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oe1(光电查) - 科学论文

6 条数据
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  • 具有低亚阈值摆幅的负电容黑磷晶体管

    摘要： 负电容（NC）在实现具有更陡亚阈值斜率的晶体管方面展现出巨大潜力，这对电压/功率应用极具价值。黑磷（BP）理论上被预测是理想的负电容场效应晶体管（NC-FET）沟道材料，但迄今其实验验证一直难以实现。本研究首次展示了基于黑磷的负电容晶体管。通过与20纳米HfZrO铁电电容器连接，两种黑磷晶体管均表现出更低的亚阈值斜率（SS）。其中5纳米AlOx黑磷晶体管的亚阈值斜率从200 mV/dec降至104 mV/dec。实验结果通过黑磷-负电容场效应晶体管模型进行分析，计算得出的转移曲线与实验曲线高度吻合，验证了该模型的有效性。本研究为利用负电容黑磷场效应晶体管实现低功耗柔性电子应用提供了重要启示。

    关键词： 低功耗，铪锆氧化物（HfZrO），黑磷（BP），亚阈值摆幅（SS），负电容（NC）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 钙钛矿太阳能电池中光诱导电容的起源：超越离子-电子电流放大机制

    摘要： 钙钛矿太阳能电池的光诱导电容表现出一些特殊现象，如明显的高电容和所谓的负电容（即电感特性），这些现象难以用典型的载流子动力学来解释。因此，过去几年里，钙钛矿太阳能电池中光诱导电容的起源一直备受争议。本文通过阻抗谱分析了钙钛矿太阳能电池的光诱导电容。分析表明，钙钛矿太阳能电池的光诱导电容由多个德拜弛豫型电容分量组成。其中，低频范围内的光诱导电容归因于离子-电子电流放大。然而，中频和高频范围内的光诱导电容则源于双极注入。明确阐明钙钛矿太阳能电池中光诱导电容的起源，为在时域或频域分析钙钛矿特性提供了全面的见解。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、阻抗谱、离子到电子响应、负电容

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 一种采用负电容电路的宽带片上定向耦合器

    摘要： 我们提出了一种采用有损耗负电容（NCAP）的宽带集总元件定向耦合器。NCAP通过与电路中的无源电感和电容结合产生宽带谐振效应，使该耦合器展现出宽频带方向性性能。此外，NCAP中3分贝的损耗以仅降低0.3分贝传输增益为代价扩展了带宽。该耦合器采用IBM 7RF 180纳米CMOS工艺实现，核心芯片尺寸为1180微米×570微米。所设计的NCAP在2.7伏供电电压和9.6毫安电流下提供-13皮法电容值。耦合度设计为在1吉赫中心频率处达到-10分贝。带宽定义为方向性超过30分贝的频率范围，S参数测量显示其绝对带宽为0.86至1.12吉赫，相对带宽达26%。在该带宽范围内，耦合度变化不超过0.5分贝，传输损耗小于2.14分贝，噪声系数为1.8至2.5分贝。

    关键词： 宽带谐振、宽带集总元件（LE）定向耦合器、负电容（NCAP）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2018年IEEE国际电子器件会议（IEDM）- 美国加利福尼亚州旧金山（2018.12.1-2018.12.5）] 2018年IEEE国际电子器件会议（IEDM）- 铁电Hf<inf>0.5</inf>Zr<inf>0.5</inf>O<inf>2</inf>中高速无滞回负电容的演示

    摘要： 我们通过高速脉冲电荷-电压测量，报道了在薄铁电Hf0.5Zr0.5O2（HZO）薄膜中无迟滞负电容（NC）的实验观测结果。通过在HZO顶部添加薄Al2O3层来防止极化屏蔽，从而抑制了迟滞开关现象。我们观察到符合朗道理论的S形极化-电场依赖关系且无迟滞，这使得能够直接提取铁电HZO的NC建模参数。实验证明无迟滞NC在低至100纳秒的脉冲宽度下仍能实现，该限制仅由我们的测量装置决定。这些结果为铁电NC的物理机制以及使用铁电HZO的实际NC器件设计提供了关键见解。

    关键词： 无滞后，Hf0.5Zr0.5O2，铁电性，负电容，脉冲测量，朗道理论

    更新于2025-09-23 06:49:27

  • [IEEE 2019年第26届国际电子、电路与系统会议(ICECS) - 意大利热那亚 (2019.11.27-2019.11.29)] 2019年第26届IEEE国际电子、电路与系统会议(ICECS) - 利用负阻抗转换器扩展发光二极管在可见光通信中的带宽

    摘要： 本文首次提出一种基于负阻抗转换器应用的光学无损发光二极管(LED)带宽扩展技术，该技术适用于高容量可见光通信系统。该方案通过引入并联负电容来抵消LED扩散电容的带宽限制效应，从而实现带宽扩展?；谝蜒橹さ腖ED等效模型研究预测，采用该技术可使LED调制带宽提升高达200%。

    关键词： 负阻抗转换器、发光二极管、可见光通信、负电容

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 铁电晶体管中的平衡艺术：这有多难？

    摘要： 近年来，持续不断的尺寸微缩已不再被视为实现先进CMOS器件的充分手段。采用新材料和引入新器件架构等替代方案似乎成为前进方向。当前热门方案是利用铁电材料在开关栅极控制中获得正反馈效应。本研究详细阐述基于该思路的两种器件架构：负电容场效应晶体管（NC-FET）与压电场效应晶体管（π-FET），简要描述其工作原理并对比早期研究报道。为获得最优性能，NC-FET采用的铁电材料应具有较宽的极化-电场回线（即"硬"铁电材料），其最佳剩余极化值因器件架构而异，但学界普遍认为宜采用低值（如HZO锆钛酸铪）。π-FET则依赖压电系数，故其极化-电场回线应尽可能高（如PZT锆钛酸铅）。文献表明NC-FET在亚阈值摆幅和导通电流方面表现更优，但由于其工作原理基于较大极化变化，与π-FET不同，最大速度成为关键问题。因此针对未来低功耗CMOS，建议采用芯片级混合方案——集成这两种器件架构并使用兼具高压电系数的硬质铁电材料。

    关键词： 互补金属氧化物半导体、负电容、压电材料、场效应晶体管、MOS器件、功耗、铁电材料

    更新于2025-09-09 09:28:46