- 韩茵;朱归胜;徐华蕊;沓世我;付振晓;
以氯化钡和四氯化钛为原料,氢氧化钠为矿化剂,采用常压水热法,通过控制分散剂PVP的加入量,制备出了高分散纳米立方相钛酸钡粉体,并且经975℃/5 h条件煅烧后获得了粒径约为230 nm,形貌均匀统一且具有良好分散性的四方相钛酸钡粉体。利用XRD、FT-IR、PSD、SEM等表征方法对样品的理化性能进行了表征与分析,结果表明PVP能有效地提高纳米钛酸钡粉体的分散性,且有利于煅烧后粉体分散性的保持。
2021年07期 v.40;No.353 631-636+642页 [查看摘要][在线阅读][下载 1558K] [下载次数：1341 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：1 ] - 姜帆;游斌;蓝江河;魏占涛;熊政伟;
利用助熔剂法制备了不同In、V掺杂浓度的BiCaInV铁氧体单晶材料。通过X射线荧光光谱分析获得了不同掺杂离子的浓度,发现随着V离子浓度的增加,In离子的掺杂浓度明显减小。借助透射电子显微镜测试揭示了In离子对BiCaInV的晶胞起着主导作用,且随着In离子掺杂浓度的减小,BiCaInV单晶的晶面间距逐渐减小。进一步通过振动样品磁强计表征了单晶样品的磁学性能,结果表明随着In离子掺杂浓度的减小,饱和磁化强度、居里温度均逐渐增加,共振线宽逐渐减小。与其他BiCaInV单晶相比,该单晶不仅具有较低的饱和磁化强度和温度系数,还拥有更小的共振线宽(<80 A/m),线宽最小值可达42.22 A/m。因此实现了低饱和磁化强度、超小线宽BiCaInV石榴石铁氧体单晶材料的可控制备,为BiCaInV单晶在低频微波器件中的应用开拓了更广阔的前景。
2021年07期 v.40;No.353 637-642页 [查看摘要][在线阅读][下载 1645K] [下载次数：178 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 李向东;张军;任奕菲;肖建中;吕根品;
采用水热合成法制备Pb_(1-_x)Sm_xZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3(PS_xZT,x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.04、0.05)粉体,并在1200,1240,1280及1320℃烧结得到不同微观结构的PS_xZT陶瓷,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)对PS_xZT陶瓷的物相组成及微观结构进行表征。通过测试PS_xZT陶瓷的致密度、压电常数(d_(33))、相对介电常数(ε_r)及介质损耗(tanδ),研究Sm~(3+)掺杂及烧结温度对PS_xZT陶瓷物相组成、微观结构、压电及介电性能的影响。结果表明:通过水热合成法可以制备出四方相钙钛矿结构的PS_xZT粉体;当烧结温度为1280℃,x=0.02时,PS_xZT陶瓷具有最优综合电学性能:d_(33)=232 pC/N,ε_r=735,tanδ=0.18。
2021年07期 v.40;No.353 643-648页 [查看摘要][在线阅读][下载 2045K] [下载次数：209 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 文智弘;孙成礼;张树人;周星;
为满足新型微波器件对集成度、频率和温度稳定性等需求,低介电常数、高品质因数和近零谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料具有非常重要的研究价值。采用固相合成法制备了0.9Al_2O_3-0.1TiO_2+xMgO(x=0.15%,0.175%,0.2%,0.225%,摩尔分数)微波介质陶瓷。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和微波介电性能测试系统研究了不同温度和不同MgO掺杂量对0.9Al_2O_3-0.1TiO_2陶瓷的微观形貌、物相组成和微波介电性能所产生的影响。结果表明:在1300℃时,添加摩尔分数0.175%的MgO,可以降低0.9Al_2O_3-0.1TiO_2的致密化烧结温度,同时保持了较高的品质因数Q×?=85188 GHz和近零的谐振频率温度系数τ_f=-1.9×10~(-6)/℃,相对介电常数ε_r=12.81。
2021年07期 v.40;No.353 649-653+659页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K] [下载次数：784 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 黄子鹏;杨瑞霞;孙聂枫;王书杰;陈春梅;
采用磷注入法合成磷化铟(InP)熔体,用液封直拉(LEC)法生长了不同化学配比的掺铁(Fe)InP单晶。用红外吸收光谱研究了化学配比对掺Fe InP单晶中Fe激活效率的影响。结果表明,富磷条件下Fe的激活效率高于配比及富铟条件,分析其影响机理,认为与不同配比条件下铟空位(V_(In))的形成能有关。通过第一性原理计算了不同配比条件下V_(In)和中性态缺陷Fe_(In)~0的形成能,发现富铟条件V_(In)和Fe_(In)~0的形成能最高,分别为5.28 eV和-3.50 eV,配比条件V_(In)和Fe_(In)~0的形成能次之,分别为3.99 eV和-5.22 eV,而富磷条件V_(In)和Fe_(In)~0的形成能最低,分别为2.84 eV和-6.83 eV。此外,还计算了费米能级E_F在InP的禁带宽度内,带电态缺陷Fe_(In)~(-1)与E_F的关系。发现在相同E_F下,富磷条件下Fe_(In)~(-1)的形成能均小于配比和富铟条件下Fe_(In)~(-1)的形成能。因此,富磷条件使得晶体中V_(In)浓度升高,致使Fe杂质更容易以替铟位的形式存在,导致Fe的激活效率更高。
2021年07期 v.40;No.353 654-659页 [查看摘要][在线阅读][下载 1246K] [下载次数：81 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 汤琪;王俊杰;刘国侠;
采用静电纺丝方法制备了基于不同掺杂浓度的铟硼氧纳米纤维(IB_xO)为沟道层的场效应晶体管(FET)。研究分析了B掺杂对氧化铟纳米纤维的表面形貌、结晶特性以及场效应晶体管电学性能的影响。实验结果发现,相比于纯的氧化铟场效应晶体管,IB_xO-FETs表现出更低的关态电流和正向移动的开启电压,表明掺杂剂硼的引入能够有效抑制氧化铟中的电子浓度。场效应晶体管在硼的掺杂浓度为摩尔分数6%时表现出最优的电学特性,饱和电流为3.71×10~(-4) A,亚阈值摆幅为1.56 V/decade,电流开关比为3.1×10~7,场效应迁移率为2.11 cm~2·V~(-1)·s~(-1)。同时实验研究发现将高k值ZrO_x作为介电层时,其性能明显提高,器件的工作电压降低到4 V,场效应迁移率提高为3.75 cm~2·V~(-1)·s~(-1),亚阈值摆幅降低到80 mV/decade。
2021年07期 v.40;No.353 660-664页 [查看摘要][在线阅读][下载 1562K] [下载次数：135 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘兰;朱玮;文常保;周荣荣;郭恬恬;
忆阻器因其电荷随流经电流变化的特性被认为是重要仿生器件之一。制备性能可控稳定的忆阻器是很有意义的。氧空位含量是影响材料阻变特性的关键因素之一,它对器件运行参数的影响至关重要。本文通过射频磁控溅射和高温退火的方法制备不同氧空位含量的铝基薄膜忆阻器。氧空位含量增加表明铝基薄膜内含有更多的游离Al原子,使流经器件电流增高。经过测试表明,含有较高氧空位含量的忆阻器拥有较高的开态电流(I_(on))10~(-2 )A、关态电流(I_(off))10~(-6 )A和较低的置位电压(V_(set))1.2 V。另外含有较高氧空位含量的样品同时还具有更短的激发时间0.7 s,其LRS状态的保持时间在85℃温度下可达219.9天。该研究为忆阻器在硬件制备和神经网络电路设计等应用提供了参考。
2021年07期 v.40;No.353 665-669页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K] [下载次数：219 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 张向华;刘帅杰;田莉;张枭;陈凯杰;
通过构建端连石墨烯纳米带(GNR)/碳纳米管(CNT)/石墨烯纳米带(GNR)对称复合异质结,研究了理想接触和实际接触对体系自旋电子输运特性的影响。采用非平衡格林函数结合自旋极化密度泛函理论的方法计算了GNR/CNT/GNR复合异质结的自旋电子输运特性,发现具有双实际接触的GNR/CNT/GNR异质结呈半导体性,表现出非常好的共振输运和自旋过滤特性,而具有双理想接触的GNR/CNT/GNR异质结呈金属性,共振输运和自旋过滤特性不明显。这是因为在具有双实际接触的GNR/CNT/GNR异质结中GNR与CNT的接触区形成接触势垒,CNT如同一个共振腔,只有满足一定共振能量的上自旋电子才能通过,从而形成共振输运和自旋过滤效应。研究结果有助于设计高效的全碳分子自旋过滤器。
2021年07期 v.40;No.353 670-674+682页 [查看摘要][在线阅读][下载 2393K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 王智永;周波;
依据电参数指标和实测的输出特性曲线,利用Silvaco-TCAD半导体器件仿真软件对水平沟道恒流二极管输出特性和结构参数进行研究。为了改善常规恒流二极管的恒流值(I_H)、夹断电压(V_P)、阻断电压(V_R)、恒流值高低温变化率对沟道结构参数要求的矛盾关系,提出了一种新型的非均匀沟道掺杂的恒流二极管器件结构,并对新型结构的沟道结构参数进行了优化。研究表明:对于常规恒流二极管,采用掺杂浓度较高且宽度较窄的沟道结构,虽然有利于降低恒流二极管恒流值高低温变化率,但器件阻断电压很难满足指标要求。提出的新型非均匀掺杂沟道结构能够优化沟道内及沟道边缘电场分布,较低的沟道顶部掺杂浓度降低了沟道顶部峰值电场强度,显著增大了恒流二极管阻断电压。在较窄沟道条件下,较高的沟道底部掺杂浓度使得恒流值满足指标要求,并显著降低了恒流值高低温变化率。
2021年07期 v.40;No.353 675-682页 [查看摘要][在线阅读][下载 2721K] [下载次数：76 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 吕涛涛;方贺男;吕杰;孙星宇;
基于Bethe理论和双束近似方法,构建了适用于单晶势垒层磁性隧道结的理论模型。该理论模型将单晶势垒层视作周期性光栅,因而可以充分地计入隧穿电子的相干性。进一步地,利用该理论计算了以单晶二维材料作为势垒层的磁性隧道结的偏压效应。根据计算结果,讨论了铁磁电极对偏压效应的影响以及偏压对厚度效应的影响。研究表明,由于单晶周期性势垒对隧穿电子散射导致透射电子波具有相干性,隧穿电导和TMR将随偏压振荡,且振荡的周期随铁磁电极半交换劈裂能的增大而增大。此外,研究结果还发现,当偏压低于100 mV时,偏压对隧穿磁阻效应的影响很小;当偏压显著增大时,隧穿电导和TMR随势垒层厚度振荡的振幅和频率均随之减小。
2021年07期 v.40;No.353 683-688+709页 [查看摘要][在线阅读][下载 2972K] [下载次数：144 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 解潇潇;刘卫国;周顺;林大斌;孟潇;
ZnO压电纳米发电机是一种可在纳米尺度将机械能转换成电能的绿色能源器件,具有敏感度高、响应迅速、制备工艺简单等特点。如何有效提高压电纳米发电机的输出性能是该领域的研究热点。为了确定ZnO压电纳米发电机在构成电路系统时的输出特性,采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics,针对两种不同形貌的ZnO纳米线结构,建立了相应的电路系统。在频域中,分析了振动频率、外接负载阻值、振动加速度、纳米线斜度与形貌五种因素对外接负载输出电压和功率的影响。结果表明:倾斜角为15°的平顶圆柱纳米线模型为最优模型结构,振动频率为400 Hz时,单根纳米线的峰值电压和峰值功率分别达到1.64 V和42.51 nW。
2021年07期 v.40;No.353 689-695页 [查看摘要][在线阅读][下载 2262K] [下载次数：430 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：3 ] - 马天兵;尹梦涵;胡伟康;贾世盛;
为进一步提高压电振动俘能器在低频振动环境下的俘能效率,提出了一种等强度梁式压-磁耦合振动俘能器结构。在传统压-磁耦合结构的基础上引入了梯形等强度梁,通过仿真和实验与矩形梁、复合梁进行了对比,并对单一压电式、单一磁电式和压-磁耦合式俘能器进行了机电耦合特性分析。结果表明:当外界激励振强度为0.5g,最优负载为50 kΩ时,压-磁耦合振动俘能器的最大输出功率可达5.6 mW,其最大输出功率大于单一压电式和单一磁电式俘能器。与矩形梁式俘能器相比,提出的梯形梁式压-磁耦合振动俘能器俘能效率和压电片的利用率均有所提高。
2021年07期 v.40;No.353 696-701页 [查看摘要][在线阅读][下载 2435K] [下载次数：253 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 李鹏;赵鲁燕;潘开林;
机械振动疲劳失效是影响柔性晶圆级封装芯片互连结构可靠性的关键因素之一。应用埋置空气隙的柔性凸点结构进行随机振动条件下的有限元仿真分析,建立了三维有限元仿真模型,加载随机振动载荷后分析了X、Y、Z三个方向振动作用下各模态对应互连结构应力应变分布。研究结果表明,随机振动载荷条件下柔性凸点结构最大应力、应变分布位置出现在距离芯片中心最远位置处,互连结构所受应力、应变值均处于材料承受极限范围内,埋置空气隙柔性凸点结构能有效提高电子产品抗振疲劳可靠性。
2021年07期 v.40;No.353 702-709页 [查看摘要][在线阅读][下载 2378K] [下载次数：126 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 陶思言;李莺;
为了实现锁相环的快速锁定和稳定的带宽调节,提出了一种采用快速锁定辅助鉴别鉴相器锁相环的频率合成器。首先,通过对传统锁相环中的鉴相器的线性与非线性特性分析,设计了一种新的非线性特性鉴相器;然后,在此基础上实现了构成PLL频率合成器的辅助鉴别鉴相器,并给出了PLL频率合成器的各模块电路实现。实验结果表明,提出的PLL频率合成器不但能够减少PLL的捕捉时间,提高开关速度,而且能有效地保持噪声带宽。在100 kHz偏移时的输出相位噪声为-91 dBc/Hz,峰-峰值抖动为110 ps,实测芯片尺寸为30 mm×2 mm,功耗为100 mW。
2021年07期 v.40;No.353 710-716页 [查看摘要][在线阅读][下载 3530K] [下载次数：192 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 杨逸飞;张小林;王杰;高火涛;张云华;
为了解决大功率短波广播发射天线的不平衡馈电和阻抗不匹配问题,提出了一种短波大功率宽带并联谐振腔巴伦。该巴伦采用谐振腔与同轴传输线的并联结构,同时实现了不平衡-平衡转换和阻抗变换。通过理论分析和全波电磁仿真的相互验证,完成了巴伦的设计和优化。仿真结果表明:工作频率范围是5～26.1 MHz(相对带宽为135.7%),阻抗变换比为1∶4,电压驻波比保持在1.5以下,插入损耗小于0.2 dB,相位不平衡小于2°,幅值不平衡小于0.5 dB,并且可承受500 kW以上的输入功率。该巴伦具有工作频带宽、传输效率高、辐射损耗低、平衡性能良好和承受功率大的特点,能够应用于大功率短波广播发射天馈线系统。
2021年07期 v.40;No.353 717-722页 [查看摘要][在线阅读][下载 1807K] [下载次数：281 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] 下载本期数据