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oe1(光电查) - 科学论文

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快速热退火和微波退火对ZrO2金属-绝缘体-金属电容器电学特性的影响

摘要：详细研究了不同快速热退火（RTA）和微波退火（MWA）对ZrO2金属-绝缘体-金属（MIM）电容器电学性能的影响。微波退火在1400 W功率下获得最大电容密度，约为29.29 fF/μm2，较未退火电容器提升约40%。当采用370℃ RTA退火（相当于1400 W MWA的退火环境）时，电容密度为28.04 fF/μm2。此外，在-1.5 V偏压下，1400 W MWA和370℃ RTA处理的ZrO2 MIM电容器漏电流密度分别为3.55×10-7 A/cm2和1.88×10-6 A/cm2。最后提出了微波退火改善ZrO2 MIM电容器电学性能的可能机理。

关键词： ZrO2，快速热退火，金属-绝缘体-金属电容器，微波退火

更新于2025-09-10 09:29:36
假设金属-多重绝缘体-金属二极管中直流与高频电学特性等效所导致的重大误差

摘要：金属-绝缘体-金属（MIM）隧道二极管是实现超高速整流的关键器件。我们回顾了现有文献中用于分配多层绝缘体层间直流压降的错误方法，该方法导致设计值与实际制备的多绝缘体二极管之间存在显著偏差。对于多绝缘体MIM二极管，电压分配同时取决于隧穿电阻和氧化层电容。研究表明，正确的直流分压由整流电阻决定，而非传统采用的电容分压法。我们发现多绝缘体二极管的直流特性无法用于预测高频性能。

关键词：太阳能、红外线、光学整流天线、金属-绝缘体-金属（MIM）二极管、隧道二极管

更新于2025-09-10 09:29:36
使用水分散性金属-绝缘体-金属纳米结构实现上转换发光增强超过1000倍

摘要：稀土激活的上转换纳米粒子（UCNPs）因其卓越的光稳定性和低细胞毒性，在生物成像领域重新受到关注。这类纳米粒子常与等离子体纳米结构结合以增强其光致发光（PL）性能。然而现有湿化学技术存在严重的不均匀性，导致增强效果有限。本文报道了通过光刻技术制备的金属-绝缘体-金属（MIM）纳米结构，其光致发光强度实现了超过1000倍的增强。我们将MIM结构分散于水中并用于膀胱癌细胞成像，证实了其在生物成像应用中的潜力。据我们所知，该成果分别比文献中最佳光刻制备结构和胶体体系实现了数量级和两个数量级的提升。这种显著的增强效应允许使用更低粒子密度或更低激发功率密度进行生物成像与治疗，从而在提高检测灵敏度和治疗效果的同时降低潜在副作用。

关键词：上转换纳米颗粒、等离子体增强效应、生物成像、光致发光、金属-绝缘体-金属纳米结构

更新于2025-09-10 09:29:36
通过化学途径将ZnO纳米结构集成到MIS架构中

摘要：由于其物理特性，氧化锌（ZnO）被视为制造电子和光电子功能器件的潜在半导体化合物。为此，已开发出多种生长技术以满足基于该材料的商用器件要求。在提升现有器件性能的路径上，低维氧化锌结构展现出良好前景。本文报道了通过化学方法在阳极氧化铝基底（Al2O3/Al）表面生长氧化锌纳米结构，进而构建金属-绝缘体-半导体（MIS）结构的过程。

关键词：扫描电子显微镜，形貌，金属-绝缘体-半导体，氧化锌，X射线衍射

更新于2025-09-09 09:28:46
氧化镓 || 来自β-Ga2O3晶体的电子顺磁共振（EPR）

摘要：电子顺磁共振（EPR）常用于识别和表征半导体与绝缘体中具有未配对自旋的缺陷与杂质[1-4]，例如施主、受主、空位、间隙原子、反位缺陷、小极化子、过渡金属离子及稀土离子。简言之，EPR谱图表现为微波在离散磁场值处的吸收现象，由此可确定未配对自旋体系的能级结构。该技术的核心优势在于其高灵敏度与高分辨率——根据谱线宽度差异，甚至能轻松检测低至十亿分之几的缺陷浓度。每种顺磁缺陷都具有独特的EPR谱图，其反映该缺陷的g矩阵、超精细相互作用矩阵，以及当自旋量子数S大于1/2时的零场分裂特征。一旦确认缺陷种类，即可通过谱图比较不同样品中的缺陷浓度，或监测光激发与热退火过程中缺陷浓度的变化。

关键词：电子顺磁共振、β-氧化镓、缺陷、半导体、绝缘体、杂质

更新于2025-09-09 09:28:46
采用电子束蒸发SiO?隧道势垒的单电子晶体管

摘要：近期采用沉积电介质工艺制造金属-绝缘体-金属（MIM）单电子晶体管（SET）的研究显示出与现代CMOS工艺兼容的制造潜力。"肋状SET"工艺[V. Joshi、A. O. Orlov和G. L. Snider，《真空科学与技术杂志B辑》26卷2587页(2008年)；G. Karbasian、A. O. Orlov和G. L. Snider，《真空科学与技术杂志B辑》33卷(2015年)]通过自对准岛结构实现，可将SET尺寸缩小至10纳米以下。但该工艺实现高质量SET的主要障碍在于难以制备低噪声的高品质MIM隧道结。本研究报道了采用电子束蒸发沉积隧道势垒（替代原子层沉积）的铂-二氧化硅-铂MIM SET。针对电子束蒸发形成隧道势垒的挑战提出了解决方案。虽然铂本征氧化层可忽略，但沉积态Pt-SiO2-Pt结构存在显著电阻，经氢等离子体退火处理后电阻值可降低五个数量级以上，表明存在界面铂氧化物。研究表明该处理不仅能提升SET电导率，更是形成低噪声SET所需高电导率隧道势垒的必要条件。

关键词：单电子晶体管、金属-绝缘体-金属、电子束蒸发、二氧化硅隧穿势垒、互补金属氧化物半导体工艺

更新于2025-09-09 09:28:46
硼碳氮（BCN）薄膜的射频溅射沉积简介

摘要：人们投入了大量精力来研制具有新颖力学、光学和电学性能的新材料。碳氮化硼（BCN）三元体系被应用于可变带隙半导体及超高硬度材料系统。本文献综述旨在简要回顾B4C和BN的历史发展，评述BCN合成的最新研究趋势，并总结通过不同气体氛围下以B4C和BN为靶材的等离子体溅射技术制备BCN薄膜的方法。采用预设标准讨论影响BCN性能的工艺参数，包括气体流量比和温度效应。此外，还涵盖了射频溅射BCN薄膜的诸多表征研究，如力学性能、刻蚀特性、光学性质、光致发光、XPS分析及腐蚀研究等。我们进一步引用了Prakash等人先前报道（《光学快报》41卷4249页，2016年）中关于BCN薄膜提升金属-绝缘体-金属（MIM）器件电学性能的应用。

关键词：射频溅射，气体流量比，氮化硼碳，金属-绝缘体-金属器件

更新于2025-09-04 15:30:14
模型有机/绝缘体/金属界面结构的定量测定

摘要：通过结合X射线光电子能谱、X射线驻波和扫描隧道显微镜技术，我们研究了典型有机/绝缘体/金属界面的几何与电子结构——即单层六方氮化硼（h-BN）覆盖的Cu(111)基底上的钴卟啉分子体系。具体而言，我们测定了该有机分子的吸附高度，发现其保持了原始平面分子构型（与直接吸附在Cu(111)表面时不同）。此外，我们重点揭示了h-BN间隔层提供的电子解耦效应，并证实分子吸附未显著改变h-BN与金属的间距。最后，我们观察到吸附高度可能存在温度依赖性，这可能是弱键合分子呈现强各向异性热振动的特征表现。

关键词：六方氮化硼、X射线驻波、X射线光电子能谱、钴卟啉、Cu(111)表面、扫描隧道显微镜、有机/绝缘体/金属界面

更新于2025-09-04 15:30:14
采用低压化学气相沉积法制备双层SiN<sub>x</sub>栅介质的GaN晶体管中增强的栅堆叠稳定性

摘要：我们报道了通过采用双层SiNx作为栅介质，在氮化镓金属绝缘体半导体高电子迁移率晶体管（MISHEMT）中实现了增强的栅堆叠稳定性。为实现该双层栅介质方案，先通过低压化学气相沉积沉积一层富硅SiNx中间层，再沉积高阻SiNx层。富硅SiNx能有效抑制介质/AlGaN势垒界面的陷阱现象，上层高阻SiNx层可大幅阻断栅极漏电流以实现大栅摆幅。与采用单一富硅或高阻SiNx层的MISHEMT相比，双层栅介质MISHEMT兼具两者优势，实现了阈值电压稳定且漏电流低的栅堆叠。这些结果表明，采用双层SiNx栅介质方案开发高性能GaN MISHEMT在高效功率应用领域具有巨大潜力。

关键词：低压化学气相沉积，氮化硅，双层结构，栅极介质，金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管，氮化镓

更新于2025-09-04 15:30:14
SiO2薄膜表面形貌改性及其电学性能研究

摘要：通过热生长法制备了二氧化硅薄膜，并采用旋涂法制备了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜层。使用硅烷偶联剂十八烷基三氯硅烷（OTS）对SiO?表面进行改性。原子力显微镜（AFM）结果表明，采用PMMA和OTS改性的SiO?层能有效提高表面平整度并降低表面能。PMMA绝缘层降低了有机半导体与绝缘层之间的接触势垒，使得酞菁铜薄膜的生长更为均匀。与单一SiO?绝缘层相比，基于SiO?/PMMA和SiO?/OTS复合绝缘层的薄膜晶体管器件具有更高的载流子迁移率和更低的阈值电压。实验结果表明，采用双层绝缘结构可有效提升有机薄膜晶体管的性能。

关键词：二氧化硅，绝缘体，聚甲基丙烯酸甲酯，十八烷基三氯硅烷

更新于2025-09-04 15:30:14

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