一、Mn注入GaAs半導體的電特性研究（論文文獻綜述）
李駿康[1]（2021）在《高性能低功耗鍺溝道場效應晶體管技術(shù)的研究》文中認為近幾年,信息技術(shù)的進步極大推動了集成電路制造業(yè)的發(fā)展。采用硅（Si）作為溝道材料的金屬氧化物半導體場效應晶體管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）器件是現(xiàn)代集成電路制造技術(shù)的基礎(chǔ),Si MOSFET器件性能的提升（或獲得更大的工作電流）主要依賴于溝道長度的縮短。為了克服縮短溝道長度帶來的短溝道效應,在摩爾定律的不斷演進過程中,出現(xiàn)了許多改進的工藝技術(shù),包括應變Si技術(shù)、HKMG（High-K Metal Gate）技術(shù)、FinFET技術(shù)等,它們最大程度地提高了 SiMOSFET器件的性能。目前量產(chǎn)級的Si MOSFET器件溝道長度已經(jīng)小于20 nm,進一步減小溝道長度將變得非常困難。新型的高遷移率溝道材料能夠在不縮短溝道長度的同時提高MOSFET器件的工作電流,是解決未來集成電路制造技術(shù)發(fā)展的理想方案。鍺（Ge）作為與Si同族的新型半導體材料,具有比Si更高的載流子遷移率,同時兼容傳統(tǒng)Si工藝,是非常有前景的晶體管溝道材料。本論文主要研究了 Ge MOSFET器件制備中源漏形成和柵極堆垛的新工藝技術(shù),并探討了 Ge溝道在隧穿場效應晶體管（Tuneling Field Effect Transistor,TFET）和鐵電場效應晶體管中應用的關(guān)鍵問題,主要取得了以下成果:本論文基于Ge工藝提出了新源漏形成和柵極堆垛技術(shù),實現(xiàn)了高性能的Ge MOSFET器件。首先,低寄生電阻、高開關(guān)比和淺結(jié)深的源漏是獲得高性能MOSFET器件的必要條件,而由于Ge中摻雜離子的固溶度相比Si更低,同時摻雜離子的熱擴散系數(shù)較大,傳統(tǒng)工藝很難獲得高效的Ge基源漏結(jié):（1）本論文結(jié)合旋涂摻雜和激光退火技術(shù),形成了具有高摻雜濃度的超淺結(jié)深p-n結(jié),實驗表明,結(jié)表面摻雜濃度是傳統(tǒng)熱退火樣品的1.5倍,同時結(jié)深只有熱退火樣品的1/3（～20nm）,其p+/n結(jié)和n+/p結(jié)的開關(guān)比、開態(tài)電流都得到了提升,關(guān)態(tài)電流也得到了抑制;（2）本論文利用微波退火技術(shù),實現(xiàn)了低阻態(tài)和高勢壘的NiGe/n-Ge肖特基結(jié),其開關(guān)比接近離子注入的p-n結(jié),利用NiGe/n-Ge肖特基結(jié),進一步制備了高性能的GepMOSFET器件,其源漏寄生電阻僅為傳統(tǒng)離子注入器件的1/5,同時有效得抑制了結(jié)漏電。同時,由于Ge表面及其氧化物的不穩(wěn)定性,制備高質(zhì)量Ge MOS結(jié)構(gòu)（包括柵氧/Ge界面和柵氧本身）也是獲得高性能Ge MOSFET器件的關(guān)鍵:（1）在Ge MOS界面鈍化方面,本論文提出利用原位臭氧后氧化處理技術(shù),提高了 Ge氧化物的穩(wěn)定性,改善了 Ge MOS界面質(zhì)量,獲得了小等效氧化層厚度（Equivalent Oxide Thickness,EOT）和高遷移率的 GepMOSFET 器件;（2）本論文創(chuàng)新性地提出具有雙層MoS2/Ge量子阱結(jié)構(gòu)的Ge MOSFET器件,利用雙層MoS2和Ge的能帶在價帶和導帶處的勢壘差,能夠在p型和n型Ge MOSFET器件中同時形成量子阱溝道,從而減少由于柵氧/Ge界面質(zhì)量差引起的載流子散射,提高載流子遷移率,使Ge MOSFET器件的開態(tài)電流提升了 一倍。新輸運機制的TFET器件是實現(xiàn)低功耗集成電路的有效解決方案,本論文研究了影響Ge TFET器件性能最重要的部分—源漏隧穿結(jié)。源漏隧穿結(jié)的摻雜濃度梯度決定了 TFET器件的亞閾值擺幅（Subthreshold Swing,SS）和開態(tài)隧穿電流。本論文采用雜質(zhì)分凝技術(shù),獲得了高肖特基勢壘的NiGe肖特基結(jié)源漏,并通過低溫和快速測試表明,NiGe肖特基結(jié)的界面缺陷會嚴重影響Ge TFET器件的性能。進一步地,本論文定量表征了 NiGe肖特基結(jié)的界面缺陷,并研究了結(jié)界面缺陷對Ge基傳統(tǒng)MOSFET器件和TFET器件電學性能的影響。本論文提出利用低溫電導法,改進了電路和數(shù)學模型,定量表征了 NiGe肖特基結(jié)的界面缺陷。研究表明,減少NiGe肖特基結(jié)的界面缺陷,可以有效抑制缺陷輔助的隧穿電流,改善Ge MOSFET器件的關(guān)態(tài)特性和Ge TFET器件的亞閾值特性。最近,具有鐵電/絕緣層（Ferroelectric/dielectric,FE/DE）柵疊層結(jié)構(gòu)的Ge MOSFET器件在FE-FET存儲器和負電容場效應晶體管（NC-FET）中的應用被大量報道,本論文研究了鐵電MOS結(jié)構(gòu)中FE/DE界面缺陷對Ge FE-FET存儲器和Ge NC-FET器件的重要影響。為了排除MOS結(jié)構(gòu)中其他界面缺陷的影響,本論文采用金屬/鐵電/絕緣層/金屬（MFIM）結(jié)構(gòu)的簡單電容器件,利用快速脈沖測試系統(tǒng)表征了 MFIM的瞬態(tài)電荷響應,從實驗上證明了 FE/DE界面缺陷的存在和漏電輔助鐵電極化機制（Leakage-current-assist ferroelectric polarization switching）的有效性,并定量表征了參與鐵電極化的FE/DE界面缺陷密度。同時,本論文還創(chuàng)新性地提出利用電導法定量表征不同極化狀態(tài)下的FE/DE界面缺陷密度。研究發(fā)現(xiàn),FE/DE界面的缺陷密度為1014 cm-2,也就是說,FE/DE的極化主要由FE/DE界面缺陷來響應。這表明,在以FE/DE為柵疊層的Ge MOSFET器件中,鐵電極化沒有提高器件的載流子濃度,負電容效應有待商榷。同時,由于FE/DE界面缺陷響應了大部分鐵電極化電荷,Ge FE-FET存儲器的存儲窗口會變小,可靠性會降低。
高雪[2]（2020）在《半導體和有機物材料的自旋注入研究》文中研究指明半導體自旋電子學領(lǐng)域的研究可以將半導體與磁性材料的優(yōu)勢結(jié)合在一起。甚至可以在單個芯片上集成存儲,檢測,邏輯和通信等不同的功能。氮化鎵（GaN）是具有高熱穩(wěn)定性的寬帶隙半導體,通常被用于光電,高頻和高功率微電子領(lǐng)域。GaN具有弱的自旋軌道相互作用,并且具有較長的自旋弛豫時間,這使得GaN成為一種非常適合半導體自旋電子學研究的材料。與無機自旋電子器件相比,有機自旋電子器件也非常吸引人,因為有機材料的電荷載流子的自旋壽命長,而且其成本相對較低,并且具有柔性和化學多樣性。近年來,關(guān)于半導體自旋電子學和有機自旋電子學的研究引起了人們極大的興趣。在本論文中,我們研究了包含砷化銦（InAs）/砷化鎵（GaAs）量子點和銦鎵氮（InGaN）/GaN量子阱的自旋發(fā)光二極管（Spin-LED）中的自旋注入。此外,我們還研究了有機多鐵性隧道結(jié)的鐵電性能。首先,我們研究了包含單層p摻雜InAs/GaAs量子點（QD）的spin-LED,在零施加磁場下,其發(fā)射光的圓偏振度（Pc）高達18%。與偏置電壓的依賴關(guān)系表明,在10K時,偏置電壓為2.5V（對應于6μA）時,自旋偏振度達到最大值。此外,溫度對Pc也有很強的影響,在60K-80K溫度范圍前后Pc有顯著變化。最后,我們從輻射復合時間τr和自旋弛豫時間τs之間的競爭關(guān)系討論了偏振度與偏壓和溫度的依賴關(guān)系。對p摻雜InAs/GaAs QD spin-LED的自旋弛豫機制的理解有助于進一步提高spin-LED的器件性能。另外,我們在GaN上實現(xiàn)了具有垂直磁各向異性的自旋注入結(jié)的外延生長,并研究了 GaN spin-LED的自旋注入過程。我們研究了 Fe/MgO和Co/MgO兩種自旋注入結(jié)。首先,通過使用原位反射式高能電子衍射儀和原子力顯微鏡研究了溫度對MgO生長的影響。然后,我們研究了 Fe或Co在MgO/GaN上的生長。與Fe/MgO相比,Co/MgO自旋注入結(jié)具有明顯的垂直磁各向異性。此外,我們通過第一性原理計算來了解Co/MgO（111）界面上的垂直磁各向異性的起源。最后,在n-i-p型GaNLED結(jié)構(gòu)上生長了 Co（0001）/MgO（111）自旋注入結(jié)并制備了 GaN spin-LED器件。然而,在偏振分辨的電致發(fā)光譜測量中未檢測到圓偏振光發(fā)射。這可能是由于在Co/MgO界面處形成的氧化層或是由于未優(yōu)化的GaN LED結(jié)構(gòu)導致。最后,我們研究了基于摻雜有四氧化三鐵（Fe3O4）納米顆粒的聚偏二氟乙烯（PVDF）勢壘的有機多鐵性隧道結(jié)。有機多鐵性隧道結(jié)最近吸引了很多關(guān)注,因為它們可以結(jié)合自旋電子學,有機電子學和鐵電電子學的優(yōu)點。我們成功地制備了La0.6Sr0.4MnO3/PVDF:Fe3O4/Co有機多鐵性隧道結(jié),結(jié)果表明,在PVDF勢壘層中加入Fe3O4納米顆?？梢燥@著改善該有機多鐵性隧道結(jié)的鐵電性能。PVDF:Fe3O4基有機多鐵性隧道結(jié)在10K時顯示出約450%的高隧穿電致電阻（TER）,是純PVDF基有機多鐵性隧道結(jié)的6倍。此外,兩種極化態(tài)之間的高能量勢壘（14meV）保證了含有Fe3O4納米顆粒的有機多鐵性隧道結(jié)具有更好的熱穩(wěn)定性,即使在室溫下也能保持100%的TER。含有PVDF:Fe3O4納米復合材料的有機多鐵性隧道結(jié)的鐵電性能的提高將促進有機多鐵性隧道結(jié)在記憶電阻器和自旋電子學中的應用。
韓江朝[3]（2019）在《基于高自旋極化Heusler合金的自旋輸運特性研究》文中認為硅基電路板上容納的晶體管數(shù)量每隔18個月增加一倍,微處理器性能也將提升一倍,這便是大家熟知的摩爾定律。然而隨著晶體管電路接近性能極限,高溫和漏電始終是難以避免的問題,半導體發(fā)展路線圖開始放緩。為了不讓摩爾定律失效,科學家引入電子自旋去發(fā)展了一門新的學科,自旋電子學。傳統(tǒng)的半導體器件包括晶體二極管、雙極型晶體管、場效應晶體管等。這些器件與自旋電子學器件相比,集成化較低、能耗偏高、運算速度過慢,很難繼續(xù)推動新的信息化產(chǎn)業(yè)革命。自旋電子學器件對組成材料的要求很高,這些材料通常具有較高的自旋電子極化率、與半導體較好的兼容性以及較長的馳豫時間。一些新的高自旋極化材料,比如自旋無能隙半導體和全補償亞鐵磁半金屬等,已經(jīng)成為近幾年研究的熱點。本文針對近幾年實驗上合成的三類典型的自旋電子學材料:鐵磁性的自旋無能隙半導體CoFeMnSi,全補償亞鐵磁半金屬Mn3Al和全補償亞鐵磁自旋無能隙半導體Ti2MnAl,利用密度泛函理論結(jié)合非平衡態(tài)格林函數(shù)方法,對它們的電子結(jié)構(gòu)、磁性和自旋輸運性質(zhì)進行了研究,得到以下主要結(jié)果:自旋無能隙半導體CoFeMnSi具有鐵磁性,磁矩主要由Co、Fe、Mn三個原子貢獻,特別是Mn原子3d軌道的較大劈裂導致了其相對較大的磁矩;CoFeMnSi與半導體GaAs做電極的異質(zhì)結(jié)GaAs/CoFeMnSi（001）表現(xiàn)出了自旋過濾特性以及自旋二極管效應;CoFeMnSi做電極的隧道結(jié)CoFeMnSi/GaAs/CoFeMnSi（001）擁有較大的隧穿磁電阻。這些優(yōu)良特性預示著自旋無能隙半導體CoFeMnSi應用在器件開發(fā)的可行性。全補償亞鐵磁半金屬Mn3Al總磁矩為零,費米面附近的態(tài)密度主要由Mn原子的3d軌道貢獻;異質(zhì)結(jié)Mn3Al/GaAs（001）的整流率達到了1.1×106,表現(xiàn)出了很好的二極管特性;隧道結(jié)Mn3Al/GaAs/Mn3Al（001）由于其特殊的輸運譜,不僅在反平行磁化情形下表現(xiàn)出了雙自旋過濾特性,在平行磁化情形下表現(xiàn)出了單向?qū)щ娦院妥孕^濾特性;半金屬特殊的能帶結(jié)構(gòu)使Mn3Al的輸運機理與傳統(tǒng)的鐵磁金屬有很大的不同,從而使隧道結(jié)器件產(chǎn)生了很大的隧穿磁電阻,表明全補償亞鐵磁半金屬Mn3Al是很有前景的自旋電子學材料。對于全補償亞鐵磁自旋無能隙半導體Ti2MnAl,自旋向上方向的能帶表現(xiàn)出與石墨烯類似的零能隙特點,禁帶寬度為零,而自旋向下方向的能帶則具有半導體特性;Ti2MnAl做電極的隧道結(jié)Ti2MnAl/InAs/Ti2MnAl（001）在不同磁化情形下的總電流變化趨勢產(chǎn)生了較大的磁電阻;由于其特殊的輸運譜以及不同溫差下費米狄拉克分布的不同,該隧道結(jié)表現(xiàn)出良好的自旋塞貝克效應,以及溫差導致的高自旋極化率。這些現(xiàn)象使Ti2MnAl在自旋電子學和卡諾電子學當中有重要的應用價值。
高勇[4]（2019）在《典型材料高功率下微波介電特性研究》文中進行了進一步梳理微波材料的微波性能主要包括復介電常數(shù)及復磁導率。對于非磁性材料而言,復介電常數(shù)決定了微波材料應用的電路及系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性。一旦環(huán)境中的微波場強超過一定的閾值,材料的微波介電特性參數(shù)將會發(fā)生嚴重的非線性演變行為,進而導致基于材料的器件及系統(tǒng)的非線性特性增強。因此,準確獲取高功率作用強場環(huán)境下材料的微波介電特性對于材料的應用至關(guān)重要。本文針對典型微波材料在高功率作用強場環(huán)境下的微波介電特性進行研究,主要包括高功率微波與材料互作用機理、典型材料在高功率作用強場環(huán)境下的微波介電特性演變規(guī)律測評技術(shù)以及材料在高功率微波作用強場環(huán)境下的微波介電特性主要影響機制區(qū)分提取方法研究。首先,歸納總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于高功率下材料微波特性研究的歷史與現(xiàn)狀及目前研究存在的關(guān)鍵問題,創(chuàng)新性地提出了基于諧振法的小樣品高功率下微波特性測評表征新方法。其次,詳細分析了高功率微波與材料互作用機理,包括微波熱效應機理與微波非熱效應機理,研究了二者共同存在并協(xié)同影響材料的微波介電特性演變規(guī)律問題。然后,基于諧振微擾理論,創(chuàng)新性地建立了單模法、雙模法高功率下材料微波介電特性演變規(guī)律獲取方法,并分別組建了相應的測試系統(tǒng),對典型窗口材料及半導體材料進行了測試,并對實驗結(jié)果進行了詳細地分析,初步驗證了高功率微波對材料非熱影響機制的存在。最后,基于微波與材料互作用機理理論,創(chuàng)新性地提出了脈沖法高功率微波與材料互作用非熱效應提取新技術(shù),通過對典型材料的實驗測試,進一步驗證了微波非熱效應存在的結(jié)論,并且區(qū)分了微波非熱效應與熱效應。所建立的測評表征方法及系統(tǒng)可用于高功率應用環(huán)境下其他低損耗材料的微波介電特性表征及測試。本論文的主要工作貢獻和研究內(nèi)容可以歸納為:1.闡述了本課題的來源、研究目的以及意義。其次,扼要地介紹了國內(nèi)外關(guān)于高功率微波應用環(huán)境下的微波材料應用研究進展,如典型窗口材料、半導體材料高功率下的微波特性研究歷史與現(xiàn)狀,介紹了常見材料微波特性檢測方法等。最后,總結(jié)了目前國內(nèi)外關(guān)于典型低損耗材料高功率下的微波特性研究中存在的問題,如實驗成本高、研究周期長等。2.首先詳細分析了微波與材料互作用機理,包括材料對微波的作用機理,微波對材料的作用機理。其次,研究了現(xiàn)有高功率微波與材料互作用研究方法,提出了基于諧振法的小樣品高功率下材料微波介電特性測評表征新方法。最后,從理論研究部分、系統(tǒng)設(shè)計部分和實驗部分給出了本文的總體研究技術(shù)路線,為全文工作指明了方向。3.分析了諧振腔基本理論,對不同傳輸結(jié)構(gòu)以及諧振結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生的場強大小進行了理論推導和計算,并通過電磁仿真進行比對驗證。提出了局部壓縮規(guī)則諧振腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加載電容的處理方法,使得諧振腔局部區(qū)域的場強得到大幅度匯聚和提升,為低功率源激勵等效高功率作用強電磁場環(huán)境提供了理論基礎(chǔ)。4.基于微波強電磁場理論研究,創(chuàng)新性地提出了基于微擾原理的單模法、雙模法高功率微波下材料微波介電特性測評表征方法,并組建了相應的測試系統(tǒng)?；诮⒌臏y試系統(tǒng)獲得了幾種典型材料在高功率作用強場環(huán)境下的復介電常數(shù)隨外部場強的演變規(guī)律。對單模法、雙模法高功率作用下待測樣品的溫度進行了實時精確檢測,比對高功率作用下樣品材料的介電性能演變規(guī)律測試結(jié)果與小功率作用下樣品材料的介電性能溫度特性測試結(jié)果,初步驗證了材料在高功率作用下的微波非熱效應存在。5.針對典型材料在高功率作用強場環(huán)境下的微波介電特性演變行為,創(chuàng)新性地建立了基于諧振腔結(jié)構(gòu)的脈沖法高功率微波與材料互作用非熱效應提取物理模型并組建了相應的測試系統(tǒng)。最終對四種待測樣品進行了實驗測試,實驗結(jié)果表明提出的脈沖法有效地區(qū)分并提取了微波非熱效應,并進一步證明了材料在高功率作用下的微波介電特性演變行為是微波熱效應和非熱效應共存并協(xié)同影響的結(jié)果。本文所建立的材料高功率下的微波介電特性測評表征系統(tǒng)主要技術(shù)指標如下:（1）測試環(huán)境場強:>105V/m;（2）功率密度:>200MW/m2（對50Ω特性阻抗）;（3）測試頻段:S波段;（4）測試范圍:介電常數(shù)εr:1.5～20;損耗角正切tanδε<10-2;
王思洋[5]（2017）在《半導體與多種異質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁性與調(diào)控》文中研究表明稀磁半導體材料在電子器件的制造中有著巨大的應用價值,它結(jié)合了磁性材料的存儲功能以及半導體材料的邏輯處理功能。傳統(tǒng)的稀磁半導體材料通常具有優(yōu)秀的低溫性能,但實際應用要求盡可能提高材料的居里溫度,增大材料的室溫可操作性是一項重要任務。電場調(diào)控材料的磁性在信息存儲技術(shù)領(lǐng)域有著深遠的物理意義,越來越多的研究者致力于研究新型的電控磁現(xiàn)象以及研發(fā)可用于電控磁領(lǐng)域的新型材料。多鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu)和稀磁半導體材料一直都是電控磁領(lǐng)域的研究熱點內(nèi)容。自從研究者Ohno H等人[101]最早在實驗中觀察到電場改變了（InMn）As的磁性特征后開始,對稀磁半導體材料的開發(fā)和電控磁現(xiàn)象的研究一直持續(xù)了幾十年。在科學技術(shù)發(fā)展要求的背景之下,本論文主要是針對幾種稀磁半導體材料以及具有實現(xiàn)電場調(diào)控磁性可能性的材料展開初步的研究。研究中需要解決的主要問題有:1.成功制備出多鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu)并能夠利用電場調(diào)控其磁性;2.首先能成功制備出具有較高居里溫度的稀磁半導體,其次研究電場對其磁性的影響,初步探究稀磁半導體電控磁性的可能性。本論文的緒論部分主要介紹了稀磁半導體材料的研究進展,著重介紹了砷化鎵基稀磁半導體以及銻化銦基稀磁半導體的研究進展以及稀磁半導體材料電控磁現(xiàn)象的研究進展。還介紹了多鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電控磁現(xiàn)象的研究進展。之后概述了當前薄膜樣品的主要制備技術(shù)以及對樣品進行測試和表征的方法。本論文的主要實驗工作如下:多鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu)部分主要是通過磁控濺射方法在鐵電性襯底PMN-PT上生長制備了[FeCo/Ag]5納米磁性多層膜。將鐵電材料與鐵磁性材料相結(jié)合,制備[FeCo/Ag]5/PMN-PT出多鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu),研究體系的磁電耦合效應。通過對體系施加電場,研究電場對異質(zhì)結(jié)構(gòu)體系磁性的影響和調(diào)控。實驗中發(fā)現(xiàn)電場的施加可以使[FeCo/Ag]5/PMN-PT體系的磁性產(chǎn)生較大的變化,可以通過對電壓的調(diào)節(jié)實現(xiàn)對[FeCo/Ag]5/PMN-PT多鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu)磁性的調(diào)控。之后研究了電壓對[FeCo（60s）/Ag（2s）]5/PMN-PT異質(zhì)結(jié)構(gòu)的剩余磁化強度的影響,實現(xiàn)了電壓可對結(jié)構(gòu)的剩磁進行調(diào)控。之后稀磁半導體部分的研究主要介紹了對砷化鎵（GaAs）基稀磁半導體和銻化銦（InSb）基稀磁半導體材料磁性的實驗工作。在砷化鎵（GaAs）基稀磁半導體材料的研究中:1.向幾組砷化鎵塊狀晶體中通過離子注入的手段分別單獨注入了不同劑量的鉻（Cr）元素和不同劑量的鈦（Ti）元素后,我們發(fā)現(xiàn)在室溫條件下,樣品即具有了磁性。并且對每種注入元素而言,材料的磁性都是隨著離子注入劑量的增大而增大;對樣品的結(jié)構(gòu)進行了表征,可以說是成功地獲得了室溫具有磁性的砷化鎵（GaAs）基稀磁半導體材料;2.對進行了離子注入的樣品GaCrAs和GaTiAs進行了快速低溫退火處理,測量退火對樣品磁性的影響,發(fā)現(xiàn)退火會使離子注入的樣品的磁性減弱。在銻化銦（InSb）基稀磁半導體材料的研究中:1.向幾組銻化銦塊狀晶體中通過離子注入的方法分別單獨注入了不同劑量的鉻（Cr）元素和不同劑量的鈦（Ti）元素后,我們發(fā)現(xiàn)在室溫條件下,樣品即具有了磁性。并且對每種注入元素而言,材料的磁性都是隨著離子注入劑量的增大而增大;對樣品的結(jié)構(gòu)進行了表征,可以說是成功地獲得了室溫具有磁性的銻化銦（InSb）基稀磁半導體材料;3.對進行了離子注入的樣品InCrSb和InTiSb進行了快速低溫退火處理,測量退火對樣品磁性的影響,發(fā)現(xiàn)退火會使離子注入的樣品的磁性減弱。
盧漢漢[6]（2017）在《高k柵介質(zhì)GaAs MOS器件界面特性及氧化物陷阱電容效應研究》文中認為當前,隨著MOS器件尺寸的不斷減小,硅基CMOS技術(shù)已經(jīng)逐步達到其理論極限,而III-V族化合物半導體材料因為具有更高的載流子遷移率,因此有望在未來取代硅作為溝道材料制備MOS器件。在這其中,GaAs具有很高的電子遷移率（-8000 cm2/Vs）,因此非常適合用來制備超高速、低功耗的n型MOSFET。此外,為了抑制器件尺寸減小帶來的柵極漏電增大問題,采用k值更高的柵介質(zhì)材料以增大其厚度減小柵極漏電也變得不可避免。然而,直接在GaAs襯底上淀積高k柵介質(zhì)往往會導致大量的界面陷阱,使得器件性能退化。因此在高k柵介質(zhì)淀積之前,有必要采取一些鈍化手段,如硫鈍化、引入界面鈍化層或F等離子體處理等,以改善器件的界面特性。另一方面,研究中發(fā)現(xiàn),采用高k柵介質(zhì)和GaAs、InGaAs等襯底材料的MOS器件往往存在明顯的積累電容頻率色散現(xiàn)象。這種現(xiàn)象與高k柵介質(zhì)中的陷阱密切相關(guān)。因此,研究柵介質(zhì)中的陷阱對MOS器件電容的影響十分必要。在實驗上,首先在硫鈍化的GaAs晶片上分別淀積LaON、LaGeON和LaSiON作為界面鈍化層,隨后淀積ZrON作為高k層制備MOS電容器,并進一步采用F等離子體處理界面鈍化層以改善器件的性能。研究發(fā)現(xiàn),LaON和LaGeON界面鈍化層能顯著改善ZrON高k層與GaAs之間的界面質(zhì)量,其中LaGeON界面鈍化層的鈍化效果更好,從而導致更好的電特性。對于采用LaSiON界面鈍化層的樣品,研究發(fā)現(xiàn),采用F等離子體處理LaSiON界面鈍化層樣品的界面質(zhì)量和電特性均較采用F等離子體處理襯底表面或無F等離子體處理的樣品要好。綜合比較而言,采用F等離子體處理LaSiON界面鈍化層的樣品具有最好的界面特性及電特性,如低的界面態(tài)密度（1.08×1012cm-2eV-1）、小的平帶電壓（0.75 V）、大的柵介質(zhì)等效k值（18.3）以及低的柵極漏電（1.62×10-5A/Cm2@Vfb+1V）。在上述研究基礎(chǔ)上,進一步制備了采用LaTiON/LaON、ZrTiON/ZrAlON或ZrTiON/ZrLaON 柵堆棧結(jié)構(gòu)的 GaAs MOS 電容器,其中 LaON、ZrAlON 和 ZrLaON為界面鈍化層。研究發(fā)現(xiàn),A1和La元素的引入顯著提高了 ZrON對GaAs表面的鈍化效果,從而大大改善器件的界面特性。相比于采用ZrON作為高k層的樣品,Ti元素的引入明顯提高了柵介質(zhì)的等效k值,使其達到25以上,從而使器件具有更小的電容等效厚度。上述界面鈍化層的引入能有效阻擋柵介質(zhì)中Ti/O元素向襯底擴散以保護襯底表面不被氧化,從而抑制了襯底表面與缺陷相關(guān)的Ga-O、As-O及As-As鍵的形成,最終獲得了優(yōu)良的界面特性,其中,以LaON的鈍化效果最佳,獲得的界面態(tài)密度為1.05 × 1012cm-2eV-1。在以上柵堆棧中,采用ZrTiON/ZrLaON柵堆棧的樣品則具有最好的柵極漏電特性和器件可靠性,以及低的界面態(tài)密度（1.07× 1012 cm-2 eV-1）和平帶電壓（0.68V）。在理論上,基于費米-狄拉克統(tǒng)計和疊加到柵壓中的交流小信號所誘導的陷阱的充放電效應,建立了柵介質(zhì)中體氧化物陷阱的電容效應模型,解釋了（In）GaAsMOS器件積累電容頻率色散的現(xiàn)象。所建模型忽略了陷阱的電導效應,從而避免了虛數(shù)的引入,但這對模型的準確性沒有影響。由理論計算獲得的陷阱電容通過兩種方式引入到MOS器件的電容體系中去,一是界面近似并聯(lián)方式,即近似認為陷阱電容的作用位置位于界面處,二是均勻分布并聯(lián)方式,即從實際出發(fā),認為陷阱的電容效應分布于柵介質(zhì)中。模擬結(jié)果表明,后者更為精確,而前者在陷阱離界面足夠近時也比較精確。此外,還研究了氧化物陷阱位置對MOS器件電容的影響,發(fā)現(xiàn)只有靠近界面的陷阱才會對柵極總電容產(chǎn)生貢獻,其中,離界面足夠近的陷阱僅引起柵極總電容的增大而不會產(chǎn)生頻率色散貢獻,但離界面較遠的陷阱則既能使柵極總電容增大又能造成頻率色散現(xiàn)象。模擬分析還發(fā)現(xiàn),柵介質(zhì)k值的增大會導致柵極總電容的頻率色散特性增強,但在積累區(qū),隨著C-V曲線達到飽和,陷阱導致的頻率色散現(xiàn)象被有效削弱。
張欣[7]（2015）在《基于量子阱混雜技術(shù)的快速波長可切換Ⅴ型耦合腔半導體激光器研究》文中進行了進一步梳理電信業(yè)進入二十一世紀之后,對網(wǎng)絡帶寬的需求還在持續(xù)增加。波分復用技術(shù)（WDM）、大范圍可調(diào)諧激光器和單片集成技術(shù)的出現(xiàn),極大地增加了每個光纖內(nèi)傳送的數(shù)據(jù)量,同時降低了光通信器件的制作成本。在過去的幾十年中,量子阱混雜技術(shù)（QWI）被證明為一種簡單有效的實現(xiàn)單片集成的方法。而其中的KrF準分子激光器量子阱混雜技術(shù)由于效果好、穩(wěn)定性好,逐漸成為了最有希望的方法之一。在本文中,利用實驗室現(xiàn)有的KrF準分子激光器開發(fā)了基于紫外激光照射的量子阱混雜技術(shù)。首次應用這項技術(shù)成功制作了FP激光器和無源波導。測試得到的FP激光器和無源波導的性能甚至比量子阱混雜之前的性能更好。隨后,我們將該技術(shù)應用到V型腔激光器中,首次實現(xiàn)了基于載流子注入的波長調(diào)諧功能。其中腔長差5%的器件可以實現(xiàn)1550nm波段100GHz間隔的32個通道的單電極調(diào)諧,同時邊模抑制比（SMSR）可以達到35dB,與熱調(diào)諧的V型腔激光器可以媲美。此外,調(diào)諧電流僅0～40mA,比熱調(diào)諧的電流（>100mA）小得多。最后,我們分析了該激光器的波長切換性能。相鄰通道的切換時間僅1ns左右,比熱調(diào)諧的時間快了4個數(shù)量級。我們還研究了間隔通道數(shù)對切換時間的影響,發(fā)現(xiàn)隨著間隔通道數(shù)增加,波長切換時間也隨之增加,最后在10ns左右趨于飽和。這種單電極控制的快速波長可切換半導體激光器在未來的波長路由光網(wǎng)絡中有廣闊的應用前景。
汪禮勝[8]（2015）在《堆棧高k柵介質(zhì)（In）GaAs MOS器件電子遷移率模型及界面特性研究》文中提出當MOSFET特征尺寸縮小到10納米節(jié)點后,基于硅的CMOS技術(shù)將趨于理論極限,而高遷移率溝道材料（如Ge和Ⅲ-Ⅴ族半導體）最有可能替代應變硅溝道。其中,（In）GaAs化合物半導體具有高的電子遷移率,是實現(xiàn)超高速、低功耗n-MOSFET的理想溝道材料。然而,與SiO2/Si系統(tǒng)相比,（In）GaAs表面缺乏高質(zhì)量的本族氧化物。為了獲得優(yōu)良的高（In）GaAs界面特性,需在淀積高k柵介質(zhì)前對（In）GaAs襯底表面進行化學處理（如硫鈍化）、等離子體處理或淀積薄的界面鈍化層等。而堆棧高k柵介質(zhì)的使用將會引入遠程庫侖散射和遠程界面粗糙散射,使溝道載流子遷移率F降。針對上述問題,本文從理論上分析了影響遷移率退化的各種散射機制,由此建立了堆棧高k柵介質(zhì)InGaAs n-MOSFET反型溝道電子遷移率模型；實驗方面,圍繞高k柵介質(zhì)（In）GaAs MOS器件界面特性和電特性的改善,開展了一系列有意義的研究工作。理論上,在分析反型溝道二維電子氣遷移率各種散射機制的基礎(chǔ)上,建立了堆棧高k柵介質(zhì)InGaAs n-MOSFET反型溝道電子遷移率模型。重點研究了遠程庫侖散射和遠程界面粗糙散射對遷移率的影響,并詳細分析了器件物理和結(jié)構(gòu)參數(shù),包括高k介質(zhì)和界面層的厚度、介電常數(shù)、固定電荷、界面關(guān)聯(lián)長度和界面粗糙度等對溝道電子輸運特性的影響。模擬結(jié)果顯示,為了獲得更小的EOT和更高的電子遷移率,高k介質(zhì)和界面層需有最佳的厚度匹配（如界面層～1nm,高k介質(zhì)層～3nm）以及合理的k值（如界面層～14,高k介質(zhì)層～30）,并需對介質(zhì)制備工藝進行優(yōu)化,以減小高k介質(zhì)中固定電荷密度和高k/界面層粗糙度。實驗方面,首先分別以TaON, AlON和GGO作為界面層,在硫鈍化的GaAs襯底上制備了HfTiON/界面層/GaAs MOS電容,在常用的退火溫度和氣體范圍,比較了兩種退火溫度和兩種退火氣氛（NH3,N2）對器件界面特性和電特性的影響,確定出合適的淀積后退火溫度（600℃）和退火氣氛（NH3）。對三種不同界面鈍化層樣品的電特性測量表明,MOS器件的界面質(zhì)量均得到改善,獲得了低的界面態(tài)密度Dit、低的柵極漏電和高的器件可靠性,其中,以TaON為界面層的HfTiON/TaON/GaAs MOS器件呈現(xiàn)出最好的界面特性（帶隙中間附近Dit～1.0×1012cm-2eV-1）.最低的柵極漏電流密度（7.3×10-5Acm-2@Vg=Vfb+1V）、最小的電容等效厚度（1.65nm）和最高的k值（26.2）。在上述實驗研究基礎(chǔ)上,進一步采用NH3等離子體氮化處理GGO作為界面層,以HfTiON作為高k柵介質(zhì),制備了HfTiON/GGON堆棧高k柵介質(zhì)InGaAs MOS電容。另一方面,采用射頻磁控濺射方法制備了TiON/TaON多層復合柵介質(zhì)InGaAsMOS電容。結(jié)果表明,兩種表面鈍化方法,均可有效抑制界面低k氧化物（In/Ga/As-O）和單質(zhì)As的形成,顯著減少了高k/InGaAs界面及其附近相關(guān)缺陷,消除了費米能級釘扎效應,從而獲得了優(yōu)良的界面特性、低的柵極漏電、小的CET、高的等效k值和器件可靠性。兩種鈍化方法相比,TiON/TaON多層復合柵介質(zhì)的制備工藝相對簡單,沒有GGON的吸潮問題,穩(wěn)定性更好。因此,TiON/TaON多層復合柵介質(zhì)在制備高性能InGaAs MOS器件方面顯示出更大的優(yōu)勢。
王麗偉[9]（2010）在《過渡族金屬摻雜ZnO薄膜的制備與鐵磁性能的研究》文中研究說明稀磁半導體（Diluted Magnetic Semiconductors, DMS）結(jié)合了半導體的電荷輸運特性和磁性材料的信息存貯特性,是構(gòu)建新一代自旋電子器件的關(guān)鍵材料。由于磁性元素的引入,使得稀磁半導體擁有一系列不同于一般半導體的特性。稀磁半導體能夠?qū)崿F(xiàn)同時操縱電子的電荷和自旋,使得電子的自由度增加,可以極大地提高磁存儲的傳輸速率,因而引起很多研究者的關(guān)注。稀磁半導體是國際上研究的一個熱點,而ZnO基稀磁半導體又是最引人矚目的。目前多數(shù)3d過渡族元素（Transition metals,簡寫為TM）)摻雜的ZnO都有實現(xiàn)鐵磁性的報道,其中研究最為廣泛的當屬Co、Ni或Mn摻雜的ZnO,盡管取得了不少進展,但仍有許多問題（如ZnO：TM的磁性起源,ZnO：TM能否表現(xiàn)出內(nèi)稟鐵磁性等等）有待解決。在本論文中,利用磁控濺射制備了不同濃度的過渡族金屬摻雜ZnO半導體樣品。研究多種不同過渡金屬摻雜ZnO半導體體系,對過渡金屬摻雜導致ZnO基半導體的結(jié)構(gòu)、光學以及磁學性質(zhì)進行了詳細的研究。結(jié)合SQUD、XRD和XPS等方法,解析過渡金屬在基質(zhì)ZnO中的存在方式,探討鐵磁性的產(chǎn)生機理,并重點對ZnO：V薄膜進行了研究。1.利用直流反應磁控濺射制備了ZnO：TM（V,Mn,Fe,Co,Ni）薄膜并對其結(jié)構(gòu),光學,磁學特性進行了研究。結(jié)果表明所有的薄膜都具有纖鋅礦結(jié)構(gòu),在摻雜濃度相對較低的情況下,薄膜都沿著c軸取向生長,隨著摻雜濃度的增大,有些薄膜變?yōu)榉蔷B(tài),有些薄膜依然保持為多晶態(tài)。這是因為不同離子半徑大小不同,使得晶格產(chǎn)生的畸變不同引起的。ZnO：V與ZnO：Fe薄膜的透過率都是隨著薄膜的摻雜濃度的增大先減小后增大,而ZnO：Ni與ZnO：Co薄膜的透過率則隨著摻雜濃度的增加而減小。2.在ZnO：TM（V,Mn,Fe,Co,Ni）薄膜中只有ZnO：V,ZnO：Mn薄膜具有室溫鐵磁性,其他均不具有室溫鐵磁性。經(jīng)初步分析,在ZnO：Mn與ZnO：V中薄膜的鐵磁性來源于薄膜中的摻雜離子與缺陷形成束縛磁極子。摻雜離子半徑、缺陷濃度等都會不同程度的影響薄膜中束縛磁極子的形成。3.在不同條件下制備了ZnO：V系列樣品,研究了總壓強、氧偏壓、襯底溫度等工藝參數(shù)對ZnO：V薄膜結(jié)構(gòu)及特性的影響。4.為了證明薄膜中的鐵磁性與缺陷濃度有關(guān),本文研究了退火對薄膜鐵磁性的影響。研究表明,當退火溫度小于500℃時,退火不會改變ZnO薄膜的纖鋅礦結(jié)構(gòu)。但晶體有所改善,晶粒逐漸增大,應力逐漸被釋放,使得薄膜的透過率隨著退火溫度的增大而提高。薄膜在真空中退火會使其鐵磁性增強,并且飽和磁化強度隨著退火溫度的增加而增加,在500℃退火薄膜的飽和磁化強度約為未退火薄膜的飽和磁化強度的兩倍。而在空氣中退火的薄膜并不具有室溫鐵磁性。5.在Si襯底上制備了不同V摻雜濃度的ZnO薄膜。在摻雜濃度比較小時薄膜具有高度的c軸取向,隨著摻雜濃度的增大,（002）峰的強度逐漸減小。相同摻雜濃度的薄膜在Si襯底上比在玻璃上的結(jié)晶質(zhì)量好。Si襯底上的薄膜的鐵磁性與玻璃上制備的ZnO：V薄膜具有相同的趨勢,但其飽和磁化強度較小,這從側(cè)面說明了薄膜中的鐵磁性與其缺陷濃度有關(guān)。6.采用了密度泛函理論的超軟贗勢能帶計算方法,研究了纖鋅礦ZnO及ZnO：Mn的電子結(jié)構(gòu),根據(jù)前面的實驗結(jié)果,薄膜中Mn為四價Mn4+,為了保持電中性,去掉一個O2-。理論計算表明,ZnO：Mn的禁帶寬度隨著摻雜濃度的增大而逐漸增加,過渡金屬Mn的摻入導致了自旋極化雜質(zhì)能級的形成,電子自旋向上和自旋向下的總態(tài)密度分布存在著差別,具有不對稱性,呈現(xiàn)鐵磁性。
徐大慶[10]（2009）在《GaN基稀磁半導體的理論與實驗研究》文中研究說明稀磁半導體（Dilute Magnetic Semiconductors,DMSs）作為一種優(yōu)良的自旋電子學的后備材料,迅速成為當今自旋電子學材料研究的熱點。它有著半導體的能帶結(jié)構(gòu),而且晶格常數(shù)也與基體半導體類似,不僅在制造器件時能夠很好的和現(xiàn)有的半導體技術(shù)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溫度和磁性摻雜元素固溶度等問題的困擾。2000年Dietl和他的合作者基于Zener模型從理論上預測GaN基的稀磁半導體的居里溫度Tc可以達到室溫以上。這一理論預測引起了人們對GaN基稀磁半導體材料的關(guān)注。GaN基稀磁半導體可以利用擴散法、分子束外延（MBE）、金屬有機物化學氣相淀積（MOCVD）和離子注入等方法制備。由于利用擴散法將磁性金屬元素摻入GaN仍然受到固溶度的限制,并且需要較高的溫度和較長的時間,所以不具有實用價值。而對于MBE和MOCVD,如何解決摻雜磁性元素固溶度問題一直是一個難題。由于離子注入本身的技術(shù)特點和沒有固溶度的限制等優(yōu)點,因此離子注入是制備DMSs的一種有效的手段。對利用離子注入制備GaN基DMSs,雖然也有過研究報道,但絕大多數(shù)也只是對樣品的磁特性進行了簡單的報道,而且基本都是根據(jù)理論預測對Mn摻雜P型GaN進行研究,而對Mn離子注入非故意摻雜GaN的研究非常少,尤其是結(jié)合材料微結(jié)構(gòu)的變化特征對樣品的磁學特性進行分析仍然是一個有待深入研究的課題。在此背景下,本文利用基于密度泛函理論的第一性原理平面波贗勢方法對Mn摻雜GaN的電子結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)進行了計算分析,對Mn離子注入制備的GaN基稀磁半導體的微結(jié)構(gòu)、光學、磁學及電學特性進行了系統(tǒng)的測試研究,獲得的主要成果如下:（1）首先采用基于密度泛函理論的第一性原理平面波贗勢方法對Mn摻雜GaN的能帶結(jié)構(gòu)、電子態(tài)密度和光學性質(zhì)進行了計算,分析了摻雜后相關(guān)性質(zhì)的改變。計算表明,Mn摻雜后由于Mn3d與N2p軌道雜化,產(chǎn)生自旋極化雜質(zhì)帶,材料表現(xiàn)為半金屬性,如果雜質(zhì)帶中的載流子有足夠的移動性,從GaMnN可以產(chǎn)生高極化率的自旋極化載流子注入。此外,Mn離子的摻入在費米面附近提供了大量的載流子,改變了電子在帶間的躍遷,對GaN的介電函數(shù)產(chǎn)生影響。計算表明,Mn摻雜GaN后,由于Mn摻雜產(chǎn)生的雜質(zhì)帶中不同態(tài)之間的帶內(nèi)躍遷,光吸收譜中出現(xiàn)了新的吸收峰。計算結(jié)果還表明GaMnN的電子結(jié)構(gòu)更適合于自旋極化電荷的傳輸,是一種合適的自旋注入源。（2）采用蒙特卡羅方法,借助Trim模擬軟件對不同能量下Mn離子注入GaN的平均射程、標準偏差和濃度分布進行了統(tǒng)計計算,模擬得到了不同注入能量下Mn離子注入GaN中的濃度分布;設(shè)計了Mn離子注入制備的GaN基稀磁半導體的注入工藝參數(shù)（能量和注入劑量）及退火條件。（3）研究了Mn離子注入GaN的微結(jié)構(gòu)和光學特性。首先對Mn離子注入非故意摻雜GaN的微結(jié)構(gòu)和光學特性進行了研究。借助XRD測試,發(fā)現(xiàn)了與Mn替代Ga原子或Ga-Mn相及Mn-N化合物相關(guān)的特征。采用顯微Raman譜對離子注入前后和退火前后樣品微結(jié)構(gòu)的變化進行了研究,除了觀察到GaN的特征峰外,樣品中還出現(xiàn)了一些新的聲子模并且在特征峰E 2high峰兩側(cè)顯現(xiàn)出了雙肩效應。分析認為新出現(xiàn)的聲子模分別是與無序激活相關(guān)的拉曼散射（DARS）,Ga、N空位相關(guān)缺陷的振動模以及由Gax-Mny相關(guān)的局域振動（LVM）引起的。利用基于洛倫茲變換的分峰擬合方法和約化質(zhì)量模型,分析認為E 2high峰的左右肩分別由與MnxNy局域結(jié)構(gòu)相關(guān)的局域振動（LVM）和（Ga,Mn）N中Mn離子的LVM引起的。利用光致發(fā)光譜（PL譜）對樣品的光學特性進行了研究,測試顯示PL譜中出現(xiàn)了兩個與離子注入相關(guān)的位于2.53eV和2.92eV的新的發(fā)光峰,分析認為位于2.92eV處的發(fā)光帶是由導帶或淺施主能級向深受主能級的躍遷產(chǎn)生的復合輻射,而這一深受主能級可能是與VGa相關(guān)的復合體,該復合體的能級大約位于能隙中價帶頂以上0.4eV的位置。對于位于2.53eV的綠光發(fā)光峰,認為是由淺施主到深受主的輻射復合躍遷產(chǎn)生的。研究了Mn離子注入Mg摻雜GaN樣品的微結(jié)構(gòu)和光學特性。Raman譜的測試結(jié)果和非故意摻雜樣品的測試結(jié)果基本是一致的。PL譜測試結(jié)果顯示除了位于2.54eV和2.9eV的這兩個峰外,在1.69eV出現(xiàn)了另一個新的發(fā)光峰。結(jié)合Mg摻雜GaN的特點并通過對樣品PL譜中2.9eV峰和2.54eV峰的峰強比隨退火溫度變化的分析,認為位于2.9eV的發(fā)光峰是與MgGa-VN復合體（Dd）和Mg的淺受主形成的深施主-淺受主對之間躍遷相關(guān)的輻射復合,并據(jù)此分析認為位于1.69eV的發(fā)光峰可能是基于MgGa-VN復合體深施主能級（Dd）和VGa復合體相關(guān)的深受主能級（Ad）之間的輻射復合。（4）研究了離子注入導致的GaN表面損傷及不同退火溫度下?lián)p傷的修復。借助AFM對離子注入導致的GaN表面損傷及退火修復進行了分析,表明因為GaN表面在高溫下的熱分解,限制了通過采用更高的熱退火溫度對樣品進行有效的損傷修復。研究也表明采用熱靶注入是一種降低離子注入損傷的有效方法。通過對Raman譜中A1（LO）和E 2high峰的峰形及半峰寬隨退火溫度演進的研究,認為離子注入引起的晶格損傷的修復可以分為三個階段:當退火溫度不高于800℃時,離子注入樣品開始出現(xiàn)再結(jié)晶,由離子注入引起的晶格損傷開始得到修復,隨著退火溫度從800℃逐步升高到900℃,晶格損傷得到進一步的修復并且離子注入產(chǎn)生的缺陷也逐步減少。當退火溫度升高至900℃以上后,GaN外延層的表面開始分解。從晶格修復和鐵磁特性兩方面同時考慮,認為最佳的離子注入后樣品快速熱退火處理的溫度應控制在800℃至900℃之間。（5）研究了Mn離子注入非故意摻雜GaN樣品的磁學特性和電學特性。對不同退火溫度下樣品的磁化特性和磁滯回線的測試表明,經(jīng)過800℃退火處理后的樣品獲得了最高的磁化強度,而且室溫下樣品依然表現(xiàn)出清晰的磁滯回線,表明材料具有室溫鐵磁特性。分析認為樣品的鐵磁特性主要來源于（Ga,Mn）N,而GaxMny相一方面由于Ga空位的形成,能夠引起參與調(diào)節(jié)鐵磁相互作用的空穴濃度的增加;另外GaxMny相也增強了樣品的鐵磁性。磁化強度隨溫度的變化曲線進一步驗證了本實驗制備的材料的居里溫度高于室溫,測試表明樣品磁化強度隨溫度的變化趨勢明顯分為兩部分。這一結(jié)果進一步驗證了前面做出的（Ga,Mn）N和GaxMny相對材料鐵磁性的貢獻的推理。樣品的C-V測試和霍爾測試表明離子注入引入的缺陷一方面對載流子的濃度產(chǎn)生了影響,另一方面也降低了載流子的遷移率。降低離子注入產(chǎn)生的缺陷,減小缺陷對稀磁半導體特性的影響是一項需要繼續(xù)研究的問題。（6）研究了Mn離子注入Mg摻雜GaN樣品的磁學特性和電學特性。磁學特性測試結(jié)果表現(xiàn)出與Mn離子注入非故意摻雜GaN樣品相似的結(jié)果,樣品在800℃退火后獲得了最高的磁化強度并顯示樣品具有室溫鐵磁性。測試結(jié)果顯示樣品的磁化強度明顯高于Mn離子注入非故意摻雜GaN樣品。樣品的M-T曲線的變化趨勢雖然也分為兩部分,但和Mn離子注入非故意摻雜GaN樣品比較這兩部分曲線斜率的變化明顯變小。分析認為這主要是由于Mg摻雜GaN樣品的高空穴濃度確保了（Ga,Mn）N對樣品鐵磁特性的主導作用。由于使用的Mg摻雜GaN外延片只是在700℃進行了弱激活處理,所以進行退火處理時會對摻雜的Mg離子產(chǎn)生二次激活,因此樣品經(jīng)過800℃、900℃退火處理后,載流子濃度有了一定程度的增加,但當退火溫度高于900℃后,樣品表面分解產(chǎn)生的N空位引入的電子,使得空穴的濃度有所降低。電學測試數(shù)據(jù)的變化趨勢也基本反映了Mn離子注入Mg摻雜GaN樣品的這一特點。
二、Mn注入GaAs半導體的電特性研究（論文開題報告）
（1）論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求：
首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景，再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題，并提出你的論文準備的觀點或解決方法。
寫法范例：
本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結(jié)構(gòu)并詳細分析其設(shè)計過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細論述了四級頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲系統(tǒng)實現(xiàn)的一個重要組成部分。
（2）本文研究方法
調(diào)查法：該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對象的具體信息。
觀察法：用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關(guān)信息。
實驗法：通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認事物間的因果關(guān)系。
文獻研究法：通過調(diào)查文獻來獲得資料，從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實證研究法：依據(jù)現(xiàn)有的科學理論和實踐的需要提出設(shè)計。
定性分析法：對研究對象進行“質(zhì)”的方面的研究，這個方法需要計算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法：通過具體的數(shù)字，使人們對研究對象的認識進一步精確化。
跨學科研究法：運用多學科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進行研究。
功能分析法：這是社會科學用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。
模擬法：通過創(chuàng)設(shè)一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、Mn注入GaAs半導體的電特性研究（論文提綱范文）
（1）高性能低功耗鍺溝道場效應晶體管技術(shù)的研究（論文提綱范文）
| 致謝 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 傳統(tǒng)集成電路制造技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn) |
| 1.1.1.應變Si技術(shù) |
| 1.1.2. HKMG技術(shù) |
| 1.1.3. SOI技術(shù) |
| 1.1.4. FinFET技術(shù) |
| 1.2 新型高遷移率Ge溝道場效應晶體管 |
| 1.2.1 Ge溝道場效應晶體管的源漏問題 |
| 1.2.2 Ge溝道場效應晶體管的MOS界面 |
| 1.2.3 應變Ge溝道場效應晶體管 |
| 1.3 新物理機制的Ge溝道場效應晶體管 |
| 1.3.1 Ge溝道隧穿場效應晶體管 |
| 1.3.2 Ge溝道鐵電場效應晶體管 |
| 1.4 論文的主要工作和內(nèi)容安排 |
| 參考文獻 |
| 第二章 高性能Ge溝道場效應晶體管的新源漏形成技術(shù) |
| 2.1 引言 |
| 2.2 結(jié)合旋涂摻雜和激光退火的超淺結(jié)深p-n結(jié) |
| 2.2.1 旋涂摻雜和激光退火制備p-n結(jié) |
| 2.2.2 Ge基p-n結(jié)的摻雜濃度分布模擬 |
| 2.2.3 結(jié)表面摻雜濃度和結(jié)深的表征 |
| 2.2.4 Ge基p+/n和n+/p結(jié)的電學性能 |
| 2.3 利用微波退火的高勢壘低電阻NiGe/n-Ge肖特基結(jié) |
| 2.3.1 微波退火制備NiGe/n-Ge肖特基結(jié)和NiGe源漏的Ge pMOSFET器件 |
| 2.3.2 不同微波退火條件和NiGe厚度的關(guān)系 |
| 2.3.3 不同微波退火條件下NiGe/n-Ge肖特基結(jié)的特性 |
| 2.3.4 微波退火對NiGe/n-Ge肖特基結(jié)勢壘高度的影響 |
| 2.3.5 微波退火對NiGe/n-Ge肖特基結(jié)電阻的影響 |
| 2.3.6 微波退火的NiGe/n-Ge肖特基結(jié)對Ge pMOSFET器件的影響 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 參考文獻 |
| 第三章 高性能Ge溝道場效應晶體管的新柵極堆垛技術(shù) |
| 3.1 引言 |
| 3.2 臭氧后氧化的HfO_2/AlO_x/GeO/Ge柵疊層 |
| 3.2.1 臭氧后氧化的HfO_2/AlO_x/GeO_x/Ge MOS工藝 |
| 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的絕緣特性 |
| 3.2.4 臭氧后氧化的HfO_2/AlO_x/GeO_x/Ge pMO SFET器件 |
| 3.3 新型的雙層MoS_2/Ge量子阱結(jié)構(gòu)Ge MOS |
| 3.3.1 雙層MoS_2/Ge MOSFET器件的制備 |
| 3.3.2 雙層MoS_2/Ge量子阱結(jié)構(gòu)Ge MOS的表征 |
| 3.3.3 雙層MoS_2/Ge MOSFET器件的電學特性 |
| 3.3.4 雙層MoS_2/Ge MOSFET器件的可靠性 |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 參考文獻 |
| 第四章 基于NiGe肖特基結(jié)的低功耗Ge溝道隧穿場效應晶體管 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 利用雜質(zhì)分凝的NiGe肖特基結(jié)制備Ge基隧穿場效應晶體管 |
| 4.2.1 雜質(zhì)分凝的NiGe肖特基結(jié)的制備和表征 |
| 4.2.2 雜質(zhì)分凝的Ge基隧穿場效應晶體管的制備 |
| 4.3 p型和n型Ge基隧穿場效應晶體管的電學性能 |
| 4.3.1 Ge基隧穿場效應晶體管的常規(guī)電學特性 |
| 4.3.2 Ge基隧穿場效應晶體管的低溫電學特性 |
| 4.3.3 Ge基隧穿場效應晶體管的脈沖響應 |
| 4.3.4 Ge基隧穿場效應晶體管的性能比較 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 參考文獻 |
| 第五章 NiGe肖特基結(jié)的界面缺陷對Ge溝道場效應晶體管的影響 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NiGe肖特基結(jié)及對應場效應晶體管的制備 |
| 5.3 NiGe肖特基結(jié)界面缺陷的表征方法及建模 |
| 5.4 利用低溫電導法表征NiGe肖特基結(jié)的界面缺陷 |
| 5.4.1 結(jié)界面缺陷密度譜和時間常數(shù)譜的計算 |
| 5.4.2 不同肖特基結(jié)的界面缺陷特性比較 |
| 5.5 NiGe肖特基結(jié)的界面缺陷在晶體管中的重要意義 |
| 5.5.1 結(jié)界面缺陷對Ge MOSFET器件的影響 |
| 5.5.2 結(jié)界面缺陷對Ge TFET器件的影響 |
| 5.6 本章小結(jié) |
| 參考文獻 |
| 第六章 鐵電/絕緣層界面缺陷對Ge溝道鐵電場效應晶體管的影響 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 鐵電/絕緣層結(jié)構(gòu)電容的制備 |
| 6.3 鐵電/絕緣層結(jié)構(gòu)電容的電流響應 |
| 6.3.1 電流響應的物理機制 |
| 6.3.2 電流響應的存儲特性 |
| 6.4 鐵電/絕緣層結(jié)構(gòu)電容的響應速度 |
| 6.4.1 測試系統(tǒng)示意圖及測試波形 |
| 6.4.2 絕緣層厚度對鐵電極化的影響 |
| 6.5 鐵電/絕緣層界面缺陷的脈沖響應 |
| 6.5.1 測試系統(tǒng)示意圖及測試波形 |
| 6.5.2 鐵電極化電荷的瞬態(tài)響應 |
| 6.5.3 非鐵電極化電荷的瞬態(tài)響應 |
| 6.5.4 改進的漏電輔助鐵電極化模型 |
| 6.6 鐵電/絕緣層界面缺陷的穩(wěn)態(tài)響應 |
| 6.6.1 P-V和C-V的頻率和溫度響應 |
| 6.6.2 電導法表征鐵電/絕緣層界面缺陷的電路和數(shù)學模型 |
| 6.6.3 鐵電/絕緣層界面缺陷的表征 |
| 6.6.4 鐵電/絕緣層界面缺陷的低溫特性 |
| 6.7 本章小結(jié) |
| 參考文獻 |
| 第七章 總結(jié)與展望 |
| 7.1 總結(jié) |
| 7.2 展望 |
| 博士研究生期間研究成果 |
| 期刊論文 |
| 會議論文 |
（2）半導體和有機物材料的自旋注入研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 金屬中的自旋電子學 |
| 1.1.1 巨磁阻效應 |
| 1.1.2 磁性隧道結(jié) |
| 1.2 半導體和自旋電子學 |
| 1.2.1 阻抗失配問題 |
| 1.2.2 半導體材料的自旋注入和探測 |
| 1.3 本文的研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)安排 |
| 1.3.1 本文的研究內(nèi)容 |
| 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排 |
| 1.4 總結(jié) |
| 第二章 材料的制備與表征方法 |
| 2.1 分子束外延生長和原位監(jiān)控 |
| 2.1.1 分子束外延生長 |
| 2.1.2 反射式高能電子衍射儀原位監(jiān)控 |
| 2.2 薄膜的表征 |
| 2.2.1 透射電子顯微鏡 |
| 2.2.2 原子力顯微鏡和壓電力顯微鏡 |
| 2.2.3 振動樣品磁強計和超導量子干涉儀 |
| 2.3 器件制備和表征 |
| 2.3.1 器件制備 |
| 2.3.2 器件表征 |
| 第三章 GaAs基自旋發(fā)光二極管 |
| 3.1 自旋發(fā)光二極管 |
| 3.1.1 自旋發(fā)光二極管概念和光選擇定則 |
| 3.1.2 自旋發(fā)光二級管的潛在應用 |
| 3.2 GaAs基自旋發(fā)光二極管的研究現(xiàn)狀 |
| 3.2.1 平行于面內(nèi)的自旋注入結(jié) |
| 3.2.2 垂直于面內(nèi)的自旋注入結(jié) |
| 3.2.3 具有垂直磁各向異性的CoFeB/MgO自旋注入結(jié) |
| 3.3 包含單層InAs量子點的GaAs spin-LED的自旋注入研究 |
| 3.3.1 樣品制備 |
| 3.3.2 磁場依賴關(guān)系 |
| 3.3.3 偏壓依賴關(guān)系 |
| 3.3.4 溫度依賴關(guān)系 |
| 3.4 總結(jié) |
| 第四章 邁向GaN基自旋發(fā)光二極管 |
| 4.1 GaN基自旋發(fā)光二極管的研究進展 |
| 4.1.1 GaN基自旋發(fā)光二極管的應用優(yōu)勢 |
| 4.1.2 研究進展 |
| 4.1.3 研究工作的局限性 |
| 4.2 在GaN上開發(fā)具有垂直磁各向異性的自旋注入結(jié) |
| 4.2.1 研究背景 |
| 4.2.2 GaN基板的表征 |
| 4.2.3 在GaN基板上生長MgO層 |
| 4.2.4 Fe/MgO自旋注入結(jié)的生長 |
| 4.2.5 在GaN上開發(fā)具有垂直磁各向異性的Co/MgO自旋注入結(jié) |
| 4.3 GaN基發(fā)光二極管中的自旋注入 |
| 4.3.1 n-i-p型GaN基發(fā)光二極管結(jié)構(gòu) |
| 4.3.2 GaN spin-LED的器件工藝和電流-電壓特性表征 |
| 4.3.3 極化分辨的電致發(fā)光譜測量 |
| 4.4 總結(jié) |
| 第五章 有機多鐵性隧道結(jié)中自旋極化的鐵電控制 |
| 5.1 介紹 |
| 5.1.1 多鐵性隧道結(jié)的原理 |
| 5.1.2 自旋極化的鐵電控制 |
| 5.1.3 有機多鐵性隧道結(jié) |
| 5.2 PVDF:Fe_3O_4納米復合物做勢壘的有機多鐵性隧道結(jié) |
| 5.2.1 研究背景 |
| 5.2.2 器件制備 |
| 5.2.3 形貌表征 |
| 5.2.4 鐵電表征 |
| 5.2.5 磁性表征 |
| 5.2.6 磁輸運表征 |
| 5.3 總結(jié) |
| 第六章 總結(jié)和展望 |
| 6.1 總結(jié) |
| 6.2 展望 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
| 在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與取得的其他研究成果 |
（3）基于高自旋極化Heusler合金的自旋輸運特性研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 緒論 |
| 1.1 自旋電子學器件的種類 |
| 1.2 半金屬磁性材料 |
| 1.3 自旋無能隙半導體 |
| 1.4 本文的工作 |
| 2 理論基礎(chǔ)與計算方法 |
| 2.1 密度泛函理論 |
| 2.2 NEGF-DFT方法簡介 |
| 2.3 計算程序-ATK |
| 3 基于自旋無能隙半導體CoFeMnSi的輸運特性研究 |
| 3.1 四元霍伊斯勒合金CoFeMnSi的研究進展 |
| 3.2 計算方法與參數(shù)設(shè)定 |
| 3.3 CoFeMnSi的自旋無能隙半導體特性 |
| 3.4 Ga As/CoFeMnSi異質(zhì)結(jié)輸運特性的研究 |
| 3.5 CoFeMnSi|GaAs|CoFeMnSi隧道結(jié)的自旋輸運特性 |
| 3.6 本章小結(jié) |
| 4 半金屬全補償亞鐵磁Mn_3Al的自旋輸運特性 |
| 4.1 Mn_3Al的研究背景 |
| 4.2 參數(shù)設(shè)置與計算模型 |
| 4.3 Mn_3Al的全補償亞鐵磁半金屬特性 |
| 4.4 異質(zhì)結(jié)Mn_3Al/GaAs的自旋輸運特性研究 |
| 4.5 隧道結(jié)Mn_3Al/GaAs/Mn_3Al的自旋輸運特性研究 |
| 4.6 勢壘層GaAs的自旋軌道耦合 |
| 4.7 本章小結(jié) |
| 5 基于全補償亞鐵磁自旋無能隙半導體Ti_2MnAl的輸運特性研究 |
| 5.1 自旋無能隙半導體Ti_2MnAl的研究進展 |
| 5.2 參數(shù)設(shè)置與理論依據(jù) |
| 5.3 自旋無能隙半導體Ti_2MnAl的全補償亞鐵磁特性 |
| 5.4 隧道結(jié)Ti_2MnAl/InAs/Ti_2MnAl(001)的電流電壓特性 |
| 5.5 隧道結(jié)Ti_2MnAl/InAs/Ti_2MnAl(001)的熱自旋輸運特性 |
| 5.6 本章小結(jié) |
| 6 總結(jié)與展望 |
| 6.1 全文工作總結(jié) |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 附錄 攻讀博士學位期間的學術(shù)成果 |
（4）典型材料高功率下微波介電特性研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 研究工作的背景及意義 |
| 1.1.1 課題來源 |
| 1.1.2 課題的研究目的及意義 |
| 1.2 高功率下材料微波特性國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀 |
| 1.2.1 典型窗口材料高功率下的微波特性研究歷史與現(xiàn)狀 |
| 1.2.2 典型半導體材料高功率下的微波特性研究歷史與現(xiàn)狀 |
| 1.2.3 常見材料微波介電特性檢測方法介紹 |
| 1.2.3.1 終端短路法 |
| 1.2.3.2 終端開路法 |
| 1.2.3.3 傳輸反射法 |
| 1.2.3.4 自由空間法 |
| 1.2.3.5 腔體微擾法 |
| 1.2.3.6 諧振腔法 |
| 1.2.3.7 準光腔法 |
| 1.3 本文的主要貢獻與創(chuàng)新 |
| 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排 |
| 第二章 微波與材料互作用機理分析 |
| 2.1 微波及其特性 |
| 2.2 材料的介電性能描述 |
| 2.3 材料對微波的作用機理分析 |
| 2.3.1 麥克斯韋(Maxwell)方程 |
| 2.3.2 物質(zhì)的本構(gòu)方程 |
| 2.3.3 電磁場的邊界條件 |
| 2.3.4 介質(zhì)材料損耗機理 |
| 2.3.5 材料對微波傳播特性影響分析 |
| 2.4 微波對材料的作用機理分析 |
| 2.4.1 微波的熱效應機理 |
| 2.4.1.1 極化損耗分析 |
| 2.4.1.2 歐姆損耗分析 |
| 2.4.1.3 微波熱效應原理分析 |
| 2.4.2 微波非熱效應機理 |
| 2.4.2.1 微波化學中的非熱效應 |
| 2.4.2.2 微波生物中的非熱效應 |
| 2.4.2.3 半導體材料中的微波非熱效應 |
| 2.5 微波與材料互作用研究方法 |
| 2.6 本章小結(jié) |
| 第三章 微波諧振微擾理論分析 |
| 3.1 諧振電路基本理論 |
| 3.1.1 RLC串聯(lián)諧振電路 |
| 3.1.2 RLC并聯(lián)諧振電路 |
| 3.1.3 諧振電路主要參數(shù) |
| 3.1.3.1 諧振頻率 |
| 3.1.3.2 品質(zhì)因數(shù) |
| 3.2 強場產(chǎn)生方法研究 |
| 3.2.1 矩形波導傳輸線場強分析 |
| 3.2.2 同軸線傳輸線場強分析 |
| 3.2.3 矩形諧振腔場強分析 |
| 3.2.4 強場產(chǎn)生理論小結(jié) |
| 3.3 諧振腔基本理論 |
| 3.3.1 模式函數(shù)及其正交性 |
| 3.3.2 諧振腔內(nèi)的電磁場分析 |
| 3.3.3 無源諧振腔的諧振參數(shù)分析 |
| 3.3.4 諧振腔的激勵與輸入阻抗分析 |
| 3.3.5 諧振腔微擾理論 |
| 3.3.5.1 諧振腔全介質(zhì)微擾 |
| 3.3.5.2 諧振腔小對象微擾 |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 第四章 高功率下材料微波介電特性測試模型 |
| 4.1 基于微擾法的測試模型 |
| 4.1.1 單模法測試模型 |
| 4.1.2 雙模法測試模型 |
| 4.2 基于諧振腔的脈沖法測試模型 |
| 4.2.1 寬頻掃描-點頻檢測法測試模型 |
| 4.2.2 脈沖激勵-點頻檢測法測試模型 |
| 4.3 本章小結(jié) |
| 第五章 典型材料高功率下的微波介電特性測試系統(tǒng) |
| 5.1 關(guān)鍵測試系統(tǒng)部件研制 |
| 5.1.1 諧振腔耦合傳感器 |
| 5.1.2 壓縮式矩形諧振腔 |
| 5.1.2.1 壓縮式矩形諧振腔設(shè)計 |
| 5.1.2.2 壓縮式矩形諧振腔仿真設(shè)計及加工測試 |
| 5.1.2.3 壓縮式矩形諧振腔場強估算 |
| 5.1.3 重入式同軸諧振腔 |
| 5.1.3.1 重入式同軸諧振腔設(shè)計 |
| 5.1.3.2 重入式同軸諧振腔仿真設(shè)計及加工測試 |
| 5.1.3.3 重入式同軸諧振腔場強估算 |
| 5.1.4 其他關(guān)鍵微波傳感器研制 |
| 5.1.4.1 寬帶功率放大器設(shè)計 |
| 5.1.4.2 基于SIR技術(shù)的微帶帶阻濾波器設(shè)計 |
| 5.2 測試系統(tǒng)的集成 |
| 5.2.1 單模法測試系統(tǒng)集成 |
| 5.2.2 雙模法測試系統(tǒng)集成 |
| 5.2.3 脈沖法測試系統(tǒng)集成 |
| 5.2.3.1 寬頻掃描-點頻檢測法測試系統(tǒng)集成 |
| 5.2.3.2 脈沖激勵-點頻檢測法測試系統(tǒng)集成 |
| 5.2.4 程控化自動測試系統(tǒng)集成 |
| 5.3 測試系統(tǒng)誤差、測試靈敏度及測試精度分析 |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 第六章 典型材料高功率下微波介電特性實驗結(jié)果與分析 |
| 6.1 典型材料高功率下微波介電特性實驗結(jié)果與分析 |
| 6.1.1 單模法測試實驗結(jié)果與分析 |
| 6.1.2 雙模法測試實驗結(jié)果與分析 |
| 6.1.3 脈沖法測試實驗結(jié)果與分析 |
| 6.1.3.1 寬頻掃描-點頻檢測法測試實驗結(jié)果與分析 |
| 6.1.3.2 脈沖激勵-點頻檢測法實驗結(jié)果與分析 |
| 6.2 典型材料高功率下的微波介電特性演變機理結(jié)論 |
| 6.3 本章小結(jié) |
| 第七章 全文總結(jié)及展望 |
| 7.1 全文總結(jié) |
| 7.2 后續(xù)工作展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 攻讀博士學位期間取得的成果 |
（5）半導體與多種異質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁性與調(diào)控（論文提綱范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 稀磁半導體的研究進展 |
| 1.2.1 GaAs基稀磁半導體的研究進展 |
| 1.2.2 InSb基稀磁半導體的研究進展 |
| 1.2.3 稀磁半導體中電場調(diào)控磁性的研究進展 |
| 1.3 多鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu)電控磁性的研究進展 |
| 1.4 電場調(diào)控磁性機制的分類 |
| 1.4.1 載流子密度調(diào)控機制 |
| 1.4.2 應變效應機制 |
| 1.4.3 交換耦合調(diào)控機制 |
| 1.5 本論文的選題意義和研究內(nèi)容 |
| 第2章 樣品的制備、表征和測量方法簡介 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 薄膜樣品的主要制備技術(shù) |
| 2.3 稀磁半導體的主要制備方法 |
| 2.4 樣品的主要表征方法 |
| 2.5 樣品性質(zhì)的測量方法 |
| 2.6 射程分布模擬方法 |
| 第3章 [FeCo/Ag]_5/PMN-PT多鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁電性質(zhì)研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 [FeCo/Ag]_5/PMN-PT多鐵異質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁電性質(zhì)研究 |
| 3.2.1 [FeCo_((60s))/Ag_((4s))]_5/PMN-PT樣品制備 |
| 3.2.2 電壓對[FeCo_((60s))/Ag_((4s))]_5/PMN-PT磁電性質(zhì)的影響 |
| 3.2.3 [FeCo_((60s))/Ag_((2s))]_5/PMN-PT樣品制備 |
| 3.2.4 電壓對[FeCo_((60s))/Ag_((2s))]_5/PMN-PT磁電性質(zhì)的影響 |
| 3.2.5 磁場方向?qū)FeCo_((60s))/Ag_((2s))]_5/PMN-PT磁電性質(zhì)的影響 |
| 3.2.6 電壓對[FeCo_((60s))/Ag_((2s))]_5/PMN-PT剩磁的調(diào)控 |
| 3.3 本章小結(jié) |
| 第4章 離子注入砷化鎵(GaAs)基稀磁半導體 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 離子注入砷化鎵基稀磁半導體的制備及磁性研究 |
| 4.2.1 鉻離子注入砷化鎵晶體的磁性測量 |
| 4.2.2 退火對鉻離子注入砷化鎵晶體磁性的影響 |
| 4.2.3 鈦離子注入砷化鎵晶體的磁性測量 |
| 4.2.4 退火對鈦離子注入砷化鎵晶體磁性的影響 |
| 4.2.5 電性質(zhì)測量 |
| 4.3 第一性原理計算 |
| 4.3.1 Ti摻雜GaAs第一性原理計算 |
| 4.3.2 Cr摻雜GaAs第一性原理計算 |
| 4.4 極化電壓對砷化鎵基片磁性的影響 |
| 4.5 本章小結(jié) |
| 第5章 離子注入銻化銦(InSb)基稀磁半導體 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 離子注入銻化銦基稀磁半導體的制備及磁性研究 |
| 5.2.1 鉻離子注入銻化銦晶體的磁性測量 |
| 5.2.2 退火對鉻離子注入銻化銦晶體磁性的影響 |
| 5.2.3 鈦離子注入銻化銦晶體的磁性測量 |
| 5.2.4 退火對鈦離子注入砷化鎵晶體磁性的影響 |
| 5.3 本章小結(jié) |
| 第6章 總結(jié)與展望 |
| 6.1 總結(jié) |
| 6.2 展望 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
| 學位論文評閱及答辯情況表 |
（6）高k柵介質(zhì)GaAs MOS器件界面特性及氧化物陷阱電容效應研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 緒論 |
| 1.1 MOSFET及其集成電路概況 |
| 1.2 MOSFET等比縮小所面臨的問題和解決方案 |
| 1.3 III-V族化合物半導體MOSFET的研究意義 |
| 1.4 GaAs MOS器件柵介質(zhì)及其界面特性研究概況 |
| 1.5 (In)GaAs MOS氧化物陷阱電容效應研究概況 |
| 1.6 本文的主要工作及內(nèi)容安排 |
| 2 高k柵介質(zhì)GaAs MOS器件制備工藝及測試方法 |
| 2.1 高尼柵介質(zhì)GaAs MOS器件的制備工藝 |
| 2.2 高尼柵介質(zhì)MOS器件的界面特性表征 |
| 2.3 高尼柵介質(zhì)MOS器件的電特性表征 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 3 La基界面鈍化層對ZrON/GaAs界面特性改善的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ZrON/LaGeON/GaAs MOS器件的制備與電特性 |
| 3.3 ZrON/LaSiON/GaAs MOS器件的制備與電特性 |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 4 La基高k層及界面鈍化層GaAs MOS界面特性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LaTiON/LaON/GaAs MOS器件的制備與電特性 |
| 4.3 本章小結(jié) |
| 5 Zr基高k層及界面鈍化層GaAs MOS界面特性的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 ZrTiON/ZrAlON/GaAs MOS器件的制備與電特性 |
| 5.3 ZrTiON/ZrLaON/GaAs MOS器件的制備與電特性 |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 5.5 全文實驗工作總結(jié) |
| 6 (In)GaAs MOS氧化物陷阱電容效應研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 氧化物陷阱電容模型建立 |
| 6.3 界面近似并聯(lián)方式 |
| 6.4 均勻分布并聯(lián)方式 |
| 6.5 兩種并聯(lián)方式對比 |
| 6.6 本章小結(jié) |
| 7 總結(jié)與展望 |
| 7.1 工作總結(jié)與創(chuàng)新點 |
| 7.2 工作展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 附錄 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文 |
（7）基于量子阱混雜技術(shù)的快速波長可切換Ⅴ型耦合腔半導體激光器研究（論文提綱范文）
| 致謝 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 緒論 |
| 1.1 光通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 |
| 1.2 集成光路技術(shù) |
| 1.2.1 混合集成 |
| 1.2.2 單片集成 |
| 1.3 本文概述 |
| 1.3.1 章節(jié)安排 |
| 1.3.2 主要創(chuàng)新點 |
| 第2章 單片集成技術(shù)以及量子阱混雜技術(shù)概述 |
| 2.1 單片集成技術(shù)的要求 |
| 2.2 單片集成技術(shù)的方法 |
| 2.2.1 對接再生長 |
| 2.2.2 選擇性區(qū)域生長 |
| 2.2.3 偏置量子阱 |
| 2.2.4 雙量子阱 |
| 2.2.5 量子阱混雜 |
| 2.2.6 各種單片集成技術(shù)的比較 |
| 2.3 量子阱混雜技術(shù)回顧 |
| 2.3.1 雜質(zhì)誘導方法 |
| 2.3.2 無雜質(zhì)空位誘導方法 |
| 2.3.3 低溫生長InP方法 |
| 2.3.4 陽極氧化誘導方法 |
| 2.3.5 光吸收誘導方法 |
| 2.3.6 等離子體轟擊方法 |
| 2.3.7 濺射轟擊方法 |
| 2.3.8 離子注入方法 |
| 2.3.9 各種量子阱混雜方法的比較 |
| 第3章 量子阱混雜技術(shù)的理論模擬 |
| 3.1 薛定諤方程的數(shù)值解法 |
| 3.2 Ⅲ-Ⅴ量子阱的能帶結(jié)構(gòu) |
| 3.3 擴散模型 |
| 3.4 擴散長度對能帶結(jié)構(gòu)的影響 |
| 3.5 k值對能帶結(jié)構(gòu)的影響 |
| 第4章 KrF準分子激光器照射實現(xiàn)量子阱混雜技術(shù)的工藝研究 |
| 4.1 實驗原理 |
| 4.2 實驗結(jié)果以及參數(shù)優(yōu)化 |
| 4.2.1 實驗現(xiàn)象與結(jié)果 |
| 4.2.2 快速熱退火對結(jié)果的影響 |
| 4.2.3 KrF準分子激光器參數(shù)對結(jié)果的影響 |
| 4.3 利用KrF準分子激光器量子阱混雜制作的簡單光器件 |
| 4.3.1 FP激光器 |
| 4.3.2 無源波導 |
| 第5章 基于量子阱混雜技術(shù)的V型腔半導體激光器 |
| 5.1 V型腔可調(diào)諧半導體激光器介紹 |
| 5.2 包含量子阱混雜的V型腔激光器的制作過程 |
| 5.2.1 制作對準標記 |
| 5.2.2 選擇性區(qū)域量子阱混雜 |
| 5.2.3 V型腔激光器的標準制作流程 |
| 5.3 單腔混雜方案的測試結(jié)果與分析 |
| 5.3.1 光致發(fā)光譜 |
| 5.3.2 I-V性能 |
| 5.3.3 波長調(diào)諧性能 |
| 5.4 雙腔混雜方案的測試結(jié)果與分析 |
| 5.4.1 光致發(fā)光譜 |
| 5.4.2 L-I性能 |
| 5.4.3 單電極波長調(diào)諧性能 |
| 5.4.4 增益譜藍移的討論 |
| 5.4.5 雙電極波長調(diào)諧性能 |
| 5.4.6 量子阱混雜波導長度的討論 |
| 5.4.7 快速波長切換性能 |
| 5.5 熱調(diào)諧和電調(diào)諧V型腔激光器的結(jié)果對比 |
| 第6章 總結(jié)和展望 |
| 6.1 本文總結(jié) |
| 6.2 本文展望 |
| 參考文獻 |
| 作者在學期間所取得的科研成果 |
（8）堆棧高k柵介質(zhì)（In）GaAs MOS器件電子遷移率模型及界面特性研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 選題背景及意義 |
| 1.2 MOS器件按比例縮小及面臨的挑戰(zhàn) |
| 1.3 化合物半導體(In)GaAs材料的優(yōu)勢 |
| 1.4 高k柵介質(zhì)/(In)GaAs MOS器件研究現(xiàn)狀 |
| 1.5 高k柵介質(zhì)InGaAs MOSFET溝道遷移率研究進展 |
| 1.6 本文主要工作及內(nèi)容安排 |
| 第二章 高k柵介質(zhì)(In)GaAs MOS制備工藝及測試方法 |
| 2.1 MOS器件制備工藝 |
| 2.2 薄膜性能表征 |
| 2.3 MOS器件電特性測試 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 第三章 堆棧高k柵介質(zhì)InGaAs n-MOSFET電子遷移率模型 |
| 3.1 玻爾茲曼輸運理論 |
| 3.2 載流子散射機制 |
| 3.3 遷移率模型的建立 |
| 3.4 模擬結(jié)果和討論 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第四章 堆棧高k柵介質(zhì)GaAs MOS界面特性及電性能研究 |
| 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 三種界面層樣品的性能比較 |
| 4.6 本章小結(jié) |
| 第五章 堆棧高k柵介質(zhì)InGaAs MOS界面特性及電性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 HfTiON/GGON/InGaAs MOS器件 |
| 5.3 多層TiON/TaON柵介質(zhì)InGaAs MOS器件 |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 第六章 總結(jié)與展望 |
| 6.1 工作總結(jié)與創(chuàng)新點 |
| 6.2 工作展望 |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 附錄 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文 |
（9）過渡族金屬摻雜ZnO薄膜的制備與鐵磁性能的研究（論文提綱范文）
| 致謝 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 序 |
| 1 引言 |
| 1.1 自旋電子學的概念 |
| 1.2 稀磁半導體的概念與分類 |
| 1.3 稀磁半導體的研究概況 |
| 1.4 稀磁半導體磁性來源和機理 |
| 1.5 稀磁半導體的應用前景 |
| 1.6 ZnO基稀磁半導體的性質(zhì)及研究進展 |
| 1.7 本論文的選題依據(jù)和研究意義 |
| 1.8 本論文的主要工作 |
| 2 制備方法與測試手段 |
| 2.1 制備系統(tǒng)簡介 |
| 2.2 本工作用到的主要材料表征手段 |
| 3 過渡族金屬摻雜ZnO薄膜的制備與鐵磁特性的探索 |
| 3.1 實驗過程 |
| 3.2 不同V摻雜濃度對ZnO:V薄膜性能的影響 |
| 3.3 不同Mn摻雜濃度對ZnO:Mn薄膜性能的影響 |
| 3.4 不同Co摻雜濃度對ZnO:Co薄膜性能的影響 |
| 3.5 不同Ni摻雜濃度對ZnO:Ni薄膜性能的影響 |
| 3.6 不同F(xiàn)e摻雜濃度對ZnO:Fe薄膜性能的影響 |
| 3.7 比較 |
| 3.8 本章小結(jié) |
| 4 ZnO:V薄膜的制備及其鐵磁特性的研究 |
| 4.1 不同制備條件對薄膜性能的影響 |
| 4.2 退火處理對薄膜性能的影響 |
| 4.3 在硅襯底上制備的不同V摻雜濃度的ZnO薄膜特性研究 |
| 4.4 V摻雜對ZnO薄膜光學特性的影響 |
| 4.5 薄膜中磁性及其來源 |
| 4.6 本章小結(jié) |
| 5 ZnO:Mn第一性原理研究 |
| 5.1 理論模型和計算方法 |
| 5.2 結(jié)果分析 |
| 5.3 本章小結(jié) |
| 6 結(jié)論 |
| 參考文獻 |
| 作者簡歷 |
| 學位論文數(shù)據(jù)集 |
（10）GaN基稀磁半導體的理論與實驗研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 稀磁半導體的研究進展 |
| 1.2.1 稀磁半導體的概念 |
| 1.2.2 稀磁半導體的基本性質(zhì) |
| 1.2.3 稀磁半導體的研究與進展 |
| 1.3 GaN基稀磁半導體 |
| 1.3.1 GaN的基本性質(zhì) |
| 1.3.2 GaN基稀磁半導體的研究進展 |
| 1.4 Mn摻雜GaN的實驗進展 |
| 1.4.1 結(jié)構(gòu)分析 |
| 1.4.2 光學特性 |
| 1.4.3 磁學特性 |
| 1.4.4 存在的問題 |
| 1.5 本文的主要研究工作 |
| 第二章 Mn摻雜GaN的第一性原理計算 |
| 2.1 計算程序簡介 |
| 2.1.1 晶體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 |
| 2.1.2 態(tài)密度（DOS）和分波態(tài)密度（PDOS）的計算 |
| 2.1.3 光學性質(zhì)的計算 |
| 2.2 模型結(jié)構(gòu)和計算方法 |
| 2.2.1 理論模型 |
| 2.2.2 計算方法 |
| 2.3 結(jié)果與討論 |
| 2.3.1 GaN的電子結(jié)構(gòu) |
| 2.3.2 摻雜計算的結(jié)果與討論 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 第三章 GaN基稀磁半導體的制備方法及實驗設(shè)計 |
| 3.1 離子注入的工藝特點及基本原理 |
| 3.1.1 離子注入工藝優(yōu)勢 |
| 3.1.2 離子注入材料的物理過程 |
| 3.1.3 注入離子在靶中的濃度分布 |
| 3.1.4 單晶靶中離子注入的溝道效應 |
| 3.1.5 離子注入損傷 |
| 3.2 離子注入的退火 |
| 3.2.1 離子注入退火目的 |
| 3.2.2 離子注入的退火方法 |
| 3.2.3 離子注入退火所存在的困難 |
| 3.3 Mn離子注入制備GaN基稀磁半導體的TRIM模擬 |
| 3.3.1 Mn離子注入GaN射程分布的模擬 |
| 3.3.2 Mn離子注入GaN濃度分布的模擬 |
| 3.4 離子注入和退火的實驗與測試 |
| 3.4.1 Mn離子注入GaN的注入條件設(shè)計 |
| 3.4.2 表面形貌 |
| 3.4.3 退火對注入損傷的修復分析 |
| 3.5 本章小結(jié) |
| 第四章 Mn離子注入GaN微結(jié)構(gòu)和光學特性的研究 |
| 4.1 Mn離子注入非故意摻雜GaN微結(jié)構(gòu)的研究 |
| 4.1.1 X射線能量色散譜研究 |
| 4.1.2 X射線衍射（XRD）研究 |
| 4.1.3 拉曼散射（Raman）研究 |
| 4.2 Mn離子注入非故意摻雜GaN光致發(fā)光的研究 |
| 4.2.1 GaN中基本的輻射躍遷過程及幾種具體發(fā)光過程的光譜特征 |
| 4.2.2 存在的問題和爭議 |
| 4.2.3 Mn離子注入非故意摻雜GaN光致發(fā)光譜的測試分析 |
| 4.3 Mn離子注入Mg摻雜GaN微結(jié)構(gòu)和光學特性的研究 |
| 4.3.1 Mn離子注入Mg摻雜GaN微結(jié)構(gòu)的研究 |
| 4.3.2 Mn離子注入Mg摻雜GaN光致發(fā)光的研究 |
| 4.4 本章小結(jié) |
| 第五章 Mn離子注入GaN磁學和電學特性的研究 |
| 5.1 Mn離子注入未摻雜GaN磁學特性的研究 |
| 5.1.1 振動樣品磁強計(VSM) |
| 5.1.2 M-H測試分析 |
| 5.1.3 M-T測試分析 |
| 5.1.4 結(jié)果與討論 |
| 5.2 Mn離子注入未摻雜GaN電學特性的研究 |
| 5.2.1 汞探針C-V測試 |
| 5.2.2 霍爾測試 |
| 5.2.3 結(jié)果與討論 |
| 5.3 Mn離子注入Mg摻雜GaN磁學和電學特性的研究 |
| 5.3.1 Mn離子注入Mg摻雜GaN磁學特性的研究 |
| 5.3.2 Mn離子注入Mg摻雜GaN電學特性的研究 |
| 5.4 本章小結(jié) |
| 第六章 總結(jié) |
| 致謝 |
| 參考文獻 |
| 第一章 |
| 第二章 |
| 第三章 |
| 第四章 |
| 第五章 |
| 作者攻讀博士期間的研究成果和參加的科研項目 |
| 一、科研論文 |
| 二、獎勵和榮譽 |
| 三、參加的科研項目 |
四、Mn注入GaAs半導體的電特性研究（論文參考文獻）
- [1]高性能低功耗鍺溝道場效應晶體管技術(shù)的研究[D]. 李駿康. 浙江大學, 2021(01)
- [2]半導體和有機物材料的自旋注入研究[D]. 高雪. 中國科學技術(shù)大學, 2020(01)
- [3]基于高自旋極化Heusler合金的自旋輸運特性研究[D]. 韓江朝. 華中科技大學, 2019(03)
- [4]典型材料高功率下微波介電特性研究[D]. 高勇. 電子科技大學, 2019(01)
- [5]半導體與多種異質(zhì)結(jié)構(gòu)的磁性與調(diào)控[D]. 王思洋. 山東大學, 2017(01)
- [6]高k柵介質(zhì)GaAs MOS器件界面特性及氧化物陷阱電容效應研究[D]. 盧漢漢. 華中科技大學, 2017(10)
- [7]基于量子阱混雜技術(shù)的快速波長可切換Ⅴ型耦合腔半導體激光器研究[D]. 張欣. 浙江大學, 2015(02)
- [8]堆棧高k柵介質(zhì)（In）GaAs MOS器件電子遷移率模型及界面特性研究[D]. 汪禮勝. 華中科技大學, 2015(07)
- [9]過渡族金屬摻雜ZnO薄膜的制備與鐵磁性能的研究[D]. 王麗偉. 北京交通大學, 2010(09)
- [10]GaN基稀磁半導體的理論與實驗研究[D]. 徐大慶. 西安電子科技大學, 2009(04)