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：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：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.

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.