一、PECVD形成纳米级薄膜界面陷阱的物理模型（论文文献综述）
吴声豪[1]（2021）在《石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用》文中研究说明光热转换是一种清洁的太阳能利用技术,其中,光热蒸发是广泛涉及且非常重要的热物理过程。太阳辐射具有能流密度低和间歇性的特征,使基于体相加热的小型光热蒸发系统存在温度响应慢、能量效率低的问题。光热局域化界面蒸发（photothermal interfacial evaporation by heat localization）将能量集中在液体与空气的界面,使局部区域发生快速升温和汽化,可显着提升光热蒸发的温度响应和能量效率,在小型分布式海水淡化、蒸汽灭菌、污水净化等场景展现出应用潜力。光热局域化界面蒸发涉及光能与热能的转换、固相与液相的热传递、分子和离子的输运等,深入理解以上能质传输过程的机理是指导开发光热材料、优化光热蒸发性能和设计热局域化系统的关键。与此同时,光热材料的微小化,如纳米薄片,可能会导致其光学、热学规律偏离已有的体材料特征,产生特殊的现象,如尺寸效应和边缘效应,但现有理论还无法充分解释这些现象,因此需要开展更多的研究工作,以推进纳米光热转换和热局域化界面蒸发理论体系的发展和完善。本论文聚焦于“光热局域化界面蒸发”过程所涉及的光热学问题,以石墨烯基光热材料为主要研究对象,运用密度泛函理论和分子动力学模拟,结合实验检测和微观表征,深入研究了石墨烯光热材料的取向特征、结构尺寸、表面浸润性对光吸收、光热转换、热局域化效应、固-液界面传热以及界面吸附与流动等热质传输过程的作用机制,并着重分析以上过程在微纳尺度下的特殊规律和现象,以及结构的微小化对以上过程的影响。全文共11章,其中第3、4、5章研究了光热蒸发过程中与能量传递相关的热物理现象,如光的吸收、光热转换和界面传热;第6、7章则直接进行光热蒸发测试,讨论以上能量传输特性对光热蒸发性能的影响;第8、9章进一步研究光热蒸发系统中的界面吸附和流动现象,重点谈论在纳米尺度下的特殊现象和增强效应;第10章则基于前面章节对光热局域化效应的理解,提出一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,并探讨石墨化机理。1)第3章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对其光学性质的影响。通过密度泛函理论,计算了多种石墨烯结构的光学性质,发现石墨烯具有光学各向异性,对平行其六角形晶面传播的太阳辐射的吸收能力,远强于对垂直晶面传播辐射的吸收能力,这是因为石墨烯对太阳辐射（200～2600 nm）的吸收主要取决于π-π*电子跃迁,当辐射传播方向与晶面垂直时,同一原子层内的π-π*电子跃迁被禁止,导致π-π*电子跃迁发生的概率较低;对于平行辐射而言,同一原子层内的π-π*电子跃迁被允许,使石墨烯对辐射的吸收能力显着提高;对于同是平行晶面传播的辐射,如传播方向与石墨烯的扶手型边缘正交或与锯齿型边缘正交,石墨烯的吸收性质也表现出一定的差异。另外,当结构尺寸沿辐射传播方向延长,石墨烯对太阳辐射的有效吸收率呈非线性增长,而增长率呈下降趋势。基于理论计算结果,设计并制备了晶面取向与辐射传播方向平行的垂直取向石墨烯,构筑了纳米尺寸的“光陷阱”,将对太阳辐射的有效吸收率提高到了98.5%。2)第4章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对光热转换特性的影响,并协同热局域化设计,加快了光热转换的温度响应。研究发现石墨烯在光照下的温度响应特性与其光吸收性质紧密关联,对入射光的有效吸收率越高,其表面的升温速度越快,稳态温度也越高,其中垂直取向石墨烯表现出比水平石墨烯膜更高的光吸收能力和更快的温度响应。另外,利用共价键将垂直取向石墨烯与具有低导热系数的石墨烯气凝胶,连接成兼具吸光和隔热功能的一体化石墨烯结构,在获得高光吸收率的同时,有效控制了热能的分配与传递,将能量集中在直接受光区域,提升了局部区域的升温速度和稳态温度,即发生了“光热局域化效应”,在标准太阳辐射强度(1 k W m-2)下,最快升温速度为54.5℃ s-1,进入稳态后,上下区域的温度差可达31.2℃。3)第5章研究了石墨烯的晶面取向特征和表面浸润性对固-液界面传热特性的影响。通过分子动力学模拟,计算了“面接触”和“边缘接触”两种石墨烯-水界面的传热性质,发现“边缘接触”界面具有更低的界面热阻,其中,热流在平行石墨烯晶面方向具有更快的传递速度,以及边缘碳原子与水分子的相互作用力较强,是“边缘强化传热”的主要原因。此外,固体与液体的润湿程度也是决定固-液界面传热系数的关键,通过引入含氧官能团,改善石墨烯的表面浸润性,可以提高液体对固体的润湿程度,增加固液有效接触面积,并加强液体分子与固体表层原子的相互作用,进而减小固-液界面热阻,加快热流在界面的传递。4)第6章研究了一体化石墨烯结构的光热局域化界面蒸发特性,并重点讨论光吸收、光热转换和固液界面传热对光热蒸发性能的影响。通过局部氧化,在一体化石墨烯结构的外表面构筑表面水流通道,获得了集吸光、隔热、输运、蒸发功能为一体的复合石墨烯结构,在光热蒸发测试中,表现出较快的蒸汽温度响应(在10 k W m-2的辐照条件下,仅耗时34 s使蒸汽温度升高到100℃),和较高的能量效率（89.4%）,其中,超高的吸光能力、良好的隔热能力、充足的水流供给以及高效的固-液界面传热是实现快速温度响应和高能量效率的关键。另外,调节石墨烯的表面浸润性,控制水流输运速率,可有效调控蒸汽温度响应与能量效率,但随润湿程度的提升,两者的变化规律不同,蒸汽的温升速度和稳态温度单调下降,而能量效率则先升高后降低。5)第7章研究了石墨烯光热蒸发过程中的传质现象,重点关注水分子和离子的输运、水蒸汽的扩散以及离子的析出和再溶解规律。针对含氧官能团在光照下不稳定的问题,在垂直取向石墨烯的生长过程中进行原位氮掺杂,获得了长期稳定的表面水流通道,在长达240 h的光热海水淡化测试中表现出稳定的输水能力,在1 k W m-2的太阳辐照下,实现了1.27±0.03 kg m-2 h-1的高蒸发速率和88.6±2.1%的高能量效率。另外,水蒸汽自然扩散的路径与光的入射路径重合,会导致光散射和能量损失,通过抽气扇控制气流路径,引导水蒸汽的扩散,可以克服水蒸汽引起的光散射问题。而长时间的光热蒸发会导致蒸发区域的离子浓度上升,出现析盐现象,使吸光和传热性质恶化,但盐离子时刻发生的自扩散行为,会驱使离子通过表面水流通道自高浓度区域向低浓度区域扩散,最终完全溶解,而离子的自扩散速度与表面水流通道尺寸和水膜厚度有关。6)第8章研究了石墨烯光热蒸发过程中的界面流动问题,并着重讨论固体表面浸润性对基于毛细作用的液体吸附和输运规律的影响。成分复杂的水源,如油水混合液,会导致水的光热蒸发速率下降。在石墨烯表面修饰双功能基团（包括-CFx和-COONa）,使其具备排斥油分子和吸附水分子的能力。双疏性的-CFx同时排斥油分子和水分子,但水分子的尺寸较小,能在-CFx的间隙中自由穿梭,且极性的-COONa对水分子的吸引作用较强,使水分子能够穿越-CFx层进而接触并润湿石墨烯表面;而尺寸较大的油分子被-CFx层完全阻隔。在-CFx与-COONa基团的协同作用下,石墨烯表面张力的色散分量减小,而极性分量增大,使其表现出吸引极性水分子,排斥非极性油分子的性质,能够只输运油水混合液中的水分子,实现了选择性光热蒸发,并在以含油海水为水源的海水淡化应用中,获得了超过1.251 kg m-2 h-1的光热蒸发速率和超过85.46%的能量效率。7)第9章进一步探究了液体在石墨烯微纳结构中的界面流动特性,分析了微纳通道尺寸对毛细吸附和虹吸输运过程的影响,以及光加热作用对液体性质和流动的作用机制。研究发现,在微米级多孔结构（石墨纤维）上构筑纳米级孔道（石墨烯纳米片）,可以显着加快对液态油的毛细吸附过程,将毛细吸附系数提升了20.7%。一方面,特征结构的微小化以及石墨烯纳米片的超薄边缘,能显着增加固体的表面粗糙度,起到强化表面浸润性的作用。另一方面,纳米结构的引入增加了固体与液体的可接触面积,使浸润前后的表面能差扩大,提高了固体对液体的吸附能力。同时,在碳纤维表面生长石墨烯纳米片,可以加快基于虹吸效应的界面流动过程,将液态油的虹吸输运速率提高了20.1%。尽管孔道尺寸的缩小会增加固-液界面的流动阻力,但在原微米级结构上增加纳米级孔道,可以使液流通道增多,提高单位时间的流量。此外,基于光热局域化效应的光加热作用,可以显着提高固体通道及通道内液体的温度,降低液体的动力粘度,减小流动阻力,进而加快界面吸附和流动过程。8)第10章基于光热局域化效应,开发了一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,讨论了环氧树脂材料的光致石墨化原理以及曝光时间、辐射强度、曝光次数对石墨化程度的影响。利用高能光束对环氧树脂板进行短时间（0.1～2 s）曝光,因光热转换速度（1 fs～1 ps）远快于热在体材料中的扩散速度（100 ps～10 ns）,在曝光的瞬间产生光热局域化效应,使曝光区域获得超高温度（>1000℃）,驱使芳香环向碳六元环转变,即石墨化。其中,延长曝光时间和提高辐射强度均有助于提高石墨化程度,但曝光时间的延长会导致热扩散严重,损伤非曝光区域;而辐射强度的提高意味着增加聚光设备的复杂性;采用合适的辐射强度和多次短曝光,也可以获得较高的石墨化程度,制备出少层石墨烯材料。
徐晨轩[2]（2021）在《垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用》文中研究表明高效的能源储存与转化技术是推动可再生能源大规模应用的重要技术支撑。近年来,碳基纳米能源储存与转化材料因原料丰富、制备经济、调控便捷等特点而广受关注。纳米材料内部及表界面处的能量与物质传递是决定能量储存与转化性能的关键物理机制。围绕纳米尺度能质传递所发展的诸多理论,认为其符合典型的结构—性能规律。边缘结构广泛存在于石墨烯量子点、碳纳米管、石墨烯、二硫化钼等纳米材料中,但由边缘结构带来的特殊性能通常被笼统地冠以“边缘效应”,对其物理机制尚有待深入研究。本论文对垂直取向石墨烯的边缘能质传递强化机理开展了系统研究,主要聚焦以下两个方面。在机理认识层面,结合近场纳米成像技术、原位检测技术等实验手段和密度泛函理论、分子动力学模拟等计算模拟手段,建立了边缘结构与电子极化行为间的关联,揭示了光诱导边缘局域场增强效应的物理机制。进一步地,研究了在电解液中垂直取向石墨烯边缘附近离子分布与输运特性,解析了边缘场增强对固液界面相平衡状态的作用机制,为强化固液静电吸附提出新路径;在技术应用层面,基于上述理论成果设计了一系列边缘可调控的垂直取向石墨烯基能源材料,构筑了高性能光催化水裂解制氢、电容去离子以及超级电容储能新体系。基于等离子体化学气相沉积法制备的垂直取向石墨烯具有良好的边缘可调控性。本文采用氩等离子体轰击处理方法,有效调控了垂直取向石墨烯的边缘密度。开展密度泛函理论模拟计算,研究了石墨烯封闭边缘处的电子密度分布,揭示了在石墨烯封闭边缘处,电子存在自发聚集行为。随后开展的暗场扫描开尔文探针显微实验测试结果与模拟计算结果相吻合,进一步证实了石墨烯表面具有非均匀电势分布,且对表面纳米形貌存在高度依赖性,即在高曲率的石墨烯边缘处呈现出电子聚集行为。研究了垂直取向石墨烯光电响应特性。在水系电解液中,响应电流密度最高可达约92 m A cm-2。与半导体材料产生光电流响应的机理不同,垂直取向石墨烯样品中光电流响应可能来源于光激发热电子的定向迁移与聚集。光诱导力显微结果证实,垂直取向石墨烯在可见-红外波段内具有显着的近场光诱导力响应,石墨烯纳米边缘处存在由电子极化引起的近场力梯度。研究还发现,边缘电场增强与入射光波长有关。在红外光激发下,样品的光诱导力图像在边缘处甚至出现显着的“热点”信号,表明石墨烯表面的光激发热电子会迁移并聚集在边缘处,形成边缘处局域电场增强。进一步的理论分析指出,纳米边缘处的局域电场增强可解耦为非共振增强效应与共振增强效应两部分。通过调控石墨烯纳米边缘的形貌（长宽比）与费米能级,改变特定激发波长下的共振增强因子,能够实现对边缘电场增强效应进行调控。垂直取向石墨烯边缘的光诱导电场增强效应有望使其成为高活性反应位点,负载半导体光催化剂后形成内建电场,促进受光照激发的电子与空穴相互分离。本文采用纳米限域合成方法制备了高度分散的介孔石墨相氮化碳/垂直取向石墨烯复合光催化剂（GVN/NVG）。相比于未与垂直取向石墨烯复合的普通块状石墨相氮化碳样品以及将石墨相氮化碳与水平石墨烯机械混合的传统方式复合样品,通过纳米限域合成方法负载在垂直取向石墨烯片层间的石墨相氮化碳充分分散,有效避免了团聚。密度泛函理论计算表明,相较于普通块状石墨相氮化碳样品,GVN/NVG复合结构中的介孔石墨相氮化碳组分具有局域化的表面电荷分布,禁带宽度也有所下降。GVN/NVG-3H样品在全光谱光照激发、无助催化剂、三乙醇胺牺牲体系中的光催化制氢活性可达41.7μmol h-1 cm-2(相当于每24小时225L m-2,标况下)。与对照组中普通块状石墨相氮化碳样品的活性(2.5μmol h-1 cm-2)相比高一个数量级。首小时内平均表观量子产率达到1.54%。随后,本文拓展了边缘光诱导电场增强效应的应用,发展了太阳能纳米离子学相关理论。通过石墨烯纳米边缘介导的光-电场能量传递过程,将入射太阳光能量输入固液界面相平衡系统,有效缩短双电层厚度,并实现了对离子传输机制的有效调控。在该理论指导下,开展了高性能电容去离子研究。将典型的赝电容活性物质二氧化锰（α-Mn O2）经电化学沉积负载到富边缘垂直取向石墨烯表面,构筑了Mn O2@e VG吸附电极。在光照下,Mn O2@e VG电极展示出3倍于无光照时的电极吸附量(33 mg g-1)与较快的电极吸附速率(0.06 mg g-1 s-1)。电化学石英晶体微天平原位检测证实,非平衡态热力学条件的下固液界面离子输运机制受到光诱导电场控制,即在光照下,正极中的离子传输机制从离子交换主导转变为异性离子吸附主导,有助于电容脱盐性能的提升。此外,本文基于边缘增强的电化学活性以及对生长基底广泛的适应性,提出了采用垂直取向石墨烯泡沫电极来适应高粘度室温离子液体电解液的技术途径。制备的石墨烯泡沫电极具有分级多孔结构,优化了电极内部传质过程。其中,继承自泡沫金属模板的微米级孔起到预存储电解液作用,缩短了充放电过程中电解液的扩散距离;由石墨烯壁面围成的亚微米级孔具有垂直的取向性和均匀的孔径,确保了畅通的离子传质过程;垂直取向石墨烯骨架提供了连续电子传导通道,暴露的石墨烯边缘则为离子提供了大量易于接触的静电吸附位点。在电解液方面,采用了共阴离子离子液体共混策略。通过引入不同阳离子降低离子排列有序度,抑制了室温离子液体混合物中的离子间相互作用势,从而降低了流动粘度并改善了润湿性。上述石墨烯泡沫电极在1-甲基-1-丙基哌啶双三氟甲基磺酰亚胺(PIP13TFSI)与1-正丁基-1-甲基吡咯烷二酰亚胺(PYR14TFSI)质量配比为2:3的混合室温离子液体电解液中具有良好的电化学性能表现。这部分工作为高能量密度与高频率响应这一对位于天平两端的性能目标提供了有效的解决思路,即采用高电化学稳定窗口的室温离子液体作为电解液,以满足对储能能量密度的需求;遵循取向性阵列式和分级孔结构的微纳米形貌设计原则以适应室温离子液体的高粘度,并充分发挥边缘结构的电化学活性优势,实现高频率响应储能。
刘畅[3]（2021）在《基于等离子体辅助制程的InGaZnO薄膜晶体管的研究》文中提出近年来,基于InGaZnO（IGZO）薄膜晶体管（Thin Film transistor,TFT）的背板驱动技术,由于其具有迁移率高、大面积均匀性好、可见光透过率优异、兼容现有a-Si TFT制程以及可应用于柔性显示等优点而被众多科研机构以及公司所关注。随着IGZO TFT在有源矩阵式显示等领域的广泛应用以及对显示品质要求的不断提高,人们对IGZO TFT的制程以及性能提出了更为严苛的要求。一方面,为了满足柔性显示的驱动电路的需求,匹配柔性衬底的耐受温度以及降低研发成本,IGZO TFT的制备温度需要进一步的降低;另一方面,随着显示需求的逐步升级,高分辨率、高刷新率的显示应用对IGZO TFT的迁移率、亚阈值摆幅以及稳定性等指标提出了更高的要求。因此,本论文的主要工作以基于等离子体辅助制程的IGZO TFT为主线,利用等离子体辅助相关方法,从降低IGZO薄膜沉积温度、提高IGZO TFT器件性能、增强IGZO TFT器件的稳定性等几个角度出发,探索研究实现低制备温度、高性能、高稳定性的IGZO TFT的方法,主要研究成果包括以下内容:（1）针对IGZO TFT面向低玻璃化温度廉价柔性衬底上的应用,扩展IGZO TFT应用于柔性显示时衬底的选择范围,我们提出利用电容耦合等离子体辅助方法在100℃的后退火温度下制备了IGZO TFT。相较于未引入等离子体辅助方法所制备的IGZO TFT,在同一退火温度下引入等离子体辅助方法制备的IGZO TFT各项电学性能指标有了较大幅度的提高。我们利用这一方法,在40 W辅助等离子体功率、100℃的后退火温度条件下,获得了迁移率高达26.03 cm2/V·s,阈值电压为2.00 V,亚阈值摆幅为0.33 V/decade的高性能IGZO TFT。为了进一步调控利用电容耦合等离子体辅助方法制备的IGZO TFT的电学特性,我们引入了低温制备的组分可调缓冲层对IGZO TFT中的栅介质层进行修饰,这种组分可调的栅介质缓冲层是利用电感耦合-等离子体增强化学气相沉积系统在70℃的条件下实现沉积,通过控制沉积过程中的O2流量,可以对栅介质缓冲层的成分进行调节。在后续的等离子体辅助制备IGZO沟道层的过程中,这种栅介质缓冲层中的H原子可以在辅助等离子体轰击的作用下掺杂至正在沉积过程中的IGZO薄膜内,从而改善了IGZO TFT的电学性能。此外,在IGZO TFT制备的后退火过程中,在浓度梯度的作用下,栅介质缓冲层中残留H原子也可以通过扩散作用掺杂至IGZO薄膜中。我们所提出的这一方法所研制的IGZO TFT具有工艺温度低、电学性能优异的特点,为未来高性能柔性显示提供了一种全新的思路。另一方面,我们还利用电容耦合等离子体辅助方法同时结合高Zn组分的IGZO,在无需后退火的条件下,成功制备了具有C轴结晶取向的IGZO TFT,然而受限于这种方法所制备薄膜的Zn含量较高,迁移率仅有6.05 cm2/V·s,其性能有待进一步提高。（2）目前,由于未钝化的IGZO TFT普遍存在的空气中偏压稳定性的问题,我们针对IGZO TFT产生阈值电压漂移问题的根源—背沟道水氧吸附进行了研究。我们提出利用电感耦合—等离子体增强化学气相沉积法,以HMDSO为前驱体在大约80℃的温度下制备了有机硅薄膜作为IGZO TFT的背沟道钝化层。得益于这种背沟道钝化层对水氧的优良阻隔特性,在引入了背沟道钝化层后IGZO TFT的正负偏压下阈值电压漂移现象得到了明显的改善,并且在偏压测试后展现了良好的恢复特性。针对在负偏压稳定性的测试过程中观察到的Ids电流异常现象,我们从陷阱捕获/发射的角度对这一现象进行了详细阐述。此外,我们利用在沉积背沟道钝化层过程中由前驱体HMDSO的氧化分解引起的H掺杂效应,实现了IGZO TFT电学特性的提高。相较于未使用有机硅钝化层的IGZO TFT,器件的迁移率从11.99 cm2/V·s提高至17.78 cm2/V·s,亚阈值摆幅从0.63 V/decade降低至0.41 V/decade,而开关比则从106提高至107。我们利用傅立叶红外光谱,动态二次离子质谱等多种表征手段详细分析了性能提高的内在机理。这种利用有机硅作为钝化层的方法具有工艺温度低、可见光透过率高兼容全透明TFT、稳定性好等优点,为实现稳定的高性能IGZO TFT提供了一种新的方法。（3）为了满足对IGZO TFT的日益提高的性能需求,进一步降低亚阈值摆幅等关键电学指标,我们提出利用电容耦合等离子体氧化SiNx栅介质的方法大幅降低了IGZO TFT的亚阈值摆幅。在引入了等离子氧化SiNx栅介质后,我们获得了亚阈值摆幅仅有0.097 V/decade的低亚阈值摆幅IGZO TFT。通过对SiNx表面的X射线光电子能谱（XPS）测试结果进行分析我们发现,引入等离子氧化SiNx栅介质过程后,会在SiNx表面形成一层富氧层,通过角分辨XPS对SiNx/IGZO界面附近进行测试,证明了这一预植入的富氧层可以有效地抑制SiNx/IGZO界面处的氧空位的形成,从而降低了SiNx栅介质与IGZO沟道层界面处的缺陷态密度。除此之外,我们还对引入等离子体氧化栅介质前后的IGZO TFT在光照条件下的负偏压稳定性进行了测试。测试结果表明,得益于SiNx/IGZO界面处的氧空位的减少,引入等离子体氧化SiNx栅介质层的IGZO TFT在7200 s负偏压光照测试后阈值电压漂移量从-4.75 V大幅降低至-0.37 V。而我们利用电导法对界面处的缺陷态密度进行了测量估算,进一步证明了等离子体氧化SiNx栅介质过程的引入可以使得界面缺陷态密度降低,从而令IGZO TFT的电学性能以及稳定性有了大幅度的提高。（4）在我们对IGZO TFT的研究过程中,发现国际上不同课题组所制备的结构相近的IGZO TFT所获得的亚阈值摆幅不尽相同,离散程度很高,通过进一步对不同栅介质材料以及亚阈值摆幅的相关工作进行统计分析,我们发现亚阈值摆幅与栅电压的采样间隔呈现一定的变化规律。为了探究出现这一现象的原因,我们利用了不同的栅电压采样间隔对制备的IGZO TFT进行了测试,并通过泰勒展开对前向差分以及中心差分法提取的亚阈值摆幅进行了分析,解释了出现上述离散现象的原因。此外,我们提出了一个兼顾测试效率以及测试准确性的栅电压采样间隔的经验公式,对同行的相关工作提供了一定参考作用。
孙驰[4]（2021）在《Si基p-GaN栅增强型GaN HEMT器件研究》文中研究说明氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）具有转换效率高、开关频率高、小型化、耐高温以及电流密度大等优势,使其在电力电子系统中应用潜力巨大。但传统GaN HEMT属于常关型器件,增加了电路设计复杂度和功耗,不利于在电路中的直接使用,因此设计在栅极零偏压下处于关断状态的增强型HEMT器件对推进HEMT应用至关重要。p型栅是实现增强型器件的主要方案之一,但由于工艺和器件特性,仍存在产品良率、击穿电压、阈值电压、栅摆幅和可靠性等问题。本论文主要围绕p型栅HEMT器件开展研究,首先探索了新型器件结构与制备工艺,然后研究了器件的钝化层与漏电机制,最后对p型栅器件结构设计进行了研究,具体研究内容如下:1、干法热氧化p-GaN制备增强型p型栅HEMT。通过实验验证,GaN的氧化温度分为三个区间:800℃及以下温度GaN难以氧化;850℃左右氧化速率较慢（41nm/h）;1000℃以上氧化速率极快（1146nm/h）,高温热氧化后的表面形貌均较差。氧化有源区p-GaN制备增强型器件过程中,由于氧会沿着表面位错优先扩散并氧化下方AlGaN势垒层甚至沟道层,局部晶格被破坏,导致2DEG受损,从而无法实现增强型器件。利用薄层介质遮挡表面位错,仍然无法解决氧优先扩散的问题,但是大大改善了氧化后的表面形貌。2、采用氧等离子体（O plasma）技术实现p型栅HEMT。基于施主受主自补偿原理,首次利用氧等离子体处理p-GaN使其呈现高阻态,达到释放有源区2DEG的目的。p型栅器件的阈值电压可达1.02 V,最大漏极电流301 mA/mm,开关比达到108,同时器件具有较好的温度以及动态稳定性。通过对O plasma处理功率、处理时间以及后退火温度的研究,获得了较大的工艺窗口,处理时间工艺窗口可达5 min以上,处理功率工艺窗口可达30 W以上,退火温度在350℃左右。通过二次离子质谱仪（SIMS）以及光电子能谱（XPS）对氧分布及表面氧化层进行了分析。3、氧等离子体在p型栅器件中的新型应用研究。采用低功率O plasma处理栅极下方p-GaN,形成薄层氧化物,但并不钝化下方p-GaN,器件阈值电压从1.27 V增加至1.81 V。器件的栅极漏电基本不发生改变,阈值电压具有较好的温度稳定性。此外,利用氢和氧之间的反应,验证了通过氧等离子体处理促进p-GaN激活的可能性。4、等离子体技术制备的器件钝化层研究。通过PECVD中的等离子体处理,证明了器件漏电与p-GaN表面状态相关,不同的处理条件对漏电影响不同。最终,通过引入表面刻蚀技术,解决了漏电增加的问题,同时不影响器件的其它电学特性。通过变温电输运、AFM和XPS等测试分析了反向栅漏电机制,结果表明漏电属于表面漏电符合二维变程跳跃模型（2D-VRH）,处理后p-GaN表面的粗糙度以及化学计量比可能是导致漏电不同的影响因素。5、提出采用多晶硅（poly-Si）替代p-GaN设计p型栅增强型器件。首先通过低压化学气相沉积（LPCVD）在GaN上生长poly-Si,然后利用离子注入和热扩散分别实现poly-Si的p型掺杂。poly-Si/AlGaN/GaN二极管开启电压1V,理想因子1.48,反向耐压可达1138 V。由于poly-Si和AlGaN界面处的p型浓度不足,没有实现增强型poly-Si/AlGaN/GaN HEMT器件,后续可以通过工艺和结构调整,使阈值电压正漂,实现增强型器件。
陈志强[5]（2020）在《纳米级表面粗糙度对RF MEMS开关电气性能影响的研究》文中研究指明由于具有尺寸小、产量高、插入损耗低、隔离度高等优点,射频（RF）微机电系统（MEMS）开关已应用于远程通讯、遥感监测、雷达等传统领域,并逐渐在5G、人工智能、物联网等新兴领域崭露头角。但是,当器件尺寸减小至微纳米量级时,纳米级表面粗糙度影响着RF MEMS开关的电气性能。然而,截至目前,国内外关于纳米级表面粗糙度影响因素及其对于RF MEMS开关电气性能影响的系统性研究仍旧尚未见报道。因此针对该问题,本论文研究了沉积工艺对于纳米级表面粗糙度的影响,提出了一种基于纳米尺度粗糙度时,RF MEMS开关电气参数的计算方法。论文主要内容如下:1、基于牛顿运动方程,研究了溅射沉积过程中沉积工艺参数对于沉积铜薄膜表面粗糙度的影响。分子动力学仿真与实验对比研究了薄膜厚度、基板温度、沉积速率以及热回流对于沉积薄膜表面粗糙度的影响机理。提出了兼顾薄膜产量与质量的最优工艺参数。针对沉积工艺与沉积薄膜表面粗糙度的关系给出了明确结论。与传统实验法相比,本文采用的分子动力学仿真方法成本低、耗时少,且能够从微观角度解释薄膜沉积过程中的若干问题,从而为实际薄膜沉积提供指导。2、基于麦克斯韦方程,研究了纳米级表面粗糙度对RF MEMS开关共面波导传输线传输特性的影响规律。定义了传输线阈值阻抗、阈值反射系数以及粗糙系数,提出了考虑表面粗糙度时射频传输线电气参数的表达式。本文弥补了现有射频传输线模型的不足,给出射频传输线领域是否考虑纳米级表面粗糙度的衡量条件。3、基于电流连续性定理和高斯分布,提出了纳米级表面粗糙度下平行板电容器电容值表达式。将RF MEMS开关简化为由粗糙电极、介质层以及光滑电极构成的平行板电容器。基于单个凸峰与光滑电极之间电容表达式,推出了平行板电容器电容表达式。与传统粗糙面模型相比,本文提出模型更接近于实验测试结果。基于此模型,可以减小RF MEMS开关设计过程中由电容引起的误差,提高设计效率。4、基于麦克斯韦方程,提出了考虑纳米级表面粗糙度时RF MEMS开关S参数的完整表达式。结合考虑粗糙度时RF MEMS开关共面波导传输线阻抗以及平行板电容器电容值表达式,给出了考虑粗糙度时S参数的完整表达式。结合有限元仿真与实验测试结果,验证了本文S参数表达式的准确性。该模型弥补了考虑纳米级表面粗糙度时RF MEMS开关S参数表达式的空缺,为RF MEMS开关的设计提供参考,从而可以提高RF MEMS开关设计效率。
赵培雄[6]（2020）在《SRAM和MRAM器件的单粒子效应研究》文中提出集成电路技术的发展为丰富航天元器件的功能带来了无限可能,但先进工艺元器件在辐射环境下的工作可靠性也将面临新的挑战,因此开展新型纳米集成电路单粒子效应研究,并建立辐照损伤及失效的物理模型,对发展新型抗辐射加固技术具有重要意义。本论文基于兰州重离子加速器提供的中高能重离子,研究了130 nm和22 nm SOI SRAM、3D SRAM和MRAM器件,单粒子效应敏感性随离子种类、能量、注量、累积电离剂量及版图结构等因素的变化规律。通过研究重离子辐照对先进纳米器件和非载流子传输器件损伤的物理机制,获得了由离化电荷扰动或微观损伤累积导致纳米器件的宏观电学状态改变、退化甚至失效的物理模型。研究了重离子电离尺寸特性对纳米器件单粒子翻转效应（SEU）的影响,重点分析了重离子种类和能量对6T结构和延迟滤波加固（7T）SOI SRAM器件单粒子翻转截面的影响。结果表明,a)6T SRAM饱和截面对重离子种类具有明显的依赖性,截面差异最大为200%;b)6T SRAM单元的饱和截面为关态晶体管敏感区的2倍,证实了电离径迹的尺寸效应显着扩大了纳米电路的敏感区;c)随着181Ta离子的单核能从3.7 MeV/u增加到8.3 MeV/u,6T和7T SOI SRAM的翻转截面分别增大了 1倍和100倍,表明离子的径迹尺寸显着影响版图加固器件的翻转截面。针对版图结构对纳米器件单粒子翻转的影响,研究了延迟滤波加固与6T结构电路的翻转敏感性差异。重离子垂直入射时,对130nm6T单元进行单链（7T）延迟滤波加固后,其翻转阈值提高了 10倍,饱和截面下降了 10倍;而对22nm 6T单元进行双链（8T）延迟滤波加固后,其翻转阈值提高了 24倍,饱和截面下降了 0.5倍,表明延迟滤波加固可显着提高纳米电路抗单粒子翻转的能力。当181Ta离子沿位线方位的入射角由0°增加到40°时,130 nm 6T单元和7T单元的翻转截面分别增加了 17.7%和157.2%;当86Kr离子分别沿字线56°和位线56°方位角入射时,130 nm 7T SRAM的翻转截面相差10倍,而在80°方位角下22 nm 8T SRAM的翻转截面相差4倍。实验表明,不同角度下锁存敏感点与延迟滤波元件同时受到离化电荷扰动概率的差异是导致这种现象的根本原因。研究了总剂量对SOI SRAM单粒子翻转的影响,获得了不同γ累积电离剂量下,不同版图结构电路翻转敏感性的变化差异。预辐照800 krad（Si）剂量后,6T SRAM的翻转截面增大了 15%,而7T SRAM翻转截面下降了 60%。实验发现了SOI SRAM的单粒子翻转截面变化受单元版图结构影响的现象,累积陷阱电荷导致加固电路中延迟滤波管的RC延迟升高是产生这种现象的内在机理。研究了重离子电离径迹时空演变特性对3D SRAM单粒子翻转的影响,分析了不同层SRAM翻转敏感性受离子能量、布喇格峰（Bragg peak）所在位置和敏感区垂直空间分布的影响规律。从仿真计算结果中观察到了明显的射程效应,不同射程下上升区截面的差异可达2个数量级,而饱和区截面差异达2倍,分析了3D SRAM各层翻转截面差异与电离径迹时间演化特性的内在联系,提出了最大翻转截面出现的物理模型和临界射程公式,进一步发展了定量评估3D SRAM单粒子效应截面的测试方法,并在100 MeV/u 209Bi实验中得到了验证。针对高能重离子辐射损伤对MRAM器件宏观电学功能的影响,重点研究了磁性隧道结（MTJ）的电学性能受离子种类、能量、LET值和注量影响的物理规律。实验首次发现了高能181Ta离子辐射损伤导致MTJ电学功能失效的现象,并且79.9%的功能失效为高电阻态失效,计算表明单个181Ta离子引入的损伤无法导致MTJ的电学功能失效;MTJ损伤导致的硬错误在常温下表现出了退火特性,且高温环境能够加速其退火进程,证明晶格原子的热振动是损伤修复的内因;结合仿真计算和γ辐照对比实验,提出了绝缘势垒层损伤导致MTJ高电阻态退化的物理模型。
张永杰[7]（2020）在《大气等离子体作用下碳化硅的氧化机理及外延石墨烯制备工艺研究》文中研究指明单晶SiC是一种性能优良的宽禁带半导体材料,其在高温、高频以及高功率电子器件的制造方面正获得越来越广泛的应用。在SiC表面生长绝缘的氧化层是制造SiC基电子器件的关键一步,氧化层的质量直接决定了器件的性能。此外,SiC可通过热分解直接在其表面外延生长石墨烯,这对推动石墨烯与SiC的应用至关重要。然而,传统工艺在提升氧化层的界面特性以及石墨烯的面积、质量与层数均一性等关键特性上仍存在不足。本课题从SiC超高温条件下的氧化动力学研究着手,借助先进的大气ICP等离子体加工技术,对SiC在等离子体作用下的氧化过程、石墨烯的生长过程与相应的机理进行了深入研究。具体研究内容如下。研究了超高温条件下氧气对SiC表面动力学的影响。通过在1500℃不同氧气浓度的体系中对SiC进行氧化后发现,氧气浓度可以调控SiC表面热氧化作用（TO-SiO2）与热化学气相沉积作用（TCVD-SiO2）的相互竞争关系,且低浓度的氧气条件更有利于后者的生长。本研究系统分析了TO-SiO2与TCVD-SiO2在表面形貌、结晶质量、界面结构以及生长动力学等方面的差异,并分别针对上述两类SiO2的生长提出了SiC的逐层氧化机理与SiC原子级台阶的横向扩展机制。此外,基于Reax FF反应分子动力学模拟,验证了氧气浓度的降低可促使SiC表面SiO2的生长动力学过程由热氧化作用占主导转变为热化学气相沉积作用占主导。研究了SiC在ICP等离子体作用下的氧化行为,并据此提出了一种SiC的非减材抛光技术。通过分析SiC在不同射频输入功率、不同照射时间以及不同氧气浓度的实验体系下的氧化过程,研究发现,SiC的等离子体氧化过程具有SiO2纳米颗粒沿基底台阶生长以及氧化层逐层分布的特点,且SiC原子级台阶结构的端面比平面的氧化优先级高。通过增加等离子体的功率并控制反应体系中的氧气总量,本研究成功将Sa表面粗糙度约为70 nm的SiC切割片抛光至Sa低于0.2nm的原子级超光滑水平,并在基底表面得到了规则排列的原子级台阶结构。综合实验结果,本研究提出了一种基于SiC的热分解反应、SiC的等离子体氧化反应、氧化层与碳缓冲层之间的化学反应所构成的闭环反应的抛光原理。研究了ICP等离子体照射下SiC表面外延石墨烯的生长。基于等离子体的高温特性以及近距离照射时等离子体气流对大气的屏蔽作用,本研究成功在SiC基底表面实现了石墨烯的外延生长,并揭示了基底表面六边形坑的形成、扩大、融合以及最终形成片层状石墨烯的过程。此外,考虑到当前等离子体设备存在的不足,设计了带有气体置换腔体的ICP等离子体设备。
许志龙[8]（2020）在《光面晶体硅—陷光膜复合吸光结构的设计制造及性能研究》文中研究表明提高晶体硅电池光电转换效率,关键在于如何实现对太阳光的高效吸收和增强光生伏特效应。如何提高晶体硅电池的吸光率、增强其光生伏特效应、降低生产成本是晶体硅电池领域的研究热点。在太阳能利用研究领域,吸光结构对太阳能电池的光电特性影响很大,光功能织构表面的研究已经成为国内外学者研究热点。采用传统的制绒技术在晶体硅表面直接加工出陷光织构,虽能够提高晶体硅电池的吸光率,但也会产生新的表面缺陷而引起晶体硅电池光生伏特效应下降。因此,表面光功能织构的设计及制备成为高效晶体硅电池研究的热点和难点。本文分析晶体硅电池常规光功能织构制备遇到的瓶颈问题,提出了一种光面晶体硅复合三棱锥光功能织构膜的吸光结构。首先创建了光线在三棱锥光功能织构膜外表面反射损失和内表面折射损失的数学模型,优化复合结构光功能织构膜的三棱锥侧面倾角;结合三棱锥织构膜的制备工艺,对该织构膜的结构参数进行优化设计。其次,研究了光功能织构膜凸三棱锥原始模芯的超精密切削,利用精密电铸工艺制备凹三棱锥织构的工作模具,采用UV压印工艺制备三棱锥光功能织构膜;并分析了制备精度对三棱锥织构膜光学性能的影响。此外,通过对比绒面单晶硅电池、光面单晶硅电池和光面晶体硅-陷光膜复合电池的光电特性,综合评价了光面晶体硅-陷光膜复合吸光结构的性能。研究结果表明:光线照射到三棱锥光功能织构膜外表面,经过三棱锥侧面的多次折射,绝大部分光线会进入织构膜内;从三棱锥织构膜内向上逃逸的光线,大部分可通过三棱锥内表面的逆反射返回织构膜;把三棱锥织构膜复合在光面晶体硅电池上,优化得出三棱锥的侧面倾角β=56.5°时,复合结构的反射损失最低Rmin=4.6%。结合光功能织构膜大面积制备工艺,选取三棱锥微结构侧面倾角β=56°（三棱锥谷底夹角α=68°）,确定光功能织构膜的三棱锥底边长为115μm。采用单点金刚石精密刨削凸三棱锥织构原始模芯（尺寸20mm×20mm）,其三棱锥侧面粗糙度达到Ra9.2nm,并通过超声空化去除了原始模芯三棱锥谷底处的微细毛刺。采用精密电铸工艺反向复制凹三棱锥织构子模,其三棱锥侧面粗糙度可达到Ra14.5nm,通过拼接技术把小面积凹三棱锥织构子模拼接成工作模具（尺寸200×200mm）。采用UV压印技术制备凸三棱锥织构膜,其三棱锥侧面粗糙度为Ra18.9nm,满足了几何光学镜面反射要求。考虑三棱锥织构膜制备缺陷的影响,计算陷光膜-光面晶体硅复合结构的光学损失为5.75%。提出了将均匀系数用于量化表征绒面单晶硅电池金字塔织构的均匀性,并应用均匀系数优化单晶硅片的制绒工艺参数,获得绒面单晶硅电池光电转换效率最高为19.63%。采用化学抛光和化学机械抛光（CMP）方法分别制备光面单晶硅电池,实验得出:采用CMP方法制备的光面单晶硅电池,可获得光生伏特效应最佳的电池片,把陷光膜复合在光生伏特效应最佳的光面单晶硅电池片上,得到光面晶体硅-陷光膜复合吸光结构电池的光电转换效率最高为20.68%,比最佳绒面单晶硅电池的光电转换效率提高了1.05%。所创建光面晶体硅-陷光膜复合的吸光结构及其特性理论,为阐明太阳辐射能在复合结构电池内的传递和转换提供理论基础,可解决光面晶体硅电池高反射损失与绒面晶体硅电池低光生伏特效应问题,对高光电转换效率复合结构的太阳能电池研发提供了重要理论依据和工程应用指导。
蒋欣孜[9]（2020）在《多层结构氮化硅基阻变器件研究》文中研究表明随着大数据、云计算、物联网、人工智能等信息产业的快速发展,市场对非易失性存储器的需求与日俱增。然而,由于物理限制器件的特征尺寸进一步缩小将变得十分困难,摩尔定律即将完全失效,传统的半导体存储器已面临其严重的技术瓶颈。因此,寻求更高性能、更快速度、更大密度、更强可靠性和更低功耗的新型存储器成为目前的研究热点。其中,具有结构简单、读写速度快、密度大、面积小、成本低、保持时间长、功耗低、与传统CMOS工艺兼容等众多优点的阻变存储器引起了学术领域与工业领域的高度重视。在众多阻变层材料中,氮化硅基阻变器件因操作电压小、保持时间长、开关速度快、耐久性好等突出优点而备受关注。本文将通过构建多层结构氮化硅基阻变器件来提高器件的阻变特性,具体研究内容与成果如下:1.本文对Ta/Si Nx/Al Ox/Pt RRAM器件进行了制备与电学特性分析,并对器件直流转换、导电机制、阻变机理等方面的特性进行了研究。首先通过等离子体增强原子层沉积（PEALD）技术制备一薄的Al Ox层并插在Si Nx层与Pt底电极界面处。观察到了器件LRS下具有非线性,接着详细讨论了插入的Al Ox层在Ta/Si Nx/Al Ox/Pt器件电阻转变和导电机制中的作用。研究发现器件LRS下的非线性归因于界面形成的肖特基势垒,器件的导电机制是由Si悬挂键组成的导电通道与Al Ox势垒层共同作用的结果。此外,Ta/Si Nx/Al Ox/Pt RRAM器件还表现出良好的耐擦写能力（>102）、稳定明显的存储窗口（>10）、缓变型RESET过程等特点。最后,通过调整淀积时间制备出了三组具有不同厚度的Si Nx薄膜,研究了Si Nx薄膜厚度对器件阻变特性的影响。研究发现不同厚度的Si Nx薄膜具有不同的表面粗糙度,从而影响泄露电流的大小,选择适当厚度的Si Nx薄膜可以减低器件HRS电流并提高器件的存储窗口大小。2.为了进一步提高器件的可靠性,本文制备并研究了Ta/Si Nx/Al N/Pt RRAM器件。研究发现器件低阻态下满足欧姆导电机制,器件高阻态下由TC-SCLC导电机制和肖特基发射导电机制共同主导。器件的电阻转变行为可以归因于氮离子迁移留下的氮空位组成的导电通道的形成与断裂。器件转换电流低于1m A,并具有稳定的存储窗口。由于Al N薄膜具有较高的热导率,使得器件局部热效应剧烈程度减弱,提高了导电通道的稳定性,使得器件开关电压一致性有所改善。此外,该器件还表现出其他优异的阻变特性,包括良好的耐久性（>103）和数据保持能力。最后,通过调整淀积时间制备出了三组具有不同厚度的Al N薄膜,同时研究了Al N薄膜厚度对双层结构器件开关参数的影响。
陈迪涛[10]（2019）在《高k栅介质AlGaN/GaN MOS-HEMT器件特性研究》文中指出近年来,具有的高击穿场强、热传导率和高电子迁移率等优点的GaN材料吸引了研究人员的注意,GaN基HEMT电子器件成为了半导体器件的研究热点之一。传统肖特基栅结构的AlGaN/GaN HEMT器件在栅极漏电,栅压摆幅和击穿特性等方面表现不尽如人意。通过在栅极和AlGaN之间插入高k栅介质,制备MOS-HEMT器件能有效改善以上参数。然而,引进的栅介质/AlGaN界面增加了系统的复杂度。界面的缺陷态和介质的体电荷会引起阈值电压负向漂移和迟滞、电流崩塌等状况。因此,选择合适的栅介质材料和制备工艺、获得高质量界面和高稳定性的MOS器件是研究的重点。在此背景下,本论文分别研究了等离子增强气相沉积（PECVD）沉积的Si化合物栅介质MOS-HEMT器件和磁控溅射沉积的Al2O3栅介质MOS-HEMT器件,主要内容如下:（1）分别制备了SiNx、SiON和SiO2三种不同栅介质的MOS-HEMT器件,并对其特性进行了系统的比较分析。优化了PECVD沉积氮氧化硅（SiON）的制备条件,制得介电常数为6.27,击穿场强为9.69MV/cm的薄膜。器件性能方面,SiO2对栅极漏电的改善效果最好,在SiON MOS-HEMT器件上获得了最大击穿电压428V。通过变频CV、转移曲线脉冲IV测试得到了三种器件的界面态密度和分布情况。SiNx MOS结构的界面态主要分布在相对浅能级,而SiON和SiO2 MOS结构的界面态主要集中在深能级。深能级界面态在电流崩塌中起主要作用,SiNx MOS-HEMT器件在施加关态漏极电压应力后电流衰减量最小,在界面质量方面表现最好。（2）制备了Al2O3 MOS-HEMT器件。首先优化磁控溅射沉积Al2O3的制备条件,制得击穿场强9.1MV/cm的薄膜。随后研究了溅射工艺对AlGaN/GaN外延的损伤,通过退火工艺对损伤进行修复,使电流衰减程度由65%70%降低至5%。使用先沉积栅介质后沉积钝化层和先沉积钝化层后制备栅介质两种不同的工艺流程完成了MOS-HEMT器件制备,加入真空热处理工艺改善了栅槽刻蚀的负面影响。使用CV测试和脉冲测试提取了界面态信息,取得关态漏极电压应力200V下电流小幅增长的较好效果。
二、PECVD形成纳米级薄膜界面陷阱的物理模型（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、PECVD形成纳米级薄膜界面陷阱的物理模型（论文提纲范文）
（1）石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 术语符号清单 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳能光热蒸发及分布式应用 |
| 1.2 光热局域化界面蒸发研究进展 |
| 1.3 固-液界面传热及影响因素 |
| 1.4 石墨烯的性质及结构特征 |
| 1.5 研究内容及课题来源 |
| 第2章 研究方法与实验设备 |
| 2.1 材料制备步骤 |
| 2.2 数值模拟计算 |
| 2.3 材料表征技术 |
| 2.4 光热局域化实验测试 |
| 第3章 石墨烯的结构取向对其光学性质的影响机制 |
| 3.1 石墨化结构的光学各向异性及原理 |
| 3.2 石墨烯取向特征与光学性质的关联 |
| 3.3 石墨烯光陷阱结构的构筑与优化 |
| 第4章 石墨烯微纳结构的光热转换与热局域化效应 |
| 4.1 垂直取向石墨烯的光热转换 |
| 4.2 热局域化结构的构筑与表征 |
| 4.3 光热局域化的能量集中效应 |
| 第5章 石墨烯微纳结构的固液界面传热与强化机理 |
| 5.1 取向特征与固-液界面传热的关联 |
| 5.2 纳米取向结构强化固-液界面传热 |
| 5.3 表面润湿性对固-液界面传热的影响 |
| 第6章 光热局域化界面蒸发的快速响应与能效调控 |
| 6.1 表面水流通道的构筑与实验说明 |
| 6.2 光热局域化界面蒸发过程机理 |
| 6.3 表面润湿特性与能流密度的匹配 |
| 6.4 石墨烯材料的放大制备与蒸汽灭菌 |
| 第7章 光热界面蒸发的传质过程优化及海水淡化应用 |
| 7.1 氮掺杂石墨烯的形貌结构与性质 |
| 7.2 表面水流通道的验证与效用分析 |
| 7.3 基于光热局域化效应的海水淡化 |
| 7.4 引导蒸汽扩散降低光路能量耗散 |
| 7.5 积盐自清洗及离子输运机理分析 |
| 第8章 石墨烯的选择性光热界面蒸发及污水净化应用 |
| 8.1 海水的油类污染削弱光热蒸发性能 |
| 8.2 双功能基团修饰制备亲水疏油石墨烯 |
| 8.3 亲水疏油石墨烯的选择性输运与机理 |
| 8.4 基于光热局域化效应的含油污水净化 |
| 第9章 微纳结构与光热效应协同增强界面流动及应用 |
| 9.1 石墨烯微纳结构的毛细吸附与强化机理 |
| 9.2 石墨烯微纳结构的虹吸输运与强化机理 |
| 9.3 光热局域化加速流体吸附与界面流动 |
| 第10章 基于高分子光致石墨化效应的石墨烯制备方法 |
| 10.1 有机高分子的光致石墨化过程 |
| 10.2 曝光时间对树脂石墨化的影响 |
| 10.3 辐射强度对树脂石墨化的影响 |
| 10.4 重复超短曝光制备少层石墨烯 |
| 第11章 全文总结及展望 |
| 11.1 研究总结 |
| 11.2 研究创新点 |
| 11.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 参考文献 |
（2）垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 碳基能源储存与转化材料概述 |
| 1.2.1 传统碳基能源储存与转化材料 |
| 1.2.2 低维度碳纳米能源储存与转化材料 |
| 1.2.3 取向性碳纳米材料 |
| 1.3 能源储存与转化材料中的能质传递机理 |
| 1.3.1 电子传递强化基本策略 |
| 1.3.2 离子输运与固液界面静电吸附机理 |
| 1.3.3 纳米尺度下的界面能质传递过程 |
| 1.4 能质传递过程中的边缘效应 |
| 1.4.1 垂直取向石墨烯的边缘结构调控 |
| 1.4.2 边缘效应及能源储存与转化应用 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 2 实验和数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与仪器设备 |
| 2.3 材料表征分析 |
| 2.3.1 形貌结构分析 |
| 2.3.2 材料构成分析 |
| 2.3.3 表面光电特性分析 |
| 2.3.4 电化学石英晶体微天平分析 |
| 2.4 性能评价分析 |
| 2.4.1 光催化水裂解制氢性能评价系统 |
| 2.4.2 超级电容储能性能测试及应用平台 |
| 2.5 数值计算方法 |
| 2.5.1 分子动力学模拟简介 |
| 2.5.2 密度泛函理论计算简介 |
| 2.5.3 建模、模拟软件及相关数据后处理方法 |
| 3 垂直取向石墨烯边缘调控及能质传递强化机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 垂直取向石墨烯的PECVD制备与边缘生长调控 |
| 3.2.1 等离子体源的选择 |
| 3.2.2 生长基底的选择 |
| 3.2.3 垂直取向石墨烯边缘生长调控方法 |
| 3.3 垂直取向石墨烯边缘形貌结构研究 |
| 3.3.1 垂直取向石墨烯边缘形貌结构表征 |
| 3.3.2 PECVD法制备垂直取向石墨烯的基底适应性分析 |
| 3.3.3 垂直取向石墨烯边缘生长模式与密度调控研究 |
| 3.4 垂直取向石墨烯光学与光电响应特性 |
| 3.4.1 垂直取向石墨烯光吸收性能研究 |
| 3.4.2 垂直取向石墨烯光电响应行为研究 |
| 3.4.3 石墨烯边缘光电场时域有限差分模拟 |
| 3.5 垂直取向石墨烯边缘电子结构与光诱导电场增强效应 |
| 3.5.1 密度泛函理论模拟研究 |
| 3.5.2 扫描开尔文探针显微表征 |
| 3.5.3 近场光诱导力显微表征 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 边缘光激发载流子分离强化及光催化制氢研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 GCN/NVG复合结构设计与限域制备 |
| 4.2.1 目标结构设计 |
| 4.2.2 基于垂直取向石墨烯的石墨相氮化碳限域制备 |
| 4.3 材料表征与分析 |
| 4.3.1 微观形貌与结构表征 |
| 4.3.2 光学性质与表面浸润性表征 |
| 4.4 光催化裂解水制氢性能表征 |
| 4.4.1 固载式光催化试验体系 |
| 4.4.2 光催化活性与表观量子产率 |
| 4.5 GCN/NVG复合结构中载流子动力学特征研究 |
| 4.5.1 GCN/NVG复合材料电子结构 |
| 4.5.2 光激发载流子分离强化研究 |
| 4.5.3 垂直取向石墨烯促进光催化机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 边缘固液界面相平衡结构优化及电容去离子研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电容去离子技术概述 |
| 5.2.1 技术背景 |
| 5.2.2 性能指标 |
| 5.2.3 电极材料 |
| 5.2.4 共离子效应与电荷效率 |
| 5.2.5 太阳光驱动/促进电容去离子相关研究 |
| 5.3 光促进电容去离子性能研究 |
| 5.3.1 电极制备与电容去离子试验系统 |
| 5.3.2 电极微观形貌表征 |
| 5.3.3 电化学性能测试 |
| 5.3.4 光照吸脱附性能测试 |
| 5.4 光照促进电容去离子机理研究 |
| 5.4.1 基于光诱导力显微的边缘电场探测 |
| 5.4.2 基于分子动力学模拟的固液界面相平衡结构研究 |
| 5.4.3 基于电化学石英晶体微天平的离子输运行为研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 适应室温离子液体的富边缘电极构筑及滤波电容储能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 富边缘石墨烯泡沫电极制备与表征 |
| 6.2.1 富边缘石墨烯泡沫电极制备 |
| 6.2.2 电极微观形貌与结构表征 |
| 6.3 混合离子液体电解液性能表征 |
| 6.3.1 混合离子液体电解液配制 |
| 6.3.2 电解液物性表征 |
| 6.4 基于混合室温离子液体电解质的石墨烯泡沫储能性能 |
| 6.4.1 电化学表征方法 |
| 6.4.2 垂直取向石墨烯泡沫形貌对储能性能的影响 |
| 6.4.3 基于垂直取向石墨烯泡沫的交流滤波应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（3）基于等离子体辅助制程的InGaZnO薄膜晶体管的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 TFT的发展 |
| 1.1.1 氢化非晶硅TFT(a-Si:H TFT) |
| 1.1.2 低温多晶硅TFT(LTPS TFT) |
| 1.1.3 IGZO TFT |
| 1.2 IGZO TFT的结构以及工作原理 |
| 1.2.1 IGZO TFT的结构 |
| 1.2.2 IGZO TFT的工作原理 |
| 1.3 IGZO TFT的主要参数 |
| 1.3.1 场效应迁移率 |
| 1.3.2 阈值电压 |
| 1.3.3 开关比 |
| 1.3.4 亚阈值摆幅 |
| 1.3.5 偏压稳定性 |
| 1.4 IGZO TFT的研究进展 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 等离子体辅助低温制备IGZO TFT的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 器件的制备 |
| 2.3 等离子体辅助低温制备高性能IGZO TFT的研究 |
| 2.3.1 等离子体辅助制备IGZO TFT的电学特性 |
| 2.3.2 辅助等离子体对IGZO TFT电学特性的影响机理研究 |
| 2.4 低温制备有机硅栅介质缓冲层对IGZO TFT性能影响的研究 |
| 2.4.1 不同O_2流量沉积的栅介质缓冲层对IGZO TFT电学特性的影响 |
| 2.4.2 栅介质缓冲层对IGZO TFT电学特性的影响机理研究 |
| 2.5 等离子体辅助低温制备C轴结晶IGZO TFT的研究 |
| 2.5.1 Zn含量以及等离子体功率对IGZO C轴结晶的影响 |
| 2.5.2 O_2浓度对等离子体辅助制备C轴结晶IGZO的影响 |
| 2.5.3 C轴结晶IGZO TFT的电学特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 ICP-PECVD低温制备有机硅背沟道钝化层(PVL)对IGZO TFT电学特性的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 器件的制备 |
| 3.3 有机硅背沟道PVL对 IGZO TFT电学性能的影响 |
| 3.4 H掺杂的机理研究 |
| 3.5 有机硅PVL对 IGZO TFT偏压稳定性的影响 |
| 3.5.1 PVL对 IGZO TFT的正栅偏压稳定性(PBS)的影响 |
| 3.5.2 PVL对 IGZO TFT的负栅偏压稳定性(NBS)的影响 |
| 3.5.3 NBS过程中的源漏电流异常及其形成机理的研究 |
| 3.5.4 IGZO TFT偏压测试后的恢复特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 等离子体氧化SiN_x栅介质对IGZO TFT电学特性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 器件的制备 |
| 4.3 SiN_x栅介质的表面氧化对IGZO TFT电学特性的影响 |
| 4.3.1 等离子体氧化对SiN_x表面粗糙度的影响 |
| 4.3.2 等离子体氧化对SiN_x表面化学键的影响 |
| 4.3.3 等离子体氧化对SiN_x/IGZO界面的影响 |
| 4.3.4 电导法提取SiN_x/IGZO界面态密度 |
| 4.4 等离子体氧化SiN_x栅介质对IGZO TFT光照稳定性的影响. |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 栅电压采样间隔对亚阈值摆幅参数提取的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 器件的制备 |
| 5.3 栅电压采样间隔对IGZO TFT转移特性的影响 |
| 5.4 亚阈值摆幅对栅电压采样间隔的依赖关系 |
| 5.4.1 前向差分法 |
| 5.4.2 中心差分法 |
| 5.4.3 两种差分方法提取亚阈值摆幅的结果分析 |
| 5.5 栅电压采样间隔的经验公式 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）Si基p-GaN栅增强型GaN HEMT器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 GaN电子器件的研究现状及研究意义 |
| 1.2 GaNHEMT器件的研究现状 |
| 1.2.1 GaN基微波器件的研究现状 |
| 1.2.2 耗尽型HEMT电力电子器件的研究现状 |
| 1.2.3 增强型HEMT电力电子器件的研究现状 |
| 1.3 p型栅增强型器件存在的挑战 |
| 1.4 本论文的研究内容及安排 |
| 第2章 p型栅HEMT器件的物理模型及基本结构 |
| 2.1 物理模型 |
| 2.1.1 Ⅲ族氮化物材料特性 |
| 2.1.2 极化效应 |
| 2.2 Si上p-GaN HEMT外延结构 |
| 2.2.1 p-GaN/AlGaN/GaNHEMT外延结构 |
| 2.2.2 p-GaN栅器件结构及工艺介绍 |
| 2.3 器件基本参数 |
| 2.3.1 阈值电压(V_(TH)) |
| 2.3.2 特征导通电阻(R_(ON,sp)) |
| 2.3.3 击穿电压(V_(TH)) |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 热氧化p-GaN实现增强型HEMT器件的研究 |
| 3.1 GaN材料的热氧化研究 |
| 3.1.1 GaN热氧化机理研究 |
| 3.1.2 GaN热氧化条件的研究 |
| 3.2 氧化有源区p-GaN实现增强型HEMT器件 |
| 3.2.1 干法热氧化法制备p型栅增强型器件 |
| 3.2.2 薄层介质阻挡氧沿位错优先扩散 |
| 3.2.3 有/无介质阻挡下氧化后O在GaN中的分布研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 氧等离子体处理p-GaN实现增强型器件的研究 |
| 4.1 化合物半导体的半绝缘特性 |
| 4.2 氧等离子体处理条件对器件的影响 |
| 4.2.1 氧等离子体处理功率的研究 |
| 4.2.2 氧等离子体处理后的退火条件研究 |
| 4.2.3 氧等离子体处理时间的研究 |
| 4.3 器件电学性能的研究 |
| 4.3.1 器件静态电学性能分析 |
| 4.3.2 器件动态电学特性研究 |
| 4.3.3 器件温度稳定性的研究 |
| 4.4 氧等离子体处理p-GaN后氧分布的研究 |
| 4.4.1 XPS对氧分布的测试分析 |
| 4.4.2 SIMS对氧分布的测试分析 |
| 4.4.3 氧等离子体处理后表面形貌的研究 |
| 4.5 氧等离子体在p型栅器件中的其它应用 |
| 4.5.1 氧等离子体栅下处理研究 |
| 4.5.2 氧等离子体处理辅助激活p-GaN的研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 p型栅器件钝化层的研究 |
| 5.1 PECVD中等离子体对器件漏电的影响 |
| 5.2 几种减小钝化后漏电增加的方案 |
| 5.2.1 不同生长条件SiN_x对钝化后漏电的影响 |
| 5.2.2 钝化前表面处理对钝化后漏电的影响 |
| 5.2.3 Al_2O_3/SiN_x叠层介质对钝化后漏电的影响 |
| 5.2.4 后退火工艺对钝化后漏电的影响 |
| 5.3 表面刻蚀对钝化后漏电的影响 |
| 5.3.1 表面刻蚀深度对器件的影响 |
| 5.3.2 表面刻蚀后钝化效果研究 |
| 5.3.3 表面刻蚀后钝化机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 poly-Si/AlGaN/GaN HEMT器件制备与研究 |
| 6.1 GaN上Si的生长研究 |
| 6.2 poly-Si/AlGaN/GaN器件的制备与研究 |
| 6.2.1 离子注入制备的poly-Si/AlGaN/GaN器件研究 |
| 6.2.2 扩散制备的poly-Si/AlGaN/GaN器件研究 |
| 6.3 poly-Si/AlGaN/GaN器件测试与分析 |
| 6.3.1 poly-Si/AlGaN/GaN的pn结特性研究 |
| 6.3.2 poly-Si/AlGaN/GaN器件研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本论文的主要内容 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 已发表的论文和专利 |
（5）纳米级表面粗糙度对RF MEMS开关电气性能影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 RF MEMS开关及其研究现状 |
| 1.2.1 结构分类 |
| 1.2.2 研究现状 |
| 1.3 纳米级表面粗糙度及其对RF MEMS开关影响研究现状 |
| 1.3.1 纳米级表面粗糙度 |
| 1.3.2 纳米级表面粗糙度与CPW传输线 |
| 1.3.3 纳米级表面粗糙度与平行板电容器 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第二章 RF MEMS开关工作原理与物理模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 加工工艺 |
| 2.3 工作原理 |
| 2.3.1 机电分析 |
| 2.3.2 电磁分析 |
| 2.4 纳米级表面粗糙度定义及表征 |
| 2.4.1 均方根值表面粗糙度 |
| 2.4.2 凸峰密度 |
| 2.4.3 凸峰半径 |
| 2.5 考虑纳米级表面粗糙度时开关物理模型 |
| 2.5.1 共面波导传输线 |
| 2.5.2 平行板电容器 |
| 2.5.3 开关S参数 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 RF MEMS开关金属薄膜表面粗糙度分子动力学模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 溅射沉积 |
| 3.3 势函数 |
| 3.3.1 L-J势 |
| 3.3.2 EAM势 |
| 3.3.3 Tersoff势 |
| 3.4 沉积过程与边界条件 |
| 3.4.1 沉积过程 |
| 3.4.2 边界条件 |
| 3.5 仿真与实验结果对比 |
| 3.5.1 薄膜厚度与表面粗糙度 |
| 3.5.2 基板温度与表面粗糙度 |
| 3.5.3 沉积速率与表面粗糙度 |
| 3.5.4 热回流与表面粗糙度 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 考虑纳米级表面粗糙度时RF MEMS开关共面波导传输线研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 共面波导传输线 |
| 4.3 理想光滑共面波导传输线理论分析 |
| 4.3.1 特征阻抗 |
| 4.3.2 反射系数 |
| 4.4 考虑表面粗糙度时共面波导传输线理论分析 |
| 4.4.1 趋肤深度 |
| 4.4.2 传输线阻抗 |
| 4.4.3 反射系数 |
| 4.5 考虑表面粗糙度时共面波导传输线结果与讨论 |
| 4.5.1 传输线阻抗 |
| 4.5.2 传输线反射系数 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 考虑纳米级表面粗糙度时RF MEMS开关平行板电容器模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电容式RF MEMS开关的平行板电容器模型等效 |
| 5.3 平行板电容器模型理论分析 |
| 5.3.1 单个凸峰与光滑电极电容器 |
| 5.3.2 平行板电容器非接触态电容 |
| 5.3.3 平行板电容器接触态电容 |
| 5.4 理论计算与实验结果对比 |
| 5.4.1 单个凸峰与光滑电极电容器 |
| 5.4.2 平行板电容器非接触态电容 |
| 5.4.3 平行板电容器接触态电容 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 考虑纳米级表面粗糙度时RF MEMS开关S参数研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 S参数理论分析 |
| 6.3 S参数数值计算与实验结果对比 |
| 6.3.1 双端固支梁静电驱动圆孔电容式开关 |
| 6.3.2 四端固支梁静电驱动圆孔电容式开关 |
| 6.3.3 四端固支梁静电驱动方孔电容式开关 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）SRAM和MRAM器件的单粒子效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 空间辐射环境 |
| 1.1.1 银河宇宙射线 |
| 1.1.2 太阳粒子事件 |
| 1.1.3 范艾伦辐照带 |
| 1.2 微电子器件的辐照效应 |
| 1.2.1 单粒子效应 |
| 1.2.2 总剂量效应 |
| 1.2.3 位移损伤效应 |
| 1.3 集成电路发展趋势与重离子测试技术挑战 |
| 1.3.1 硅基技术发展趋势与重离子测试技术挑战 |
| 1.3.2 非硅基技术发展对重离子测试技术的挑战 |
| 1.4 重离子辐照单粒子效应实验装置 |
| 1.5 本文研究内容与目标 |
| 第2章 SOI SRAM重离子辐照效应研究 |
| 2.1 研究背景介绍 |
| 2.2 待测器件与重离子辐照实验条件 |
| 2.2.1 SOI SRAM器件工艺与电路单元结构 |
| 2.2.2 重离子辐照测试实验方法 |
| 2.3 重离子辐照SOI SRAM单粒子翻转敏感性研究 |
| 2.3.1 单元版图结构对单粒子敏感性影响 |
| 2.3.2 重离子能量对单粒子敏感性影响 |
| 2.3.3 重离子入射方位角对单粒子敏感性影响 |
| 2.4 累积电离剂量对单粒子翻转敏感性影响研究 |
| 2.4.1 实验方法 |
| 2.4.2 实验结果与讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 三维堆叠SRAM重离子辐照效应研究 |
| 3.1 研究背景介绍 |
| 3.2 模拟仿真模型与重离子实验结果 |
| 3.2.1 三维纵向堆叠SRAM模型 |
| 3.2.2 重离子模拟仿真实验方法 |
| 3.3 Monte Carlo模拟实验结果与分析 |
| 3.3.1 高能重离子辐照实验结果 |
| 3.3.2 中能重离子辐照实验结果 |
| 3.3.3 低能重离子辐照实验结果 |
| 3.3.4 不同能量下平均翻转截面对比 |
| 3.4 重离子辐照实验临界射程公式 |
| 3.4.1 重离子辐照最劣射程物理模型 |
| 3.4.2 模拟仿真验证临界射程公式 |
| 3.5 三维堆叠器件重离子辐照测试标准 |
| 3.5.1 空间离子LET谱及重离子Bragg peak |
| 3.5.2 三维堆叠器件重离子辐照测试方案 |
| 3.5.3 验证三维堆叠器件重离子测试方案 |
| 3.5.4 二维平面器件重离子辐照测试建议 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 MRAM重离子辐照效应研究 |
| 4.1 研究背景介绍 |
| 4.2 待测器件与重离子辐照测试方法 |
| 4.2.1 磁性隧道结物理模型 |
| 4.2.2 MRAM器件物理结构 |
| 4.2.3 重离子辐照实验方法 |
| 4.3 前道CMOS工艺对MTJ可靠性的影响 |
| 4.3.1 重离子辐照实验条件 |
| 4.3.2 重离子辐照实验结果 |
| 4.3.3 实验结果讨论与分析 |
| 4.4 重离子辐照MTJ失效模型 |
| 4.4.1 重离子辐照实验条件 |
| 4.4.2 重离子辐照实验结果 |
| 4.4.3 实验结果讨论与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）大气等离子体作用下碳化硅的氧化机理及外延石墨烯制备工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 SiC热氧化研究现状 |
| 1.2.2 石墨烯制备研究现状 |
| 1.2.3 等离子体在SiC表面改性领域研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第2章 超高温条件下SiC的氧化动力学研究 |
| 2.1 SiC的传统热氧化与超高温热氧化 |
| 2.1.1 实验装置与实验样品 |
| 2.1.2 SiC的热氧化实验研究 |
| 2.2 氧气浓度与温度对SiC氧化行为的影响 |
| 2.2.1 氧气浓度变化与SiC氧化行为的关系 |
| 2.2.2 超高温对于氧气调控SiC氧化动力学的必要性 |
| 2.2.3 高真空超高温条件下SiC表面外延石墨烯的生长 |
| 2.3 TO-SiO_2与TCVD-SiO_2 的性质及形成机理分析 |
| 2.3.1 热氧化区与热化学气相沉积区元素分布差异分析 |
| 2.3.2 热氧化区与热化学气相沉积区结晶程度差异分析 |
| 2.3.3 热氧化区与热化学气相沉积区元素成键差异分析 |
| 2.3.4 TO-SiO_2与TCVD-SiO_2 形成机理分析 |
| 2.4 基于ReaxFF反应力场的SiC氧化动力学研究 |
| 2.4.1 ReaxFF反应分子动力学简介 |
| 2.4.2 仿真计算的准确性与可信度分析 |
| 2.4.3 SiC氧化行为的分子动力学研究结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 大气等离子体氧化SiC的机理研究 |
| 3.1 大气压等离子体设备搭建 |
| 3.1.1 大气等离子体简介 |
| 3.1.2 ICP等离子体设备及工作原理 |
| 3.2 SiC的等离子体氧化实验 |
| 3.2.1 ICP等离子体温度及光谱测试 |
| 3.2.2 不同等离子体功率下的氧化实验 |
| 3.2.3 不同等离子体照射时间下的氧化实验 |
| 3.2.4 不同氧气浓度体系下的氧化实验 |
| 3.3 等离子体氧化SiC的机理分析 |
| 3.3.1 ICP等离子体作用下的SiC氧化模型 |
| 3.3.2 基于氧化模型的SiC抛光工艺猜想 |
| 3.4 基于ICP等离子体的SiC非减材抛光工艺 |
| 3.4.1 CMP抛光的SiC表面原子级台阶结构的制备 |
| 3.4.2 SiC切割片的抛光探索 |
| 3.4.3 抛光机理研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于大气等离子体的SiC外延石墨烯生长工艺探索 |
| 4.1 石墨烯的SiC外延生长法 |
| 4.1.1 SiC外延生长石墨烯的基本原理 |
| 4.1.2 大气等离子体作用下SiC外延生长石墨烯的可行性分析 |
| 4.2 大气等离子体作用下的SiC外延石墨烯生长探索 |
| 4.2.1 SiC表面片层状石墨烯的生长 |
| 4.2.2 SiC表面片层状结构的演变规律 |
| 4.3 现存问题与改进方案 |
| 4.3.1 现存问题分析 |
| 4.3.2 大气等离子体装置的改进设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）光面晶体硅—陷光膜复合吸光结构的设计制造及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 晶体硅电池结构 |
| 1.3 晶体硅电池表面光功能织构 |
| 1.4 常规表面光功能织构的制备 |
| 1.4.1 晶体硅化学制绒 |
| 1.4.2 晶体硅物理制绒 |
| 1.4.3 黑硅表面织构 |
| 1.5 存在的问题、研究目标及主要研究内容 |
| 1.5.1 常规光功能织构制备遇到的瓶颈问题 |
| 1.5.2 复合光功能织构的提出及其制备 |
| 1.5.3 论文的研究思路 |
| 1.5.4 论文结构及主要内容 |
| 第2章 晶体硅电池及其光功能膜的光学特性 |
| 2.1 晶体硅电池表面的反射与折射 |
| 2.1.1 平面波的反射和折射 |
| 2.1.2 晶体硅表面的反射与折射 |
| 2.2 晶体硅电池表面光功能膜的光学性能 |
| 2.2.1 PECVD制备平面减反膜 |
| 2.2.2 复合光功能织构膜 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 光面晶体硅-陷光膜复合吸光结构设计 |
| 3.1 不同形貌光功能织构的光学特性 |
| 3.2 复合陷光膜与绒面单晶硅的光学性能对比分析 |
| 3.3 三棱锥光功能织构膜光学性能的理论分析 |
| 3.3.1 外表面反射损失 |
| 3.3.2 内表面折射损失 |
| 3.4 光面晶体硅-陷光膜复合吸光结构设计 |
| 3.4.1 光面晶体硅-陷光膜复合吸光结构模型分析 |
| 3.4.2 光面晶体硅-陷光膜复合结构光学性能分析 |
| 3.5 三棱锥光功能织构膜结构设计 |
| 3.5.1 无效逆反射区域分析 |
| 3.5.2 三棱锥陷光膜结构参数设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 三棱锥光功能织构膜超精密高效制造 |
| 4.1 三棱锥光功能织构膜UV压印工艺分析 |
| 4.1.1 光功能织构膜压印工艺分析 |
| 4.1.2 三棱锥织构膜UV压印工艺流程 |
| 4.2 原始模芯超精密刨削及精度检测 |
| 4.2.1 原始模芯加工工艺分析 |
| 4.2.2 三棱锥织构原始模芯精密刨削加工 |
| 4.2.3 三棱锥织构原始模芯检测分析 |
| 4.2.4 超声空化去除三棱锥谷底微细毛刺 |
| 4.3 工作模具精密电铸及精度检测 |
| 4.3.1 工作模具精密电铸 |
| 4.3.2 拼缝对工作模具有效光功能面积的影响 |
| 4.4 三棱锥织构膜UV压印 |
| 4.4.1 压印工艺流程分析 |
| 4.4.2 UV压印实验 |
| 4.5 制备精度对织构膜光学性能影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 光面晶体硅-陷光膜复合电池制备及性能评价 |
| 5.1 单晶硅电池制备流程 |
| 5.2 绒面单晶硅电池制备及评价 |
| 5.2.1 单晶硅不均匀金字塔织构热应力缺陷分析 |
| 5.2.2 单晶硅金字塔织构均匀系数量化表征 |
| 5.2.3 利用均匀系数优化单晶硅的制绒工艺参数 |
| 5.2.4 绒面单晶硅电池光电特性评价 |
| 5.3 光面单晶硅电池制备及评价 |
| 5.3.1 化学抛光制备光面单晶硅片 |
| 5.3.2 化学机械抛光制备光面单晶硅片 |
| 5.3.3 光面单晶硅电池光电特性评价 |
| 5.4 光面晶体硅-陷光膜复合吸光结构电池制备及评价 |
| 5.4.1 光面晶体硅-陷光膜复合吸光结构界面特性研究 |
| 5.4.2 光面晶体硅-陷光膜复合电池制备 |
| 5.4.3 光面晶体硅-陷光膜复合吸光结构电池光学特性评价 |
| 5.4.4 光面晶体硅-陷光膜复合吸光结构电池的光电转换效率评价 |
| 5.4.5 晶体硅电池组件的电学特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）多层结构氮化硅基阻变器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 非易失性存储器研究概述 |
| 1.1.1 闪存(Flash) |
| 1.1.2 铁电存储器(FRAM) |
| 1.1.3 相变存储器(PCRAM) |
| 1.1.4 磁阻存储器(MRAM) |
| 1.1.5 阻变存储器(RRAM) |
| 1.2 本文主要工作和安排 |
| 1.3 本章小结 |
| 第二章 RRAM器件研究概述 |
| 2.1 RRAM器件基本概念及工作原理 |
| 2.2 RRAM器件的材料体系 |
| 2.2.1 固态电解质材料 |
| 2.2.2 二元金属氧化物材料 |
| 2.2.3 有机材料 |
| 2.2.4 多元金属氧化物材料 |
| 2.2.5 氮化物材料 |
| 2.3 RRAM器件阻变机制 |
| 2.3.1 界面势垒调制机制 |
| 2.3.2 导电细丝调制机制 |
| 2.4 RRAM器件导电机制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 SiN_x/AlO_x双层结构RRAM器件阻变特性研究 |
| 3.1 双层结构SiN_x基阻变器件的研究价值和研究现状 |
| 3.2 Ta/SiN_x/AlO_x/Pt双层结构RRAM器件的阻变特性 |
| 3.2.1 器件的制备工艺 |
| 3.2.2 器件的电学特性 |
| 3.3 器件的导电机制分析 |
| 3.4 器件的阻变模型 |
| 3.5 器件开关参数均匀性分析 |
| 3.6 氮化硅层和氧化铝层厚度对器件阻变特性的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 SiN_x/AlN双层结构RRAM器件阻变特性研究 |
| 4.1 Ta/SiN_x/AlN/Pt双层结构RRAM器件 |
| 4.1.1 器件结构和工艺制备流程 |
| 4.1.2 器件电学特性分析 |
| 4.2 器件导电机制分析 |
| 4.3 器件开关参数均匀性分析 |
| 4.4 Ta/SiN_x/AlN/Pt双层结构RRAM器件的阻变模型 |
| 4.5 器件耐受性和保持特性分析 |
| 4.6 SiN_x/AlO_x和SiN_x/AlN两种结构器件性能比较 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）高k栅介质AlGaN/GaN MOS-HEMT器件特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 GaN基器件的研究背景和意义 |
| 1.2 AlGaN/GaN MOS-HEMT器件研究 |
| 1.3 论文的主要工作内容和结构 |
| 第二章 HEMT器件物理与制备工艺 |
| 2.1 AlGaN/GaN MOS-HEMT器件物理 |
| 2.1.1 AlGaN/GaN HEMT器件的工作机理 |
| 2.1.2 AlGaN/GaN MOS结构漏电机理 |
| 2.1.3 电流崩塌效应 |
| 2.1.4 阈值电压迟滞 |
| 2.2 AlGaN/GaN HEMT器件制备工艺 |
| 2.2.1 器件制备工艺 |
| 2.2.2 栅介质制备工艺 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 界面态测试表征方法 |
| 3.1 MOS结构CV特性分析 |
| 3.1.2 CV变频测试分析 |
| 3.1.3 CV迟滞测试分析 |
| 3.2 转移曲线IV直流双扫法 |
| 3.3 转移曲线脉冲IV测试方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 PECVD-SiX/AlGaN/GaN MOS-HEMTs器件研究 |
| 4.1 Si ON薄膜工艺优化 |
| 4.2 SiX-MOS-HEMTs器件直流I-V特性 |
| 4.3 SiX/AlGaN/GaN界面特性 |
| 4.4 SiX-MOS-HEMTs器件电流崩塌特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 磁控溅射Al_2O_3 介质MOS-HEMTs器件研究 |
| 5.1 磁控溅射Al_2O_3 MOS-HEMT工艺 |
| 5.1.1 Al_2O_3 薄膜工艺优化 |
| 5.1.2 Al_2O_3 溅射对外延的损伤与修复 |
| 5.1.3 Al_2O_3 MOS-HEMT器件工艺兼容 |
| 5.2 Al_2O_3-MOS-HEMTs器件直流I-V特性 |
| 5.3 Al_2O_3/AlGaN/GaN界面特性 |
| 5.4 Al_2O_3-MOS-HEMTs器件电流崩塌特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 本文主要结论 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、PECVD形成纳米级薄膜界面陷阱的物理模型（论文参考文献）
- [1]石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用[D]. 吴声豪. 浙江大学, 2021
- [2]垂直取向石墨烯边缘能质传递强化机理及能源应用[D]. 徐晨轩. 浙江大学, 2021(01)
- [3]基于等离子体辅助制程的InGaZnO薄膜晶体管的研究[D]. 刘畅. 吉林大学, 2021(01)
- [4]Si基p-GaN栅增强型GaN HEMT器件研究[D]. 孙驰. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]纳米级表面粗糙度对RF MEMS开关电气性能影响的研究[D]. 陈志强. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [6]SRAM和MRAM器件的单粒子效应研究[D]. 赵培雄. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2020(01)
- [7]大气等离子体作用下碳化硅的氧化机理及外延石墨烯制备工艺研究[D]. 张永杰. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [8]光面晶体硅—陷光膜复合吸光结构的设计制造及性能研究[D]. 许志龙. 华侨大学, 2020
- [9]多层结构氮化硅基阻变器件研究[D]. 蒋欣孜. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [10]高k栅介质AlGaN/GaN MOS-HEMT器件特性研究[D]. 陈迪涛. 华南理工大学, 2019