摘要：随着后摩尔时代的推进,以硅为基础的半导体器件正接近其性能极限.除了不断引入新的器件结构外,设计具有半导体特性的金属量子结构为微电子器件的性能提升提供了全新的解决方案;而打开金属带隙,使其具有栅极可调半导体输运,是实现其应用的关键.以此为目的,自20世纪末以来,多种金属量子结构便逐步被设计与开发,其输运特性的有效调控也被学术界广泛研究.本文回顾了零维量子点、一维纳米线/纳米管、二维材料/人工二维晶格/超导薄膜等不同维度金属量子结构的研究进展;针对这些结构体系,介绍了其各自的能隙调控思想,总结分析了可控输运特性的实现方法与内在机制,对比展示了材料结构的电学性能及应用前景.基于目前报道的研究结果,提出了未来预期的研究方向:开发金属量子结构中输运与自旋关联特性,设计同时传输电荷与自旋信息,且具有栅极可调输运带隙的全金属沟道材料、结构与器件.

摘要：Ⅲ族金属单硫化物因其优越的光电和自旋电子特性而备受关注,实现对其自旋性质的有效调控是发展器件应用的关键.本文采用密度泛函理论系统地研究了GaSe表面Fe原子吸附体系的几何构型及自旋电子特性.Fe/GaSe体系中Fe吸附原子与最近邻Ga,Se原子存在较强的轨道耦合效应,使体系呈现100%自旋极化的半金属性.其自旋极化贡献主要来源于Fe-3d电子的转移及Fe-3d,Se-4p和Ga-4p轨道杂化效应.对于Fe双原子吸附体系,两Fe原子之间的自旋局域导致原本从Fe转移至GaSe的自旋极化电荷量减少,从而费米能级附近的单自旋通道转变为双自旋通道,费米能级处的自旋极化率转变为0.研究结果揭示了Fe_n/GaSe吸附体系自旋极化特性的形成和转变机制,可为未来二维自旋纳米器件的设计与构建提供参考.

摘要：运用有限元分析ANSYS和Mathematica软件对平面线圈的电磁场分布、悬臂梁与固定电极之间的电磁力、悬臂梁应力分布和受力形变等进行了理论分析和仿真模拟,为线圈结构、悬臂梁位置、悬臂梁与线圈距离的设计提供理论依据.

摘要：运用ANSYS有限元模拟、Mathematica数值计算与OriginPro8.6图像处理等软件对多重弯曲的平面磁芯线圈电磁场分布以及活动电极在电磁场中所受电磁力情况进行仿真分析,从而合理设计励磁电流、活动电极材料、结构尺度、活动电极与固定电极的位置间距等.

摘要：基于微电磁光开关的工作原理,设计了MEMS电磁反射型光开关.采用ANSYS9.0有限元软件分析结合Mathematica数值计算研究了微电磁光开关所需的电磁力、磁芯线圈的磁场分布、悬臂梁受电磁力的形变状态,从而获得磁芯线圈的匝数、悬臂梁位置、悬臂梁与平面磁芯线圈接触区域等结构参量.

摘要：采用APSYS软件设计渐变Al组分隧穿结,利用渐变组分间带阶结合AlGaN材料先天存在的自发极化和压电极化调控能带,增强载流子扩散-漂移联合运动方式,有助于增大载流子在隧穿结内的迁移隧穿概率.经过优化,p^+-AlGaN中Al组分自下而上线性地由0.45渐变到0.70,n^+-AlGaN中Al组分自下向上线性地由0.70渐变到0.45.器件I-V曲线在开启电压以上,呈现近线性关系,表明渐变Al组分隧穿结深紫外LED器件表现出更佳的电注入特性,297nm室温电致发光峰强度高于非渐变结构深紫外LED.内量子效率、光功率和辐射复合率模拟结果进一步证实渐变Al组分隧穿结的引入增大了有源区注入的空穴浓度,量子阱内辐射复合率得到提高.

摘要：基于杨氏模量的测量原理,设计并搭建了新的实验装置.利用导电线圈对待测钢丝产生应力,采用偏振法测量相应的应变,测得钢丝的杨氏模量为(2.22±0.15)×10^(11)N/m^(2).测量装置小型化、精度高、易操作,并具有力、光、电、磁等多模块的知识整合,可以作为大学物理实验教学中的综合性探究实验.

摘要：量子结构材料与技术在前沿科学领域的应用日益广泛,量子化能级的探测与调控具有重要的教学与科研意义.本文设计搭建基于表面光电压效应的量子化能级测量装置,控制步进电机带动闪耀光栅旋转,将氙灯的复色光分解为单色光,并照射到InGaN/GaN量子阱上,采集光电压信号得到其表面光电压扫描谱线,并结合光学偏振片、磁铁与控温装置等实现量子能级、自旋能级的探测以及能级的温度调控.