气体吸附对硅锗异质结纳米线电子结构与光学性质的影响

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作者 顾芳 陆春玲 +2 位作者 刘清惓 张加宏 朱涵 《原子与分子物理学报》 北大核心 2024年第4期63-70,共8页

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),采用第一性原理方法探讨了沿[112]晶向的硅锗异质结纳米线作为气体传感器检测CO,CO_(2)和Cl2的能力,着重计算了其吸附气体分子前后的吸附能、能带结构与光学性质.几何结构优化计算表明:不同... 基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),采用第一性原理方法探讨了沿[112]晶向的硅锗异质结纳米线作为气体传感器检测CO,CO_(2)和Cl2的能力,着重计算了其吸附气体分子前后的吸附能、能带结构与光学性质.几何结构优化计算表明:不同硅锗组分的[112]晶向的硅锗纳米线对CO,CO_(2)和Cl_(2)分子的吸附能的绝对值在0.001 eV至1.36 eV之间,其中Si_(24)Ge_(36)H_(32)对CO_(2)气体的吸附能最大,气敏性能最好.能带结构计算表明:吸附CO和CO_(2)分子的[112]晶向硅锗纳米线能带的简并度明显减小,带隙变化较小;而吸附Cl2分子后的价带顶与导带底之间产生了杂质能级使其带隙减小.光学性质计算表明:Si_(24)Ge_(36)H_(32)纳米线吸附CO, CO_(2)和Cl_(2)分子后的光学性质差异明显,主要体现在吸收谱的范围及吸收峰的峰值上,上述研究结果为[112]晶向Si_(24)Ge_(36)H_(32)纳米线可作为气体传感器敏感材料提供了一定的理论依据. 展开更多

关键词 硅锗异质结纳米线 气体吸附 电子结构 光学性质

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硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线晶体管

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作者 洪文婷 韩伟华 +2 位作者 王昊 吕奇峰 杨富华 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2014年第6期345-354,共10页

硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线晶体管已经成为高速、低功耗纳米级器件的重要发展方向。首先,从气相-液相-固相生长和选择区域生长的角度,阐明了在硅衬底上无位错生长高晶体质量Ⅲ-Ⅴ族纳米线的机制。在此基础上,介绍了垂直结构和水平结构Ⅲ-Ⅴ族纳... 硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线晶体管已经成为高速、低功耗纳米级器件的重要发展方向。首先,从气相-液相-固相生长和选择区域生长的角度,阐明了在硅衬底上无位错生长高晶体质量Ⅲ-Ⅴ族纳米线的机制。在此基础上,介绍了垂直结构和水平结构Ⅲ-Ⅴ族纳米线晶体管的制备方法。研究表明,垂直结构纳米线容易实现高密度生长,而水平结构纳米线有利于逻辑栅的制作。通过比较垂直生长、水平生长、衬底转移和自上而下纳米加工技术制备Ⅲ-Ⅴ族纳米线的工艺优缺点,为水平结构Ⅲ-Ⅴ族纳米线在硅衬底上的大面积异构集成及其器件的制作提供了新的解决方案。 展开更多

关键词 场效应晶体管(FET) Ⅲ-Ⅴ族纳米线 硅衬底 气相-液相-固相生长 选择区域生长(SAG)

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纳米MOSFET的多栅结构和应变硅纳米线结构 被引量：1

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作者 李小明 韩伟华 +2 位作者 张严波 陈燕坤 杨富华 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2011年第11期689-696,共8页

介绍了在进入22nm技术节点后MOSFET器件的两个发展方向,即多栅结构和应变硅纳米线结构。首先通过分析特征长度与有效栅极数量的关系,表明多栅结构器件可以有效增强栅极对沟道的控制,抑制短沟道效应,接近理想的亚阈值斜率;然后分析了应... 介绍了在进入22nm技术节点后MOSFET器件的两个发展方向,即多栅结构和应变硅纳米线结构。首先通过分析特征长度与有效栅极数量的关系,表明多栅结构器件可以有效增强栅极对沟道的控制,抑制短沟道效应,接近理想的亚阈值斜率;然后分析了应变对能带结构的影响,从理论上论述了应变沟道可以显著提高载流子迁移率;最后介绍了悬浮硅纳米线通过热氧化诱导形成应变沟道的方法,并对应力来源进行了分析。纳米结构CMOS晶体管由平面沟道结构向立体沟道结构转变,将成为器件未来主流的发展方向。 展开更多

关键词 场效应晶体管 多栅结构 应变 硅纳米线 围栅

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Ⅲ-Ⅴ族纳米线晶体管的研究进展 被引量：2

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作者 张望 韩伟华 +2 位作者 吕奇峰 王昊 杨富华 《微纳电子技术》 北大核心 2016年第2期87-97,共11页

从器件结构和电学特性等方面,对具有垂直结构和水平结构的Ⅲ-Ⅴ族纳米线晶体管的最新研究进展进行了综述。对于垂直器件,虽然高质量的垂直Ⅲ-Ⅴ族纳米线易于获得,但栅极的逻辑布线难以实现;对于水平结构器件,虽然栅极的逻辑布线与当前... 从器件结构和电学特性等方面,对具有垂直结构和水平结构的Ⅲ-Ⅴ族纳米线晶体管的最新研究进展进行了综述。对于垂直器件,虽然高质量的垂直Ⅲ-Ⅴ族纳米线易于获得,但栅极的逻辑布线难以实现;对于水平结构器件,虽然栅极的逻辑布线与当前的平面硅差异不大,但无催化剂条件下难以选区定位生长水平Ⅲ-Ⅴ族纳米线。硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线晶体管不仅能有效提高沟道迁移率等性能,而且可以保证与硅工艺的兼容性,同时降低Ⅲ-Ⅴ族材料晶体管高昂的成本。研究表明,水平结构的硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线晶体管将具有更大的发展潜力。 展开更多

关键词 晶体管 Ⅲ-Ⅴ族纳米线 垂直结构 水平结构 硅基衬底

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基于金/硅纳米线阵列肖特基结的自驱动式的可见-近红外光探测器性能研究 被引量：1

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作者 洪清水 曹阳 +2 位作者 孙家林 万平玉 贺军辉 《影像科学与光化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期532-541,共10页

本文成功构筑了金/硅纳米线(Au/SiNWs)阵列自驱动式可见-近红外光探测器。探测器在暗态时表现出良好的二极管整流特性,在±1V偏压下,整流比达584。在可见-近红外光照下,光探测器具有明显的光生伏特效应。光探测性能研究表明:当无外... 本文成功构筑了金/硅纳米线(Au/SiNWs)阵列自驱动式可见-近红外光探测器。探测器在暗态时表现出良好的二极管整流特性,在±1V偏压下,整流比达584。在可见-近红外光照下,光探测器具有明显的光生伏特效应。光探测性能研究表明:当无外加偏压时,探测器对波长为405nm、532nm和1064nm的光源具有较高的响应率,并且响应快速、信号稳定,重现性良好;当给器件施加一个很小的正偏压时,通过暗态和照光的切换,探测器可使外电路中的电流快速地正负交替变化,从而实现一种快速、有效的二进制光响应。自驱动式Au/SiNWs阵列光探测器显示了高灵敏、快速、宽光谱响应特性,具有巨大的应用前景。 展开更多

关键词 自驱动 可见-近红外光探测 肖特基结 硅纳米线阵列

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美国制出硅纳米晶体管 展现出明显的量子限制效应

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《航天器工程》 2011年第3期97-97,共1页

据科技网报道，美国物理学家组织网2011年3月21日报道，美国得克萨斯大学的一个研究小组用非常细的纳米线制造出一种晶体管，表现出明显的量子限制效应，纳米线的直径越小，电流越强。该技术有望在生物感测、集成电路缩微制造方面发挥... 据科技网报道，美国物理学家组织网2011年3月21日报道，美国得克萨斯大学的一个研究小组用非常细的纳米线制造出一种晶体管，表现出明显的量子限制效应，纳米线的直径越小，电流越强。该技术有望在生物感测、集成电路缩微制造方面发挥重要作用。相关研究发表在最近出版的《纳米快报》上。 展开更多

关键词 美国得克萨斯大学 量子限制效应 纳米晶体管 物理学家 集成电路 纳米线 微制造 硅

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硅纳米线太阳能电池研究进展 被引量：2

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作者 李忠 唐安江 +3 位作者 唐石云 王伟 张贵飞 许秋媛 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期64-68,共5页

硅纳米线基太阳电池相对于平面硅基太阳电池具有来源丰富低成本的特点,在未来光伏市场应用中具有一定的潜力及价值。就硅纳米线太阳能电池的工作原理,即势垒电场的形成和光生电场的产生进行了简要介绍。详细阐述了径向型和轴向型两种结... 硅纳米线基太阳电池相对于平面硅基太阳电池具有来源丰富低成本的特点,在未来光伏市场应用中具有一定的潜力及价值。就硅纳米线太阳能电池的工作原理,即势垒电场的形成和光生电场的产生进行了简要介绍。详细阐述了径向型和轴向型两种结构的硅纳米线太阳能电池及硅纳米线长度和微观形貌对其光电转换效率的影响。最后,对硅纳米线太阳能电池的发展进行了展望。 展开更多

关键词 硅纳米线 光电效应 太阳能电池 转换效率 PN结

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硅纳米线传感器灵敏度研究进展 被引量：1

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作者 方敏 闫江 +7 位作者 魏千惠 张青竹 魏淑华 王艳蓉 张兆浩 熊恩毅 张双 张静 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2021年第3期225-232,253,共9页

对基于一维纳米材料的硅纳米线场效应晶体管(SiNW-FET)传感器在疾病早期诊断中检测超低浓度生物标志物的优势进行了简单阐述,提出提高SiNW-FET传感器检测灵敏度的重要性和必要性。介绍了SiNW-FET传感器的工作原理、检测灵敏度和检测限(L... 对基于一维纳米材料的硅纳米线场效应晶体管(SiNW-FET)传感器在疾病早期诊断中检测超低浓度生物标志物的优势进行了简单阐述,提出提高SiNW-FET传感器检测灵敏度的重要性和必要性。介绍了SiNW-FET传感器的工作原理、检测灵敏度和检测限(LOD)。重点讨论了通过对SiNW表面修饰方法的优化、使用不同结构形状SiNW和降低传感器德拜屏蔽效应等方法提高SiNW-FET传感器的灵敏度,对各种提高灵敏度的方法和对应方法下SiNW-FET传感器的检测限或灵敏度进行了对比总结。最后,总结了提高SiNW-FET传感器灵敏度的方法和目前亟待解决的问题,并展望了其发展趋势。 展开更多

关键词 硅纳米线场效应晶体管(SiNW-FET) 一维纳米材料 传感器 灵敏度 检测限(LOD) 表面修饰

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硅纳米线界面态的化学钝化方法概述

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作者 窦亚梅 韩伟华 杨富华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期675-683,共9页

分析了界面态对硅无结纳米线晶体管（JNT）亚阈值摆幅和电导率的影响,并详细总结了化学钝化硅纳米线界面态的方法以及对器件性能的影响。化学钝化方法主要包括各向同性的氢氟酸（HF）腐蚀钝化和各向异性的四甲基氢氧化铵（TMAH）腐蚀钝... 分析了界面态对硅无结纳米线晶体管（JNT）亚阈值摆幅和电导率的影响,并详细总结了化学钝化硅纳米线界面态的方法以及对器件性能的影响。化学钝化方法主要包括各向同性的氢氟酸（HF）腐蚀钝化和各向异性的四甲基氢氧化铵（TMAH）腐蚀钝化。HF钝化方法以氢饱和硅表面悬挂键来减少其表面界面态,TMAH钝化方法则通过各向异性腐蚀形成Si—O键。化学处理后得到了光滑的硅纳米线晶面表面结构,从而有效地抑制界面态对电导率的影响,使器件达到理想的亚阈值摆幅。研究结果表明,利用化学腐蚀钝化方法优化界面态,能够有效改善硅纳米线晶体管的性能。 展开更多

关键词 硅无结纳米线晶体管(jnt) 电导率 亚阈值摆幅 界面态 化学处理

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硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线及其若干半导体器件

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作者 陶桂龙 许高博 徐秋霞 《半导体技术》 CSCD 北大核心 2017年第6期411-420,共10页

综述了硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线与异质结制备技术的研究进展。针对基于Ⅲ-Ⅴ族纳米线的半导体器件,重点介绍了硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线场效应晶体管的研究现状,详细介绍了硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线场效应晶体管和隧穿场效应晶体管的制备流程、工艺技术和器... 综述了硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线与异质结制备技术的研究进展。针对基于Ⅲ-Ⅴ族纳米线的半导体器件,重点介绍了硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线场效应晶体管的研究现状,详细介绍了硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线场效应晶体管和隧穿场效应晶体管的制备流程、工艺技术和器件的电学性能,并对影响器件电学性能的因素进行了分析。概括介绍了硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线激光器和硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线太阳电池的研究成果,基于硅衬底的Ⅲ-Ⅴ族纳米线太阳电池为低成本、高效能的太阳电池领域开辟了新途径。研究结果表明,采用硅基Ⅲ-Ⅴ族纳米线制备的场效应晶体管、激光器及太阳电池等半导体器件相对于Si,Ge等传统半导体材料制备的器件有着巨大的优势,在未来集成电路技术中具有越来越大的影响力。 展开更多

关键词 Ⅲ-Ⅴ族纳米线 异质结 场效应晶体管 激光器 太阳电池

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宁波材料所在无结薄膜晶体管领域取得重要进展

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《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期141-141,共1页

最近，国外科研人员报道了一种新型的无结纳米线晶体管。这种晶体管源极和漏极与沟道区之间没有结的存在。相比传统的结型晶体管，无结晶体管的源极、漏极与沟道共用一根重掺杂的硅纳米线，从而大大简化了传统器件的制备工艺并降低了器... 最近，国外科研人员报道了一种新型的无结纳米线晶体管。这种晶体管源极和漏极与沟道区之间没有结的存在。相比传统的结型晶体管，无结晶体管的源极、漏极与沟道共用一根重掺杂的硅纳米线，从而大大简化了传统器件的制备工艺并降低了器件的制作成本。 展开更多

关键词 薄膜晶体管 材料 宁波 硅纳米线 结型晶体管 科研人员 制作成本 制备工艺

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一种在硅材料表面组装金纳米颗粒的新方法

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作者 张栋 肖淼 +2 位作者 马迅 程国胜 张兆春 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期25-28,50,共5页

以氯金酸、L-半胱氨酸为反应试剂,利用内电流和金硫自组装效应,在硅材料表面组装了较为均一的金纳米颗粒,并利用荧光分析与硅纳米线场效应晶体管对该方法进行了相关验证。结果表明:经氢氟酸处理后的硅材料,在氯金酸和L-半胱氨酸混合溶... 以氯金酸、L-半胱氨酸为反应试剂,利用内电流和金硫自组装效应,在硅材料表面组装了较为均一的金纳米颗粒,并利用荧光分析与硅纳米线场效应晶体管对该方法进行了相关验证。结果表明:经氢氟酸处理后的硅材料,在氯金酸和L-半胱氨酸混合溶液中反应3min可在硅表面得到较为均匀、稳定的金纳米颗粒层,其中,氯金酸浓度为0.5mmol/L,氯金酸和L-半胱氨酸浓度比为3∶1。荧光分析表明该方法组装的金颗粒表面已氨基功能化,使得金纳米颗粒修饰的硅材料在应用于生物检测时可直接醛基化修饰蛋白,简化了实验操作。同时,该方法可以在硅纳米线场效应晶体管中特异性组装金纳米颗粒,有力地支持了相关器件在疾病检测方面的应用。 展开更多

关键词 金纳米颗粒 硅材料 荧光分析 硅纳米线场效应晶体管

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真空栅介质场效应晶体管自热效应模型

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作者 苏亚丽 赖俊桦 +2 位作者 钱俊杰 叶雨欣 张国和 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期85-92,共8页

针对纳米尺度金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)热传输尺度效应对自热效应影响加剧的问题,提出一种考虑尺度影响的真空栅介质垂直堆叠硅纳米线(SiNWs)环栅场效应晶体管(GAA FET)自热效应模型。首先,分析硅薄膜与SiNWs内声子散射自... 针对纳米尺度金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)热传输尺度效应对自热效应影响加剧的问题,提出一种考虑尺度影响的真空栅介质垂直堆叠硅纳米线(SiNWs)环栅场效应晶体管(GAA FET)自热效应模型。首先,分析硅薄膜与SiNWs内声子散射自由程之间的关系,量化用于衡量声子边界散射的SiNW热导率衰减因子;然后,根据国际上现阶段关于纳米硅薄膜热导率的解析模型,推导得到考虑尺度效应影响的SiNW热导率解析模型;最后,结合纳尺度器件热传输的关键路径,建立起考虑尺度影响的GAA SiNWs FET自热效应模型。在TCAD软件中采用所提自热效应模型实现了GAA SiNWs FET自热效应的数值计算。仿真结果表明:低热导率真空栅介质、垂直堆叠多热源与热传输尺度效应将导致真空栅介质GAA SiNWs FET热生成与扩散过程更加复杂,加剧器件自热效应;通过真空栅介质间隙与环绕气体压强之间的折中设计能够最大化栅极热传输能力,达到抑制器件自热效应以改善器件性能及其可靠性的目的;与传统自热效应模型估算的热点温度值相比,所提出的自热效应模型预测的真空栅器件内热点温度提高了30%,表明该自热效应模型能够有效的揭示GAA FET内SiNW热传输尺度效应对自热效应的影响机制。 展开更多

关键词 场效应晶体管 热导率 热传输 硅纳米线 自热效应

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硅基低维材料的可见光发射机理探讨 被引量：2

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作者 彭英才 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期146-151,共6页

Si的可见光发射是半导体发光材料研究中的一个新课题。文中从能带工程的角度出发，着重讨论了SiGe应变层异质结、Si量子细线、Si纳米团簇以及Si－O化合物年维体系的可见光发射机理，并进而探讨了提高这些娃基低线材料发光效率的可能途径。

关键词 应变层异质结 量子细线 纳米团簇 硅 锗化硅

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我国科学家研制出新型异质结光探测器

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《红外》 CAS 2014年第8期F0004-F0004,共1页

据www．ipc．ac．cn网站报道，日前，中国科学院理化技术研究所贺军辉团队和清华大学孙家林团队通过合作在实现超宽带光探测方面取得了重要进展。他们制作了一种还原氧化石墨烯硅纳米线阵列异质结光探测器，

关键词 光探测器 异质结 中国科学院理化技术研究所 科学家 硅纳米线阵列 清华大学 氧化石墨 IPC

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