摘要： XLPE(crosslinked polyethylene)電纜具有眾多優(yōu)點(diǎn),在世界范圍內(nèi)得到了大規(guī)模的應(yīng)用,直流電纜空間電荷積聚是影響電纜壽命的一個(gè)重要因素。為了對(duì)直流XLPE電纜中的空間電荷分布特性進(jìn)行研究,基于雙極性載流子輸運(yùn)模型對(duì)直流電纜中的空間電荷分布進(jìn)行仿真研究,在COMSOL有限元仿真軟件中搭建了一維仿真模型,分別研究了正、負(fù)極性電壓下的空間電荷分布特性,并且進(jìn)一步研究了溫度對(duì)電荷分布的影響。仿真結(jié)果能與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果具有很好的一致性,具有較高的準(zhǔn)確度。仿真表明:負(fù)極性電壓下電荷積聚密度大于正極性電壓下,空間電荷對(duì)場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行削弱在電極附近的場(chǎng)強(qiáng)比材料內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)小,電荷的密度越大場(chǎng)強(qiáng)削減的越大。

摘要： GaN被稱(chēng)為第三代半導(dǎo)體,有著重要的應(yīng)用前景.本文對(duì)其衍生的一維鋸齒型納米管進(jìn)行了系統(tǒng)研究,重點(diǎn)研究了ⅢA-ⅦA主族的所有非金屬原子低濃度摻雜納米管后的化學(xué)結(jié)合特性、電子結(jié)構(gòu)、輸運(yùn)特性及柵極電壓調(diào)控效應(yīng)等,并且有一些重要的發(fā)現(xiàn),如:摻雜納米管具有良好的能量與熱穩(wěn)定性,它們的結(jié)合能、形成能及雜質(zhì)原子周?chē)瘜W(xué)鍵的平均鍵長(zhǎng)與摻雜原子的原子序數(shù)(原子半徑)有密切聯(lián)系;雜質(zhì)原子與納米管之間的電荷轉(zhuǎn)移與它們之間的相對(duì)電負(fù)性有直接關(guān)系.更重要的是,研究發(fā)現(xiàn)雖然本征納米管是半導(dǎo)體,但非金屬原子摻雜后,納米管的電子相具有明顯的奇-偶效應(yīng),即摻雜第ⅢA,ⅤA,ⅦA族原子后,納米管仍為半導(dǎo)體,而摻雜第ⅣA,ⅥA族原子后,納米管變?yōu)榻饘?這些現(xiàn)象與孤對(duì)電子態(tài)有密切關(guān)系.對(duì)半導(dǎo)體材料的載流子遷移率研究發(fā)現(xiàn):摻雜異質(zhì)原子,能調(diào)控納米管的空穴及電子遷移率產(chǎn)生1個(gè)數(shù)量級(jí)的差異,特別是較高的柵極電壓能明顯提高空穴及電子遷移率,如當(dāng)柵極電壓為18 V時(shí),空穴遷移率相對(duì)未加電壓時(shí)的情況增大了近20倍.

摘要： 金剛石探測(cè)器具有體積小、抗輻照能力強(qiáng)、時(shí)間響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),在核輻射領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著。早期金剛石核輻射探測(cè)器均采用天然金剛石材料,化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)金剛石人工合成技術(shù)的進(jìn)步,極大地促進(jìn)了金剛石核輻射探測(cè)器的發(fā)展與應(yīng)用。本文從CVD人造金剛石材料入手,分析了制約金剛石探測(cè)器性能的雜質(zhì)與缺陷、CVD金剛石的合成工藝、探測(cè)器級(jí)金剛石中雜質(zhì)與缺陷的表征方法,并基于載流子遷移率與壽命乘積、探測(cè)器的電荷收集效率等性能指標(biāo),總結(jié)了CVD金剛石中的雜質(zhì)與缺陷對(duì)探測(cè)器性能的影響規(guī)律,介紹了國(guó)外金剛石核輻射探測(cè)器的應(yīng)用現(xiàn)狀并展望了國(guó)內(nèi)金剛石核輻射探測(cè)器的發(fā)展前景。

摘要： 為了明確電應(yīng)力、熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力共同作用對(duì)乙丙橡膠絕緣性能的影響,本研究制備了乙丙橡膠(EPDM)絕緣試樣,分別測(cè)試了溫度為30~120°C、擠壓力為0~1.0 MPa和場(chǎng)強(qiáng)為1~25 kV/mm時(shí)乙丙橡膠的極化電流。為了評(píng)估乙丙橡膠的絕緣性能,引入吸收比K。通過(guò)極化電流中的穩(wěn)態(tài)電導(dǎo)電流,計(jì)算得到試樣的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)電導(dǎo)電流密度和電導(dǎo)率。結(jié)果表明:乙丙橡膠的絕緣性能與溫度和電場(chǎng)強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān),其中在低場(chǎng)強(qiáng)區(qū),試樣的電導(dǎo)特性符合歐姆電導(dǎo)特性,在高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)符合空間電荷限制電流機(jī)制。通過(guò)計(jì)算得出乙丙橡膠的載流子遷移率,分析發(fā)現(xiàn)載流子遷移率隨著擠壓力的升高先減小后增大,最終導(dǎo)致乙丙橡膠的絕緣性能發(fā)生變化。

摘要： 近日,西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室肖鈺特聘研究員與北航趙立東教授合作,通過(guò)能帶銳化、動(dòng)態(tài)摻雜以及半共格界面設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了n型PbSe基熱電材料中電子和聲子的解耦傳輸,大幅提升其熱電性能。首先,SnS固溶使PbSe的導(dǎo)帶形狀銳化,降低載流子有效質(zhì)量,有利于在低溫區(qū)獲得高的電傳輸性能;其次,通過(guò)Cu間隙原子摻雜,在全溫區(qū)動(dòng)態(tài)優(yōu)化載流子濃度,獲得高的功率因子;最后,大量的SnS第二相固溶在PbSe基體中形成半共格界面,在保持高的載流子遷移率的同時(shí)增強(qiáng)聲子散射,降低晶格熱導(dǎo)率。

摘要： 采用微機(jī)械剝離法制備了基于不同厚度的高質(zhì)量WSe_(2)納米片的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(WSe_(2)-FETs),研究了其性能的影響因素.通過(guò)調(diào)控WSe_(2)納米片及介電層的厚度、測(cè)試溫度及退火處理等,結(jié)合理論模擬分析,獲得了WSe_(2)-FETs的最佳電學(xué)性能.最終,基于7層WSe_(2)納米片的場(chǎng)效應(yīng)晶體管表現(xiàn)出最優(yōu)異的電學(xué)性能,室溫下載流子遷移率可達(dá)93.17 cm^(2)·V^(?1)·s^(?1);在78 K低溫下,載流子遷移率高達(dá)482.78 cm^(2)·V^(?1)·s^(?1).

摘要： 為打破傳統(tǒng)光學(xué)衍射極限限制,實(shí)現(xiàn)傳輸損耗小和光場(chǎng)的強(qiáng)局域性,基于石墨烯表面等離子體(graphene surface plasmons, GSPs)光波導(dǎo)技術(shù),研究設(shè)計(jì)了一種基于石墨烯的周期性光柵結(jié)構(gòu).該結(jié)構(gòu)由空氣層、緩沖層、波導(dǎo)層和襯底層組成,利用泄漏模共振效應(yīng)產(chǎn)生GSPs,并且分別利用品質(zhì)因子和有效模式面積來(lái)分析GSPs性能.通過(guò)調(diào)整石墨烯材料特性參數(shù)(費(fèi)米能級(jí)和載流子遷移率)來(lái)優(yōu)化光柵結(jié)構(gòu)中的GSPs性能.仿真結(jié)果表明:費(fèi)米能級(jí)為0.63 eV時(shí),GSPs性能最佳,空間局域性最強(qiáng);提高載流子遷移率可以改善GSPs的傳輸損耗,使其擁有更長(zhǎng)的傳輸距離,但對(duì)GSPs空間局域特性的影響不明顯.

摘要： 通過(guò)應(yīng)變調(diào)控二維材料的電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)是設(shè)計(jì)新型二維電子和光電子器件的重要環(huán)節(jié),也是后摩爾時(shí)代薄膜器件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù).薄膜CrI_(3)具有鐵磁和層間反鐵磁的獨(dú)特性質(zhì),但是關(guān)于應(yīng)變調(diào)制其電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)的研究未見(jiàn)報(bào)道.本文采用高精度雜化密度泛函理論研究了面內(nèi)單雙軸應(yīng)變對(duì)單層CrI_(3)載流子遷移率和介電函數(shù)的調(diào)控規(guī)律,研究結(jié)果與已有的實(shí)驗(yàn)和理論值符合較好.計(jì)算發(fā)現(xiàn):單層CrI_(3)載流子遷移率非常小,均在10 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)以內(nèi);與拉伸應(yīng)變相比,雙軸壓縮應(yīng)變可以顯著提升遷移率;當(dāng)雙軸壓縮應(yīng)變量增至8%時(shí),沿鋸齒方向電子遷移率增至174 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),達(dá)到了MoS_(2)水平.可見(jiàn)光區(qū)介電函數(shù)虛部x(y)方向Ⅰ號(hào)吸收峰強(qiáng)度隨雙軸拉伸應(yīng)變量增加明顯增強(qiáng),而z方向幾乎沒(méi)有變化;可見(jiàn)光區(qū)x(y)和z方向的介電函數(shù)虛部曲線開(kāi)始攀升的起點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光子能量均隨雙軸壓縮應(yīng)變量增加明顯減小,且所有吸收峰呈現(xiàn)明顯的紅移.結(jié)果表明,應(yīng)變可以明顯提升單層CrI_(3)的電荷輸運(yùn)性能和可見(jiàn)光區(qū)的光學(xué)性能.

摘要： 有機(jī)光電材料大致可分為小分子或低聚物和聚合物兩類(lèi).載流子遷移率是衡量有機(jī)光電材料導(dǎo)電性能的重要參數(shù),直接關(guān)系到材料對(duì)電荷的傳輸能力.因此,測(cè)量材料的載流子遷移率是研究有機(jī)光電材料的基本工作之一.通過(guò)對(duì)幾種不同測(cè)試方法的總結(jié)與分析,報(bào)道了幾種載流子遷移率測(cè)試技術(shù),并指出各種測(cè)試方法的應(yīng)用原理及適用的測(cè)試范圍,對(duì)采用合理的手段研究考察載流子在有機(jī)光電材料及器件中的傳輸特性及其對(duì)有機(jī)光電器件的性能影響有重要的意義.

摘要： 基于第一性原理計(jì)算方法,研究了二維XO2(X=Ni,Pd,Pt)的穩(wěn)定性、彈性、電子結(jié)構(gòu)和熱導(dǎo)率.計(jì)算結(jié)果顯示,二維XO2同時(shí)具備較好的機(jī)械和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性.此外,二維NiO2,PdO2和PtO2的楊氏模量分別為124.69 N/m,103.31 N/m和116.51 N/m,泊松比分別為0.25,0.24和0.27,并呈現(xiàn)各向同性.電子能帶結(jié)構(gòu)表明,二維XO2(X=Ni,Pd,Pt)為間接帶隙半導(dǎo)體,計(jì)算能隙分別為2.95 eV,3.00 eV和3.34 eV,且價(jià)帶頂和導(dǎo)帶底的能級(jí)主要由Ni-3d,Pd-4d,Pt-5d和O-2p軌道電子組成.通過(guò)畸變勢(shì)理論計(jì)算載流子遷移率,結(jié)果顯示二維XO2(X=Ni,Pd,Pt)沿armchair和zigzag方向的有效質(zhì)量和形變勢(shì)表現(xiàn)出明顯的各向異性,電子/空穴的遷移率最高分別為13707.96/53.25 cm2·V–1·s–1,1288.12/19.18 cm2·V–1·s–1和404.71/270.60 cm2·V–1·s–1.此外,在300 K溫度下,二維XO2(X=Ni,Pd,Pt)的晶格熱導(dǎo)率分別為53.55 W·m–1·K–1,19.06 W·m–1·K–1和17.43 W·m–1·K–1,這表明二維XO2(X=Ni,Pd,Pt)在納米電子材料和導(dǎo)熱器件方面具備應(yīng)用潛力.