关键词： 真空微纳电子器件   场致发射器件   带栅极纳米线   场增强因   阴极结构  

摘要： 真空微纳电子器件是以场致电子发射理论为基础，而场致发射器件的核心是冷阴极。阴极结构的优化设计与特性分析是真空微电子学的重要内容之一，也是器件制造、场致发射应用以及可靠性分析的基础。本论文建立三种不同带栅极纳米线(或纳米管)阴极模型(即带栅极平顶纳米线、栅极调制的圆顶纳米线和带栅极开口纳米管等)，利用静电场法分别计算出纳米线表面附近电势、电场和场增强因子的解析表达式，分析了器件结构变化对发射体表面电场、场增强因子和电流密度等重要特性参数的影响。得到的结果如下：\n 1.在外场中，纳米线(或纳米管)顶端表面产生巨大的局域电场，且器件几何参数对表面电场的影响极大。\n 2.对于平顶纳米线(或纳米管)，其顶端边缘电场最大，在边缘附近侧表面电场远大于顶端上表面电场，随着离纳米线顶端边缘距离的增大电场迅速下降。对于此类阴极器件，电子主要从发射体顶端边缘及边缘附近的侧表面处发射。而对于圆顶纳米线，其顶端电场为最强，电子主要从纳米线顶端表面发射。\n 3.场增强因子β随纳米线(或纳米管)突出栅孔的部分(L-d1)在或纳米线高度L的增加而近似于线性增大，而且当(L-d1)取值较大时，β基本满足与长径比(L/r0)成正比关系。\n 4.当栅极电压等于零时，栅孔半径R越大，场增强因子β就越大，而R越小，β就越小。而器件加一定正栅压时，所得的结论与上述相反。\n 5.栅极高度d1和阳极与栅极间距d2对场增强因子β也有一定的影响，随d1的减小，β增大；当d2不太大时，场增强因子随d2的增加而减小，而d2较大时，可忽略d2对β的影响。

关键词： 微纳光电子学   集成光学   硅基光源  

摘要： 综合微电子学及微纳光学的优势,硅基微纳光电子学正在快速走向实用阶段。与微电子制造技术兼容的微纳光子器件,包括调制器、探测器、分束器以及耦合器等均取得了重要的突破。但硅基微纳光源的研究则仍处在探索阶段。外部光源在多大程度上能代替片上光源?片上光源的最佳选择是什么?介绍、分析了目前硅基微纳光源的研究现状及进展,并对片上光源的研究趋势进行展望。

关键词： 微纳尺度   俄歇电子能谱   广义位移   表征技术   第一性原理计算  

摘要： 随着纳米结构材料的广泛应用,新型微纳尺度表征技术成为纳米科学技术的重要组成部分。发展在纳米尺度下的各种检测与表征手段,以用于观测纳米结构材料的原子、电子结构,和测量各种纳米结构的力、电、光、磁等特性,日益引起人们的重视。针对目前广泛使用的各种光子谱技术、X射线衍射和精细吸收谱、高分辨的电子显微术等技术的局限性,本论文基于以电子束为探针的俄歇电子能谱（Auger electron spectroscopy）,发展了纳米尺度的检测与表征新技术。 本论文从俄歇电子能谱基础出发,基于俄歇电子物理机制,着重讨论价带俄歇谱的理论表述和物理意义。采用第一性原理计算方法,模拟GaN和ZnO基半导体不同物理条件下的理论价带俄歇谱;通过实验测量相关半导体的俄歇电子能谱,分别建立材料应力、电荷及电场分布、结构和导电类型等宏观参量的微纳尺度测量技术。主要取得如下研究成果: 提出俄歇电子能谱广义位移的概念,把所有能导致俄歇价电子谱的动能位移及其谱峰相对强度改变的因素（包括化学、物理等）都统一起来。建立了材料微纳米尺度宏观特性的俄歇价电子能谱表征新技术。其主要包括:采用第一性原理计算各种环境下的电子结构;卷积相关价电子态密度;拟合实验谱确定组合系数,模拟计算理论的俄歇价电子能谱的广义位移;标定宏观参量与俄歇电子谱广义位移的定量关系;测量实际材料表面的俄歇价电子能谱,根据标定关系曲线获得相应的宏观参量。该技术兼备测量宏观参量的简便性和俄歇电子能谱固有的高空间分辨率,使得其定量测量材料的微纳结构特性具有明显的优势。 建立了纳米微区应力测量技术。通过第一性原理计算模拟GaN在不同双轴压应力场中的电子结构,根据拟合实验谱确定的组合系数,模拟出不同应变/应力下的N KVV的理论俄歇价电子谱;标定应变/应力与俄歇电子谱广义位移的定量关系。以侧向外延GaN表面和剖面不同结构区域应变/应力分布为对象,测量N KVV谱广义位移及其局域应变/应力分布。所测结果与通过Raman散射E2模移动测量确定的结果相吻合,完全符合失配应力逐渐释放的机制;而且观察到传统上只能靠理论的应力分布模拟方能得到的细节,说明建立的俄歇价电子能谱测量应力技术的正确性和精确性。 建立了非接触性纳米微区电学测量技术。利用第一性原理方法分别计算了不同Al组分的AlxGa1-x表面的N原子周围局域电子密度和相应的态密度,模拟不同电子密度N KVV论俄歇价电子谱主峰强度Npp与次峰的Nsp的比值,发现了比值随电子密度的增加而线性增加的现象。以Npp/Nsp相对比与局域电荷密度的关系曲线作为标定电子密度与俄歇电子谱广义位移（谱峰强度变化）的定量关系。以GaN/AlxGa1-xN/GaN异质结构电荷分布为对象,测量N KVV谱峰相对强度变化及其局域电荷密度分布。精确获得了GaN/AlxGa1-xN/GaN异质两界面处电子和空穴的二维电子气分布,证明了界面净电荷的存在,与采用俄歇芯态电子能谱的能量移动确定的局域电场变化的结果一致。 建立了纳米微区结构相的测量分析技术。采用俄歇价电子谱的理论和实验方法,确定纤锌矿和闪锌矿结构相GaN的俄歇价电子谱广义位移特征,建立了纳米微区结构相的测量分析技术。将建立的纳米微区结构相的测量分析技术应用于四脚ZnO的脚和芯的结构测量,证明脚处的纤锌矿结构和芯部的闪锌矿结构。结果与Raman谱的实验和计算相符合,证明了俄歇价电子能谱确定微区晶体结构相方法的正确性,可应用于纳米尺度结构相的确定。

关键词： 学术研讨会   会议   纳电子技术   中华人民共和国   电子   轻子  

摘要： '2009年(第三届)中国微纳电子学术研讨会'定于2009年12月19-20日在上海举行,大会特邀海内外知名院士、专家、教授等作大会主旨报告,为与会代表提供一个了解国内外微纳电子技术在科研、生产、教学等各领域最新发展动态及我国微纳电子技术相关扶持政策的极好机会.欢迎海内外广大科研人员、高校师生以及产业界技术研发人员积极参与,诚邀有关风险投资机构届时莅会考察、洽谈合作项目.具体有关事宜如下:

关键词： 电子大厦   研发   科学技术水平   信息科学技术   国民经济发展   基础学科   北京大学   技术人才  

摘要： 近期，北京大学校长许智宏院士宣布，微纳电子大厦开始在校园奠基动工，这座具有世界高校一流规模和水平的研发基地将为我国培养在相关领域急需的高精尖技术人才。微电子是信息科学技术的核心和基础之一，它的科学技术水平和产业实力在一定程度上标志着我国的综合实力，是事关国民经济发展和国防建设发展的战略性基础学科.

关键词： 表征技术   俄歇电子能谱   微纳尺度  

摘要： 随着纳米结构材料的广泛应用,新型微纳尺度表征技术成为纳米科学技术发展的重要途径。本文基于局域电子信息全面性的思想,从俄歇电子能谱的原理出发,理论推导出俄歇价电子能谱的简明表述方式,确定俄歇价电子能谱与微观电子结构信息的内在联系和物理意义,建立了俄歇电子能谱探测微区一系列宏观参量的新技术。其中应力测量技术的空间分辨率可优于20nm,为微纳尺度力学测量的发展提供了重要的方法;非接触性的局域电学性质测量技术,超越了传统电学测量方法的思想框架,实现了无外场驱动的电荷密度分布、电场分布等本征电学性质表征、以及半导体异质结构整个空间区域的能带构造;结构相的测定技术,使纳米微区材料的晶体结构相识别成为可能;半导体微区导电类型测定技术,延续了非接触性电学测量的优点,并且能够灵活地探测分析复杂光电器件结构中不同区域的导电类型分布。通过实际应用于侧向外延GaN不同区域、AlxGa1-xN/GaN超晶格量子阱结构、ZnO纳米颗粒等纳米尺度复杂体系的微区宏观性质探测,获得应力/应变、电荷密度/电场、结构相以及导电类型及其分布等结果,验证了所建立的测量技术的有效性和可靠性。

关键词： 光纤传感器   电子科技大学   国家自然科学基金   技术研究中心   微加工技术   飞秒激光   基础研究  

摘要： 电子科技大学通信学院光纤技术研究中心饶云江教授团队首次在国际上应用157nm和飞秒激光微加工技术制作出新一代微纳光纤珐珀传感器。该项工作作为国家自然科学基金重点项目“新一代微纳光纤传感器基础研究”的一部分，在今年的中期评估中获得了相关专家的高度评价。

关键词： 电子科技大学   传感器   光纤   微加工技术   手工制作   飞秒激光   技术研究中心   一次成型  

摘要： 电子科技大学研制出微纳光纤珐珀传感器，利用激光微加工技术制作光纤珐珀腔具有方法简单、一次成型。电子科技大学通信学院光纤技术研究中心饶云江教授团队在国际上应用157nm和飞秒激光微加工技术制作出新一代微纳光纤珐珀传感器。据悉，与传统手工制作方法相比，利用激光微加工技术制作光纤珐珀腔具有方法简单、一次成型、能够实现光纤珐珀腔的高质量批量制造等突出优点，

关键词： 硅基二维有序纳米结构   微纳电子器件   纳米胶体球   自组装   纳米压印   场发射性质   气敏性质  

摘要： 随着微电子技术的发展,集成电路的尺寸日益逼近其物理极限。因此发展有效的方法来制备更小尺寸的微纳电子器件就成为一个至关重要且非常紧迫的课题。本文利用纳米胶体球的自组装技术制备了二维有序结构掩膜,结合反应离子刻蚀技术和氧化减薄技术在硅基上制备了有序纳米结构阵列。另外,我们还利用紫外固化纳米压印技术制备了硅基一维和二维有序结构。在此基础上,初步研究了有序纳米硅柱阵列的场发射性质和气敏性质。\n 利用纳米胶体球之间的长程毛细作用,在水表面自组装制备二维单层胶体球有序结构,然后转移到硅衬底表面,以此单层膜为掩膜,利用选择性刻蚀机理,分别采用以四氟化碳(CF4)和氧气为气源的反应离子刻蚀(RIE)以及氧化减薄技术在硅衬底上制备了周期、密度、尺寸可控的硅柱阵列。一方面,在以CF4为气源刻蚀时,被电离的F离子对纳米胶体球的刻蚀作用要远远弱于对硅衬底的刻蚀作用,所以纳米胶体球可以对CF4的刻蚀起到很好的掩蔽作用。另一方面,在以氧气为气源刻蚀时,氧等离子体可以对纳米胶体球起到很强烈的刻蚀作用,而对硅衬底的刻蚀作用较弱,通过控制刻蚀时间就可以刻蚀出不同尺寸的纳米胶体球,并且在刻蚀时,纳米胶体球仍保持球形结构和排列周期结构不变。在此基础上,以被氧等离子体刻蚀过的胶体球为掩膜,利用CF4气体刻蚀可以制备出径向尺寸可控的有序硅柱阵列。SEM和AFM的测量结果表明:硅柱的周期和密度取决于原始纳米胶体球的直径,硅柱的尺寸可以由刻蚀和氧化条件来控制。\n 在纳米压印技术研究中,我们利用一维和二维石英光栅为模版,采用紫外光固化原理,将模版上的有序周期结构转移到光刻胶上。其分辨率只与模版图案的尺寸有关,而不受光学光刻的最短曝光波长的物理限制。利用反应离子刻蚀技术将已固化的光刻胶上的图形最终转移到硅衬底上。SEM观测结果表明压印过程可以将模版上的结构完全保真地转移到硅衬底上。为了得到更小特征尺寸的线宽,我们提出先由PECVD生长技术制各a-Si/SiNx多层膜,再利用选择性湿法腐蚀和干法刻蚀在横截面上制备出一维纳米级模版。通过控制多层膜子层的生长时间来控制多层膜厚度。目前我们得到的最小结构是线条宽度和槽状宽度均为20纳米的等间距模版。\n 在获得上述有序硅柱的基础上,我们研究了利用上述方法制备的有序单晶硅柱和非晶硅柱样品的场致电子发射特性,主要是利用硅柱尖锥形单元表面附近电场集中从而有利于电子发射的原理来实现较低开启阈值电场下的场发射。结果表明对于单晶硅柱样品,可以得到的开启阈值电场大约为9V/um的场发射特性。而对于非晶硅柱则可以获得4.5V/um的较低开启阈值电场,并且在外加电场达到9V/um时,可以获得电流密度为0.2mA/cm2。非晶硅柱样品的场增强因子可以达到1240,我们认为这主要和硅柱的几何形貌,样品结构以及硅柱密度有关。\n 另外,我们利用有序硅柱比表面较大,可以吸附大量气体,从而改变样品电阻的原理,在SOI衬底上制备了原型气敏器件。初步研究表明,气敏器件的具有一定的灵敏度。