半导体超晶格材料及其应用

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划半导体超晶格材料及其应用半导体超晶格材料的制造、设计是以固体能带结构的量子力学理论为基础的,也就是说,人为地改变晶体的周期势,做出具有新功能的人工超晶格结构材料。半导体超晶格材料具有一般半导体材料不能实现的许多新现象,可以说是超薄膜晶体制备技术,量子物理和材料设计理论相结合而出现的第三种类的半导体材料。利用这种材料,不仅可以显著提高场效应晶体管和半导体激光器等的性能,也可以制备至今还没有的功能更优异的新器件和发现更多的新物理现象,使半导体器件的设计和制造由原来的“杂质工程”发展到“能

2、带工程”。因此,半导体超晶格是属于高科技范畴的新型功能材料。电子亲和势是指元素的气态原子得到一个电子时放出的能量,叫做电子亲和势。单位是kJ/mol或eV。电子亲和势的常用符号恰好同热力学惯用符号相反。热力学上把放出能量取为负值,例如,氟原子F+eF-,H=-322kJ/mol。而氟的电子亲和势被定义为322kJ/mol。为此,有人建议元素的电子亲和势是指从它的气态阴离子分离出一个电子所吸收的能量。于是,氟离子F-eF,H322kJ/mol。两者所用符号就趋于统一。可以认为,原子的电子亲和势在数值上跟它的阴离子的电离能相同。根据电子亲和势数据可以判断原子得失电子的难易。非金属元素一般具有较大的

3、电子亲合势,它比金属元素容易得到电子。电子亲和势由实验测定,但目前还不能精确地测得大多数元素的电子亲和势。元素的电子亲和势变化的一般规律是:在同一周期中,随着原子序数的增大,元素的电子亲和势一般趋于增大,即原子结合电子的倾向增强,或它的阴离子失去电子的能力减弱。在同一族中,元素的电子亲合势没有明显的变化规律。当元素原子的电子排布呈现稳定的s2、p3、p6构型时,EA值趋于减小,甚至A族和零族元素的EA都是负值,这表明它们结合电子十分困难。在常见氧化物和硫化物中含有-2价阴离子。从O-或S-结合第二个电子而变成O2-或S2-时,要受到明显的斥力,所以这类变化是吸热的。即O-+eO2-,H780k

4、J/mol;S-+eS2-,H590kJ/mol。这些能量能从形成氧化物或硫化物晶体时放出的晶格能得到补偿。电子亲和势与原子失去电子需消耗一定的能量正好相反,电子亲和势是指原子获得电子所放出的能量。元素的一个气态原子在基态时获得一个电子成为气态的负一价离子所放出的能量,称为该元素的第一电子亲和势(Firstelectronaffinity)。与此类推,也可得到第二、第三电子亲和势。第一电子亲和势用符号“E”表示,单位为kJmolL,如:Cl(g)+eCl(g)E=+kJmolL大多数元素的第一电子亲和势都是正值,也有的元素为负值。这说明这种元素的原子获得电子成为负离子时比较困难,如:O(g)+

5、eO(g)E=+141kJmolLO(g)+eO(g)E=-780kJmolL这是因为,负离子获得电子是一个强制过程,很困难须消耗很大能量。应该注意的是,超晶格和多量子阱都是周期排列的超薄层异质结构,人们有时将它们混为一谈,但由于它们的势垒高度和厚度不同,其物理特性还是有区别的,当势垒足够厚(如2nm)和高;*e)时,相邻阱中的电子波函数不发生交叠,则这种结构材料中的电子行为如同单个阱中电子行为的简单的总和,这种材料通常称之为多量子阱材料。这种材料适于制作低阈值,窄谱线的发光器件。如果势垒比较薄高度比较低时,由于隧道共振效应,使阱中的龟子隧穿势垒,势阱中的分立的电于能级形成了具有一定宽度的子能

6、带,这种材料称为超晶格,它适于制备大功率的发光器件。1、闪晶矿有个独立弹性常数。A、2B、3C、4D、52、超晶格材料以为设计基础。A、原子物理学B、粒子物理学C、量子力学D、固体物理学3、紧束缚方法是由首次提出的。A、EsakiB、TsuC、SeitzD、Bloch4、半导体超晶格材料应用的关键技术出现在时间。A、20世纪60年代B、20世纪70年代C、20世纪80年代D、20世纪末5、半导体超晶格材料的出现是30年来的两大突破。A、量子物理和材料科学B、量子物理和材料物理C、物理科学和材料科学D、量子力学和材料科学6、超晶格材料是种不同组元以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期

7、性的多层膜。A、一B、两C、三D、四7、%以上的电子器件都是以量子结构材料为基础制造的。A、80B、85C、90D、951、低维量子结构材料都在上应用。A、微型机器人B、微卫星C、远程无人监控系统D、微陀螺仪2、弹性力学中有方程。A、物理方程B、平衡方程C、几何方程D、化学方程3、电子产品的发展方向是。A、体积小B、重量轻C、多功能D、功耗低E、高可靠度4、半导体超晶格材料会产生光电现象。A、负电阻效应B、量子约束效应C、共振隧穿效应D、声子约束效应5、通过减小器件尺寸来接近物理极限,微电子技术都收到限制和挑战。A、短沟道效应B、光刻技术C、制造成本昂贵D、量子隧穿效应E、互连延迟6、发现低维

8、量子结构材料可实现负电阻效应。A、EsakiB、TsuC、安德烈海姆D、康斯坦丁诺沃肖洛夫1、如果超晶格的重复单元是由不同半导体材料的薄膜堆垛而成的叫组分超晶格。对2、动载荷产生的大应变不会导致以量子结构材料为核心材料的先进器件过载而失效。对3、量子结构材料研究属于连续介质力学和量子力学交叉学科的前沿性研究领域。对4、超晶格材料是一种小于天然晶格尺寸的周期性超薄结构材料。对5、超晶格晶体材料是一种人工制造的大尺寸周期结构晶体材料。对6、材料是时代进步的标志。对7、超晶格材料是首次出现人工设计并制造的周期性晶体。错错错错错错你现时的得分是40!你的成绩低于作业及格要求,请重做!错误情况:单选题-

9、1.闪晶矿有个独立弹性常数。正确答案:2.超晶格材料以为设计基础。正确答案:C.量子力学3.紧束缚方法是由首次提出的。正确答案:5.半导体超晶格材料的出现是30年来的两大突破。正确答案:A.量子物理和材料科学7.%以上的电子器件都是以量子结构材料为基础制造的。正确答案:多选题-1.低维量子结构材料都在上应用。正确答案:A.微型机器人B.微卫星C.远程无人监控系统D.微陀螺仪3.电子产品的发展方向是。正确答案:A.体积小B.重量轻C.多功能D.功耗低E.高可靠度4.半导体超晶格材料会产生光电现象。正确答案:A.负电阻效应B.量子约束效应C.共振隧穿效应D.声子约束效应5.通过减小器件尺寸来接近物

10、理极限,微电子技术都收到限制和挑战。正确答案:A.短沟道效应B.光刻技术C.制造成本昂贵D.量子隧穿效应E.互连延迟6.发现低维量子结构材料可实现负电阻效应。正确答案:判断题-2.动载荷产生的大应变不会导致以量子结构材料为核心材料的先进器件过载而失效。正确答案:错本科生毕业论文册学院汇华学院专业物理学班级XX级学生侯敏娟指导教师李玉现河北师范大学本科毕业论文任务书编号:论文题目:半导体超晶格的隧穿特性学院:专业:物理学班级:学生姓名:学号:2指导教师:职称:1、论文研究目标及主要任务研究目标:提高学生个人的调研能力,锻炼语言组织能力,培养对物理学的研究兴趣,了解物理学的发展进程,在实践中达到物

11、理思想的熏陶。主要任务:简单介绍半导体的概念、分类、应用,重点解释半导体的隧道效应,提高对其的认识和了解,明白怎样总结出其微观粒子的波动性及传播过程,激发研究热情并加快其研究进度。2、论文的主要内容早在19世纪三十年代,英国巴拉迪首先发现了半导体之后,半导体行业就开始不断发展,本文首先介绍了半导体是如何被发现的并且有怎样的意义,随着研究的深入,人们发现了半导体的物理结构,随后提出了超晶格概念,超晶格概念的提出使得量子物理的研究量级从埃扩大到纳米,这一现象的发现为量子物理的进程做出了伟大的贡献,随后发现隧道效应,本文主要就隧道效应的推导过程作了详细的计算,并计算出透射系数,透射系数随着势垒的加宽

12、或电压的增大而迅速减小,得出结论:宏观条件下观察不到隧道效应。3、论文的基础条件及研究路线基础条件:已经搜集了大量的相关材料,学习了其中与论文题目相关的内容并加以理解。认真整理材料和个人的学习体会,对论文相关内容有了统筹的把握。研究路线:需在原有材料基础上进行总结归纳,介绍其研究方法并适时加入自己的观点和看法,对有关原理进行必要理论分析,并揭示其研究应用前景,突出研究半导体重要意义。4、主要参考文献1、周世勋量子力学教程M,北京:高等教育出版社,XX:34-442、杨福家原子物理学M,高等教育出版社,XX:106-1103、黄昆固体物理学M,高等教育出版社,XX:325-3515指导教师:年月日教研室主任:年月日河北师范大学本科生毕业论文开题报告书河北师范大学本科生毕业论文文献综述目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。

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