4.2.1 宽频扫描-点频检测法测试模型 |
| 4.2.2 脉冲激励-点频检测法测试模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 典型材料高功率下的微波介电特性测试系统 |
| 5.1 关键测试系统部件研制 |
| 5.1.1 谐振腔耦合传感器 |
| 5.1.2 压缩式矩形谐振腔 |
| 5.1.2.1 压缩式矩形谐振腔设计 |
| 5.1.2.2 压缩式矩形谐振腔仿真设计及加工测试 |
| 5.1.2.3 压缩式矩形谐振腔场强估算 |
| 5.1.3 重入式同轴谐振腔 |
| 5.1.3.1 重入式同轴谐振腔设计 |
| 5.1.3.2 重入式同轴谐振腔仿真设计及加工测试 |
| 5.1.3.3 重入式同轴谐振腔场强估算 |
| 5.1.4 其他关键微波传感器研制 |
| 5.1.4.1 宽带功率放大器设计 |
| 5.1.4.2 基于SIR技术的微带带阻滤波器设计 |
| 5.2 测试系统的集成 |
| 5.2.1 单模法测试系统集成 |
| 5.2.2 双模法测试系统集成 |
| 5.2.3 脉冲法测试系统集成 |
| 5.2.3.1 宽频扫描-点频检测法测试系统集成 |
| 5.2.3.2 脉冲激励-点频检测法测试系统集成 |
| 5.2.4 程控化自动测试系统集成 |
| 5.3 测试系统误差、测试灵敏度及测试精度分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 典型材料高功率下微波介电特性实验结果与分析 |
| 6.1 典型材料高功率下微波介电特性实验结果与分析 |
| 6.1.1 单模法测试实验结果与分析 |
| 6.1.2 双模法测试实验结果与分析 |
| 6.1.3 脉冲法测试实验结果与分析 |
| 6.1.3.1 宽频扫描-点频检测法测试实验结果与分析 |
| 6.1.3.2 脉冲激励-点频检测法实验结果与分析 |
| 6.2 典型材料高功率下的微波介电特性演变机理结论 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 全文总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）半导体与多种异质结构的磁性与调控（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 稀磁半导体的研究进展 |
| 1.2.1 GaAs基稀磁半导体的研究进展 |
| 1.2.2 InSb基稀磁半导体的研究进展 |
| 1.2.3 稀磁半导体中电场调控磁性的研究进展 |
| 1.3 多铁异质结构电控磁性的研究进展 |
| 1.4 电场调控磁性机制的分类 |
| 1.4.1 载流子密度调控机制 |
| 1.4.2 应变效应机制 |
| 1.4.3 交换耦合调控机制 |
| 1.5 本论文的选题意义和研究内容 |
| 第2章 样品的制备、表征和测量方法简介 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 薄膜样品的主要制备技术 |
| 2.3 稀磁半导体的主要制备方法 |
| 2.4 样品的主要表征方法 |
| 2.5 样品性质的测量方法 |
| 2.6 射程分布模拟方法 |
| 第3章 [FeCo/Ag]_5/PMN-PT多铁异质结构的磁电性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 [FeCo/Ag]_5/PMN-PT多铁异质结构的磁电性质研究 |
| 3.2.1 [FeCo_((60s))/Ag_((4s))]_5/PMN-PT样品制备 |
| 3.2.2 电压对[FeCo_((60s))/Ag_((4s))]_5/PMN-PT磁电性质的影响 |
| 3.2.3 [FeCo_((60s))/Ag_((2s))]_5/PMN-PT样品制备 |
| 3.2.4 电压对[FeCo_((60s))/Ag_((2s))]_5/PMN-PT磁电性质的影响 |
| 3.2.5 磁场方向对[FeCo_((60s))/Ag_((2s))]_5/PMN-PT磁电性质的影响 |
| 3.2.6 电压对[FeCo_((60s))/Ag_((2s))]_5/PMN-PT剩磁的调控 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 离子注入砷化镓(GaAs)基稀磁半导体 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 离子注入砷化镓基稀磁半导体的制备及磁性研究 |
| 4.2.1 铬离子注入砷化镓晶体的磁性测量 |
| 4.2.2 退火对铬离子注入砷化镓晶体磁性的影响 |
| 4.2.3 钛离子注入砷化镓晶体的磁性测量 |
| 4.2.4 退火对钛离子注入砷化镓晶体磁性的影响 |
| 4.2.5 电性质测量 |
| 4.3 第一性原理计算 |
| 4.3.1 Ti掺杂GaAs第一性原理计算 |
| 4.3.2 Cr掺杂GaAs第一性原理计算 |
| 4.4 极化电压对砷化镓基片磁性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 离子注入锑化铟(InSb)基稀磁半导体 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 离子注入锑化铟基稀磁半导体的制备及磁性研究 |
| 5.2.1 铬离子注入锑化铟晶体的磁性测量 |
| 5.2.2 退火对铬离子注入锑化铟晶体磁性的影响 |
| 5.2.3 钛离子注入锑化铟晶体的磁性测量 |
| 5.2.4 退火对钛离子注入砷化镓晶体磁性的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）高k栅介质GaAs MOS器件界面特性及氧化物陷阱电容效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 MOSFET及其集成电路概况 |
| 1.2 MOSFET等比缩小所面临的问题和解决方案 |
| 1.3 III-V族化合物半导体MOSFET的研究意义 |
| 1.4 GaAs MOS器件栅介质及其界面特性研究概况 |
| 1.5 (In)GaAs MOS氧化物陷阱电容效应研究概况 |
| 1.6 本文的主要工作及内容安排 |
| 2 高k栅介质GaAs MOS器件制备工艺及测试方法 |
| 2.1 高尼栅介质GaAs MOS器件的制备工艺 |
| 2.2 高尼栅介质MOS器件的界面特性表征 |
| 2.3 高尼栅介质MOS器件的电特性表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 La基界面钝化层对ZrON/GaAs界面特性改善的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ZrON/LaGeON/GaAs MOS器件的制备与电特性 |
| 3.3 ZrON/LaSiON/GaAs MOS器件的制备与电特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 La基高k层及界面钝化层GaAs MOS界面特性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LaTiON/LaON/GaAs MOS器件的制备与电特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 Zr基高k层及界面钝化层GaAs MOS界面特性的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ZrTiON/ZrAlON/GaAs MOS器件的制备与电特性 |
| 5.3 ZrTiON/ZrLaON/GaAs MOS器件的制备与电特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 全文实验工作总结 |
| 6 (In)GaAs MOS氧化物陷阱电容效应研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 氧化物陷阱电容模型建立 |
| 6.3 界面近似并联方式 |
| 6.4 均匀分布并联方式 |
| 6.5 两种并联方式对比 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 工作总结与创新点 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间发表的论文 |
（7）基于量子阱混杂技术的快速波长可切换Ⅴ型耦合腔半导体激光器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光通信技术的现状和发展趋势 |
| 1.2 集成光路技术 |
| 1.2.1 混合集成 |
| 1.2.2 单片集成 |
| 1.3 本文概述 |
| 1.3.1 章节安排 |
| 1.3.2 主要创新点 |
| 第2章 单片集成技术以及量子阱混杂技术概述 |
| 2.1 单片集成技术的要求 |
| 2.2 单片集成技术的方法 |
| 2.2.1 对接再生长 |
| 2.2.2 选择性区域生长 |
| 2.2.3 偏置量子阱 |
| 2.2.4 双量子阱 |
| 2.2.5 量子阱混杂 |
| 2.2.6 各种单片集成技术的比较 |
| 2.3 量子阱混杂技术回顾 |
| 2.3.1 杂质诱导方法 |
| 2.3.2 无杂质空位诱导方法 |
| 2.3.3 低温生长InP方法 |
| 2.3.4 阳极氧化诱导方法 |
| 2.3.5 光吸收诱导方法 |
| 2.3.6 等离子体轰击方法 |
| 2.3.7 溅射轰击方法 |
| 2.3.8 离子注入方法 |
| 2.3.9 各种量子阱混杂方法的比较 |
| 第3章 量子阱混杂技术的理论模拟 |
| 3.1 薛定谔方程的数值解法 |
| 3.2 Ⅲ-Ⅴ量子阱的能带结构 |
| 3.3 扩散模型 |
| 3.4 扩散长度对能带结构的影响 |
| 3.5 k值对能带结构的影响 |
| 第4章 KrF准分子激光器照射实现量子阱混杂技术的工艺研究 |
| 4.1 实验原理 |
| 4.2 实验结果以及参数优化 |
| 4.2.1 实验现象与结果 |
| 4.2.2 快速热退火对结果的影响 |
| 4.2.3 KrF准分子激光器参数对结果的影响 |
| 4.3 利用KrF准分子激光器量子阱混杂制作的简单光器件 |
| 4.3.1 FP激光器 |
| 4.3.2 无源波导 |
| 第5章 基于量子阱混杂技术的V型腔半导体激光器 |
| 5.1 V型腔可调谐半导体激光器介绍 |
| 5.2 包含量子阱混杂的V型腔激光器的制作过程 |
| 5.2.1 制作对准标记 |
| 5.2.2 选择性区域量子阱混杂 |
| 5.2.3 V型腔激光器的标准制作流程 |
| 5.3 单腔混杂方案的测试结果与分析 |
| 5.3.1 光致发光谱 |
| 5.3.2 I-V性能 |
| 5.3.3 波长调谐性能 |
| 5.4 双腔混杂方案的测试结果与分析 |
| 5.4.1 光致发光谱 |
| 5.4.2 L-I性能 |
| 5.4.3 单电极波长调谐性能 |
| 5.4.4 增益谱蓝移的讨论 |
| 5.4.5 双电极波长调谐性能 |
| 5.4.6 量子阱混杂波导长度的讨论 |
| 5.4.7 快速波长切换性能 |
| 5.5 热调谐和电调谐V型腔激光器的结果对比 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 本文展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间所取得的科研成果 |
（8）堆栈高k栅介质（In）GaAs MOS器件电子迁移率模型及界面特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 MOS器件按比例缩小及面临的挑战 |
| 1.3 化合物半导体(In)GaAs材料的优势 |
| 1.4 高k栅介质/(In)GaAs MOS器件研究现状 |
| 1.5 高k栅介质InGaAs MOSFET沟道迁移率研究进展 |
| 1.6 本文主要工作及内容安排 |
| 第二章 高k栅介质(In)GaAs MOS制备工艺及测试方法 |
| 2.1 MOS器件制备工艺 |
| 2.2 薄膜性能表征 |
| 2.3 MOS器件电特性测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 堆栈高k栅介质InGaAs n-MOSFET电子迁移率模型 |
| 3.1 玻尔兹曼输运理论 |
| 3.2 载流子散射机制 |
| 3.3 迁移率模型的建立 |
| 3.4 模拟结果和讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 堆栈高k栅介质GaAs MOS界面特性及电性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 HfTiON/TaON/GaAs MOS器件 |
| 4.3 HfTiON/AlON/GaAs MOS器件 |
| 4.4 HfTiON/GGO/GaAs MOS器件 |
| 4.5 三种界面层样品的性能比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 堆栈高k栅介质InGaAs MOS界面特性及电性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 HfTiON/GGON/InGaAs MOS器件 |
| 5.3 多层TiON/TaON栅介质InGaAs MOS器件 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结与创新点 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间发表的论文 |
（9）过渡族金属掺杂ZnO薄膜的制备与铁磁性能的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 序 |
| 1 引言 |
| 1.1 自旋电子学的概念 |
| 1.2 稀磁半导体的概念与分类 |
| 1.3 稀磁半导体的研究概况 |
| 1.4 稀磁半导体磁性来源和机理 |
| 1.5 稀磁半导体的应用前景 |
| 1.6 ZnO基稀磁半导体的性质及研究进展 |
| 1.7 本论文的选题依据和研究意义 |
| 1.8 本论文的主要工作 |
| 2 制备方法与测试手段 |
| 2.1 制备系统简介 |
| 2.2 本工作用到的主要材料表征手段 |
| 3 过渡族金属掺杂ZnO薄膜的制备与铁磁特性的探索 |
| 3.1 实验过程 |
| 3.2 不同V掺杂浓度对ZnO:V薄膜性能的影响 |
| 3.3 不同Mn掺杂浓度对ZnO:Mn薄膜性能的影响 |
| 3.4 不同Co掺杂浓度对ZnO:Co薄膜性能的影响 |
| 3.5 不同Ni掺杂浓度对ZnO:Ni薄膜性能的影响 |
| 3.6 不同Fe掺杂浓度对ZnO:Fe薄膜性能的影响 |
| 3.7 比较 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 ZnO:V薄膜的制备及其铁磁特性的研究 |
| 4.1 不同制备条件对薄膜性能的影响 |
| 4.2 退火处理对薄膜性能的影响 |
| 4.3 在硅衬底上制备的不同V掺杂浓度的ZnO薄膜特性研究 |
| 4.4 V掺杂对ZnO薄膜光学特性的影响 |
| 4.5 薄膜中磁性及其来源 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 ZnO:Mn第一性原理研究 |
| 5.1 理论模型和计算方法 |
| 5.2 结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）GaN基稀磁半导体的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 稀磁半导体的研究进展 |
| 1.2.1 稀磁半导体的概念 |
| 1.2.2 稀磁半导体的基本性质 |
| 1.2.3 稀磁半导体的研究与进展 |
| 1.3 GaN基稀磁半导体 |
| 1.3.1 GaN的基本性质 |
| 1.3.2 GaN基稀磁半导体的研究进展 |
| 1.4 Mn掺杂GaN的实验进展 |
| 1.4.1 结构分析 |
| 1.4.2 光学特性 |
| 1.4.3 磁学特性 |
| 1.4.4 存在的问题 |
| 1.5 本文的主要研究工作 |
| 第二章 Mn掺杂GaN的第一性原理计算 |
| 2.1 计算程序简介 |
| 2.1.1 晶体结构的优化 |
| 2.1.2 态密度（DOS）和分波态密度（PDOS）的计算 |
| 2.1.3 光学性质的计算 |
| 2.2 模型结构和计算方法 |
| 2.2.1 理论模型 |
| 2.2.2 计算方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 GaN的电子结构 |
| 2.3.2 掺杂计算的结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 GaN基稀磁半导体的制备方法及实验设计 |
| 3.1 离子注入的工艺特点及基本原理 |
| 3.1.1 离子注入工艺优势 |
| 3.1.2 离子注入材料的物理过程 |
| 3.1.3 注入离子在靶中的浓度分布 |
| 3.1.4 单晶靶中离子注入的沟道效应 |
| 3.1.5 离子注入损伤 |
| 3.2 离子注入的退火 |
| 3.2.1 离子注入退火目的 |
| 3.2.2 离子注入的退火方法 |
| 3.2.3 离子注入退火所存在的困难 |
| 3.3 Mn离子注入制备GaN基稀磁半导体的TRIM模拟 |
| 3.3.1 Mn离子注入GaN射程分布的模拟 |
| 3.3.2 Mn离子注入GaN浓度分布的模拟 |
| 3.4 离子注入和退火的实验与测试 |
| 3.4.1 Mn离子注入GaN的注入条件设计 |
| 3.4.2 表面形貌 |
| 3.4.3 退火对注入损伤的修复分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Mn离子注入GaN微结构和光学特性的研究 |
| 4.1 Mn离子注入非故意掺杂GaN微结构的研究 |
| 4.1.1 X射线能量色散谱研究 |
| 4.1.2 X射线衍射（XRD）研究 |
| 4.1.3 拉曼散射（Raman）研究 |
| 4.2 Mn离子注入非故意掺杂GaN光致发光的研究 |
| 4.2.1 GaN中基本的辐射跃迁过程及几种具体发光过程的光谱特征 |
| 4.2.2 存在的问题和争议 |
| 4.2.3 Mn离子注入非故意掺杂GaN光致发光谱的测试分析 |
| 4.3 Mn离子注入Mg掺杂GaN微结构和光学特性的研究 |
| 4.3.1 Mn离子注入Mg掺杂GaN微结构的研究 |
| 4.3.2 Mn离子注入Mg掺杂GaN光致发光的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Mn离子注入GaN磁学和电学特性的研究 |
| 5.1 Mn离子注入未掺杂GaN磁学特性的研究 |
| 5.1.1 振动样品磁强计(VSM) |
| 5.1.2 M-H测试分析 |
| 5.1.3 M-T测试分析 |
| 5.1.4 结果与讨论 |
| 5.2 Mn离子注入未掺杂GaN电学特性的研究 |
| 5.2.1 汞探针C-V测试 |
| 5.2.2 霍尔测试 |
| 5.2.3 结果与讨论 |
| 5.3 Mn离子注入Mg掺杂GaN磁学和电学特性的研究 |
| 5.3.1 Mn离子注入Mg掺杂GaN磁学特性的研究 |
| 5.3.2 Mn离子注入Mg掺杂GaN电学特性的研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 第一章 |
| 第二章 |
| 第三章 |
| 第四章 |
| 第五章 |
| 作者攻读博士期间的研究成果和参加的科研项目 |
| 一、科研论文 |
| 二、奖励和荣誉 |
| 三、参加的科研项目 |
四、Mn注入GaAs半导体的电特性研究（论文参考文献）
- [1]高性能低功耗锗沟道场效应晶体管技术的研究[D]. 李骏康. 浙江大学, 2021(01)
- [2]半导体和有机物材料的自旋注入研究[D]. 高雪. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [3]基于高自旋极化Heusler合金的自旋输运特性研究[D]. 韩江朝. 华中科技大学, 2019(03)
- [4]典型材料高功率下微波介电特性研究[D]. 高勇. 电子科技大学, 2019(01)
- [5]半导体与多种异质结构的磁性与调控[D]. 王思洋. 山东大学, 2017(01)
- [6]高k栅介质GaAs MOS器件界面特性及氧化物陷阱电容效应研究[D]. 卢汉汉. 华中科技大学, 2017(10)
- [7]基于量子阱混杂技术的快速波长可切换Ⅴ型耦合腔半导体激光器研究[D]. 张欣. 浙江大学, 2015(02)
- [8]堆栈高k栅介质（In）GaAs MOS器件电子迁移率模型及界面特性研究[D]. 汪礼胜. 华中科技大学, 2015(07)
- [9]过渡族金属掺杂ZnO薄膜的制备与铁磁性能的研究[D]. 王丽伟. 北京交通大学, 2010(09)
- [10]GaN基稀磁半导体的理论与实验研究[D]. 徐大庆. 西安电子科技大学, 2009(04)