一、超晶格中直流和双模交流电场的整流效应（论文文献综述）
黄启坤[1]（2020）在《整流磁电阻与垂直磁各向异性的电调控》文中研究指明在过去的50年,半导体微电子器件集薄膜制备和微加工技术之大成,通过持续降低器件尺寸的方式始终确保其芯片容量按照摩尔定律的预言发展。然而,器件尺度的降低并非是无限的。当器件的特征尺寸低于10 nm时,量子隧穿效应带来的高功耗问题严重阻碍了器件的小型化进程。与此同时,基于自旋相关散射的各向异性磁电阻、巨磁电阻、隧穿磁电阻等新物理效应的相继发现,硬盘驱动器（Hard disk drives,HDD）、磁随机存储器（Magnetic Random Access Memory,MRAM）、高灵敏度磁传感器等新器件的深入开发研究,快速发展的超晶格制备和微纳加工技术,以及人们对强关联电子体系中新奇物理效应的深入理解,共同促进了新兴学科—自旋电子学的快速发展。与传统的半导体微电子学不同,自旋电子学还兼顾了电子的自旋属性,利用自旋输运过程中与局域磁矩的相关作用,革新信息存储和信息处理的方式,使得自旋电子器件在低功耗、高密度信息存储与处理方面具有显着的优势。在自旋电子学的研究中,磁电阻效应因为具有磁场可调控且容易被检测的特性,被广泛用在了信息存储以及磁传感器的设计上。在1988年之前,以霍尔效应和各向异性磁电阻为代表的磁电阻效应很弱（3%～5%）,并没有得到广泛关注。1988年,法国Fert的研究小组在Fe/Cr/Fe多层膜结构中发现了室温下约为17%的磁电阻,这在当时已经远远超出了人们所熟知的其他类型磁电阻,因此被命名为巨磁电阻。随后基于巨磁电阻效应的自旋阀（Spin Valves）很快用在了硬盘的磁头上,市场规模在当时已经达到每年数百万美元的量级。在此之后,以AlOx和MgO为中间隧穿层的磁隧道结,进一步提高了磁电阻比值（目前室温下已经高达604%）,目前已被广泛应用于磁随机存储器、磁传感器以及磁读头中。近年来,人们在研究非磁半导体中的输运性质时,发现了由空间电荷不均匀性或者其它机制引起的异常超大磁电阻效应。例如,在载流子浓度较低的n型或者p型半导体中,磁场通过抑制杂质碰撞电离可获得比值高达10000%的超大磁电阻。与磁性材料中自旋相关的磁电阻不同,非磁材料的磁电阻信号没有磁滞特征,且器件电阻与磁场呈线性增强关系,因此有望应用在高灵敏度的磁传感器上。同时人们也在积极探索利用纯电压或者电流的方式来调控磁电阻的大小甚至磁电阻的符号。例如,借助于铁电材料的逆压电效应,人们已经在磁隧道结/铁电衬底异质结中实现了纯电压对隧穿磁电阻比值的调控。总之,在磁性材料以及非磁性材料体系中寻找新的磁电阻效应,并探索新的磁电阻调控机制有助于新型多功能自旋电子器件的研发。除了磁电阻效应,自旋电子学领域中另外一个重要的研究方向是如何有效控制磁化强度的翻转。在自旋存储器件中,二进制信号中的“0”和“1”状态通常对应于磁电阻效应中的高、低电阻态,而“0”和“1”之间的转换则由磁化强度的翻转完成。目前,基于自旋角动量转移的自旋转移力矩以及自旋轨道矩效应控制磁化翻转受到了广泛关注。虽然这些新型的翻转方式有望摆脱对外磁场的依赖,提高器件的集成度,但是目前,电荷流转化成自旋流的效率较低,导致自旋轨道矩翻转磁化强度需要相对较高的电流密度（1 06～107A/cm2）。一种可行的方法是利用电压/电场辅助自旋力矩的方式来降低翻转电流密度。实验上已经证明,利用电场调控磁隧道结中磁性层的磁各向异性可以显着的降低自旋轨道矩的翻转电流密度,改进磁隧道结的写入效率。目前为止,基于电压/电场调控应力、载流子密度、交换耦合、轨道重构以及电化学效应等机制,电调控磁性的研究已经涉及到了铁磁半导体、钙钛矿氧化物、铁磁金属、甚至二维材料体系中的磁各向异性、磁有序转变温度、磁化翻转、磁电阻、交换偏置等物理特性的调控。综上所述,磁电阻效应与磁性的翻转一直是自旋电子学的研究热点。本论文围绕异质结界面整流磁电阻效应以及垂直磁各向异性的电调控,开展了以下三个方面的工作:一、Al/Ge/In肖特基异质结中整流磁电阻效应的电调控实验上已经在Al/Ge/In肖特基异质结上观测到了由整流效应与磁电阻效应共同导致的整流磁电阻效应。在此基础上,我们通过叠加直流的分量（组成直流与交流的混合电流）,实现了对整流电压以及整流磁电阻的调控（-530%到32500%）。该效应的产生来自于磁场以及整流效应的共同调控:一方面磁场通过降低电子波函数的重叠,使得杂质态能带宽度变窄,能量升高,载流子密度降低,导致电阻变大;另一方面改变直流和交流分量的比例可以使复合的交流波形上下移动,影响整流电压的大小。基于以上两种因素的共同作用,通过调整输入的交流、直流幅值,最终实现对整流磁电阻的大幅度调控。此外,我们还研究了整流磁电阻的各向异性。利用交流和直流调控磁电阻的方法同样适用于类似的具有非对称性势垒的异质结或磁隧道结,为实验上电调控器件的磁电阻效应提供了一种全新的方法。二、磁肖特基异质结中界面磁电阻与体材料磁电阻的分离磁肖特基异质结界面处电子的散射机制很难通过常规的直流磁电阻来测量。这里我们利用整流磁电阻对界面敏感的特性,实现了磁肖特基异质结中界面磁电阻与体磁电阻的分离。首先,制备了 In/GeOx/n-Ge的非磁肖特基异质结,通过对比该异质结在肖特基接触以及欧姆接触下的整流磁电阻信号,证明了整流磁电阻对肖特基异质结界面敏感的特性。随后,我们在制备的Co/GeOx/n-Ge的磁肖特基异质结中,分别测量了 100 K下的直流磁电阻以及整流磁电阻。直流磁电阻曲线在低场下存在着类似“蝴蝶”状的磁滞信号,说明异质结界面可能存在着自旋相关散射。然而,整流磁电阻曲线并没有测量到磁滞现象,说明自旋相关散射不是来自于异质结界面。进一步测量铁磁层Co的各向异性磁电阻,发现其中的磁滞特征信号以及矫顽场的大小与直流磁电阻曲线相符,证明直流磁电阻曲线中的磁滞现象来自于铁磁层本身的各向异性磁电阻信号,而不是由界面的自旋积聚以及界面自旋相关散射造成的。我们的研究证明:对界面敏感的整流磁电阻效应可以有效分离整流器件中界面磁电阻与体磁电阻对输运的贡献,有助于加深我们对界面自旋输运性质的理解,为研究与界面自旋输运相关的自旋电子学器件提供了有力的保障。三、电场调控垂直磁各向异性以及自旋轨道矩引起的磁化翻转利用磁控溅射和微加工技术制备了核心结构为Pt/Co/CoO/Oxide/Pt的异质结。在该结构中:一方面,Co/CoO界面的垂直交换耦合作用能有效增强Co层的垂直磁各向异性;另一方面,在上下Pt电极施加电压,可以驱动氧离子在Co/CoO界面迁移,进而导致界面交换耦合强度以及Co层磁各向异性的可逆调控。当外加负电场时,氧离子扩散进Co层,导致CoO层厚度的增加,Co层有效厚度减小,从而增强了界面的交换耦合强度和Co层的垂直磁各向异性。相反,外加正电场时,CoO层有效厚度的降低以及Co层厚度的增加减弱了界面垂直耦合强度,导致Co层的磁各向异性从面外转至面内。此外,当下层Pt通入电流时由于自旋霍尔效应会产生垂直膜面方向传播的自旋流。在沿电流方向施加一个辅助磁场后,上述自旋流能诱导Co层垂直磁矩的翻转。通过结合电场调控Co层的垂直磁各向异性,我们在Pt/Co/CoO/Oxide/Pt异质结中实现了电场打开或者关闭自旋轨道矩诱导磁化翻转的功能。我们的实验表明:在重金属/铁磁/反铁磁氧化物异质结中,电场能有效控制铁磁层磁各向异性以及自旋轨道矩引起的磁化翻转,为实现低功耗、高密度、多场可调控的自旋电子器件提供了新的途径。
潘依林[2]（2020）在《基于微纳结构等离子体波的太赫兹源的研究》文中指出太赫兹波具有极高的应用价值,太赫兹源的研究已经成为国内外太赫兹科学技术研究的关键课题。本文以太赫兹等离子体波的激发为基础,研究了纳米缺陷对金属表面等离子体波的调控、金属微纳结构等离子体波转化为太赫兹辐射场和高电子迁移率晶体管微纳结构中太赫兹等离子体波的产生和放大理论,所得结果为微型化1-5太赫兹辐射源的研究提供指导。本论文主要工作和创新点如下:1.研究了金属表面等离子波的频率调控机制。基于光波激发金属表面等离子体波的仿真方法,研究了金属中引入单个和离散的周期性缺陷对表面等离子体波频率的影响。结果表明:金属中引入周期性纳米级缺陷可以降低金属自由电子气体的密度,改变金属等效介电常数,修正了金属Drude模型,通过降低表面等离子体波的频率,实现了表面等离子体波频率的调控。同时,缺陷边界限制自由电子气体的运动,对介电常数产生显着的影响。使用自适应Drude模型来描述含周期缺陷的金属结构的介电常数将有助于指导基于表面等离子体波器件的设计,对表面等离子体波的应用具有重要价值。2.研究了电子激励非对称亚波长周期孔阵列产生仿表面等离子体波并转化为太赫兹频段Smith-Purcell相干辐射。基于自由电子激励亚波长孔阵列仿表面等离子体波的理论,提出了一种将两个不同周期的亚波长孔阵列结合在一起组成非对称的亚波长周期孔阵列结构,将自由电子激励的仿表面等离子体波转化为Smith-Purcell辐射,并解释了仿表面等离子体波转化为相干Smith-Purcell辐射的具体机制。基于此辐射机制,设计了1.25THz的微米孔阵列的太赫兹相干辐射源。结果表明:非对称亚波长周期结构可以实现设计频率的太赫兹辐射,通过调节非对称亚波长孔阵列的周期和孔的尺寸得到相干、可调的太赫兹Smith-Purcell辐射。3.研究了高电子迁移率晶体管中的太赫兹等离子体波的振荡放大。基于直流电流激励的高电子迁移率晶体管中太赫兹等离子体波的不稳定性理论,对二维电子气层非线性的流体动力学方程进行数值求解。结合实际的结构参数对晶体管中太赫兹等离子体波的放大进行了仿真研究,并给出了AlGaN/GaN HEMT实际参数下电子浓度、漂移速度、弛豫时间和沟道长度对太赫兹波性能的影响。结果表明在考虑内部摩擦的影响下,太赫兹等离子体波的放大条件变得更加严格,由?t（27）2?（τt为电子渡越时间,τ为电子弛豫时间）变为?t（27）1.78?。具有高漂移速度、高电子浓度和大电子弛豫时间的HEMT结构对1-5THz的太赫兹源的发展具有重要意义。4.提出了将真空电子学与HEMT结构中太赫兹等离子体波相结合,发展基于注-波互作用放大机制的1-5THz放大器。根据皮尔斯理论,研究了电子与HEMT结构中太赫兹等离子体波的相互作用,推导了注-波互作用的小信号理论,根据色散方程计算了小信号增益。结果表明,当电子漂移速度略快于太赫兹等离子体波时,可以在2.5THz获得每波长1.22dB的增益,为基于真空电子学与HEMT结构结合的太赫兹放大器提供了理论预测。
王维波[3]（2019）在《微波毫米波单片集成电路设计技术研究》文中提出随着微波单片集成电路技术的发展,毫米波MMIC芯片的制造加工技术日益成熟,由于毫米波具有分辨率高、带宽大等特点,已经逐渐在雷达探测、毫米波成像、精确制导、点对点局域通信、毫米波防撞雷达等军民领域得到大量应用。近年来,随着“大数据”、“人工智能”及移动互联网时代的来临,万物互联的智能化需求日益迫切,人类需要快速、实时地在任何地点能够处理海量的信息,传统的3G、4G移动通信技术的带宽瓶颈愈加凸显,因此,迫切需要更大带宽的移动通信技术来适应这种新技术的发展,然而,由于微波技术多年的发展,低频段频谱资源已经拥挤不堪,迅速衰竭,无线通信及设备技术不得不向毫米波及更高频段寻找资源,5G毫米波通信技术便应运而生,迅速成为当前工业界及学术界的研究热点。相比传统的通信技术,5G通信技术具有更高的调制带宽、更复杂的调制模式,因此对系统的线性度指标和EVM指标有着更高的要求,然而,由于毫米波芯片工作频率的提高,其噪声系数、线性度、相位噪声、效率等关键性能指标较低频出现明显的恶化,虽然毫米波工作可以在理论上提供丰富的带宽资源,但是器件及电路性能又会因为高频工作而形成不可避免的损失,使得毫米波通信用芯片的研发更为艰难。虽然毫米波MMIC芯片已经在不同领域得到应用,但是大多数芯片产品集中在传统的探测、雷达领域,尚未形成全面面向线性度、EVM、效率等通信系统关键指标兼顾的设计方法,加之高频电磁场耦合效应明显增加、电磁场仿真技术的精度恶化等原因,导致毫米波电路设计技术出现很多新的挑战,本文在这种背景下,通过仔细研究器件模型在高频出现的新情况,探索了毫米波高精度模型提取方法,面向毫米波通信系统的要求,研究不同功能电路的设计理论和方法,最终完成了LNA、PA、Mixer、Multiplier及VCO多种芯片的设计和实际验证,通过这些芯片的设计与制作,为5G毫米波通信电路设计探索了一些重要的思路方法。主要研究内容及研究成果分为以下几个方面:1.为了提高毫米波MMIC设计的精度和成功率,本文研究了毫米波器件模型提取技术。从分析器件模型在高频工作时的分布效应、寄生效应等方面开始,分析了器件模型在毫米波工作时的特点,研究了器件的自热效应、DC-AC色散效应,分布效应等几种高频效应以及电磁场仿真边界条件校准技术,分析了目前使用毫米波器件模型的主要误差来源,提出了一种栅宽、栅指数可以任意精确缩放的小信号模型提取技术,为后续的电路设计提供了很好的基础。2.研究了毫米波功率放大器的效率与线性度兼顾设计问题,通过分析高效率放大器设计中的谐波控制、低损耗匹配网络、有源动态偏置、及高线性“甜区”设计等几种关键技术,研究了器件谐波控制技术和线性度技术的关系及折中的设计方法,同时对功率放大器设计中最为重要的奇模振荡、杂散及分频、栅电流设计等问题进行了研究,最终利用“甜区”偏置和高效率谐波控制补偿结合的方法实现了线性度和高效率性能的折中设计,通过一种Ka波段平衡式功率放大器和一种W波段高功率放大器验证了设计方法的准确性,实现了毫米波通信发射系统关键芯片的设计技术研究。3.研究了毫米波VCO低相位噪声设计技术。通过分析相位噪声的形成机理和物理来源,对比不同形式拓扑结构的VCO电路,讨论了低相位噪声VCO设计的关键技术,通过负阻振荡方法研究了电路的起振和稳定条件对VCO设计的指导作用,详细研究了振荡器地相位噪声设计的偏置选择方法,归纳总结了互相锁定技术在低相位噪声VCO设计中的关键作用,最终通过制作Ka波段和W波段两种VCO MMIC,为高频通信系统的信号源开发做出了探索。4.为了提高毫米波混频器和倍频器的相位噪声、线性度等性能,研究了电路平衡性对电路线性度、相位噪声等性能指标的影响,总结了混频器和倍频器的相位噪声及非线性的来源,分析了巴伦、正交耦合器不平衡性对通信系统的相位噪声及线性度的影响机理,并提出了相应的设计改进方法;同时从二极管非线性模型,高性能混频二极管技术方面研究了限制无源混频器中工作带宽和性能的因素;分析了二极管饱和特性和IQ混频器镜像抑制度的关系,研究了混频器交调信号的产生机理和主要来源和线性化设计技术。最终参考这些理论设计了Ka波段管堆式双平衡混频器、W波段单平衡混频器、C波段宽带IQ混频器和V波段IQ混频器等多款混频器芯片;同时研究了毫米波倍频源的设计方法,通过分析不同电路拓扑的优缺点,分析了E类倍频、平衡式倍频、F类倍频等类型的设计方法,对倍频器及其缓冲放大器的设计要点进行了分析,最终实现了Ka波段高抑制度有源四倍频器芯片及完整的毫米波系统变频电路的设计方案。5.为了提高毫米波低噪声放大器的设计精度,研究了毫米波低噪声放大器的精确设计方法。从分析器件的噪声性能及不同噪声模型的区别入手,结合经典的两端口噪声理论,仔细分析了器件单指栅宽和栅指数的寄生、分布效应,研究了器件偏置点对噪声系数如何施加影响,最终提出了一种可以精确量化的低噪声设计放大器方法,分析得出了最佳单指栅宽和栅指数、最佳偏置工作点、最佳负反馈电感等条件的精确量化依据,同时根据理论分析并提出了面向宽带、窄带要求工作时低噪声放大器设计的设计流程,通过一款W波段低噪声放大器芯片验证了设计理论的正确性,为毫米波接收前端的设计打下了基础。本论文中通过研制几种典型的毫米波电路MMIC,对相关电路设计理论和方法进行了细致的探索,这些理论和方法具有一定的学术和工程价值,文中所有芯片的制作和研制均是基于南京电子器件研究所（NEDI）的化合物半导体工艺平台,其中多款产品已经大量在通信等装备中使用,解决了我国在毫米波雷达、通信领域中一些关键性元器件的国产化,为我国自主研发毫米波芯片做出了一定的探索。本论文主要有以下几种创新性研究成果:（1）提出了一种可有效提高毫米波器件模型精度,并在毫米波频段可实现精确缩放的分布式器件建模技术。研究了毫米波器件模型提取技术中的误差来源,通过对器件高频分布效应、交直流色散效应,以及等器件模型精度的分析,提出了无源校准结构设计和电磁场仿真误差修正方法。利用该模型,设计并制备出输出功率大于5W的3mm波段氮化镓功率放大器芯片,技术指标国际领先。（2）采用F类功率放大和“线性甜区”结合的方法,设计并制备了一种平衡式Ka波段高效高线性中功率放大器芯片。芯片具有附加效率高、线性度指标优良、对负载阻抗变化不敏感等优点,已经成功用于国内的军民电子领域。（3）提出了一种基于最小噪声系数、噪声电阻、器件尺寸等物理参数分析的毫米波低噪声放大器芯片的全局优化性设计方法,避免了传统低噪声电路设计经验引入的随意性,并设计出一种W波段平衡式低噪声芯片,实测结果表明噪声系数等性能良好。
李想[4]（2018）在《场效应晶体管太赫兹混频探测器的场耦合机制和结构研究》文中进行了进一步梳理太赫兹波是一段频率介于红外波和毫米波之间的电磁波,由于其频段的特殊性,太赫兹波综合了光学和微波电子学的特性。太赫兹技术在雷达、通信、无损检测、生物医学和环境检测等众多领域具有广阔的应用前景。对太赫兹光源和太赫兹探测器的研究是当前推进太赫兹技术发展的两大关键因素。受限于目前较弱的太赫兹光源辐射功率,太赫兹波的探测灵敏度就显得尤其重要。室温下工作的太赫兹波探测器灵敏度的提升对推进太赫兹波的应用有很重要的意义。本文结合太赫兹场效应混频模型,以提高基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的太赫兹混频探测器的光学和电学灵敏度为研究目标,通过增强太赫兹天线因子和提升光学耦合效率等方式提高了太赫兹混频探测器的响应度,通过非相干太赫兹宽谱探测以及局域电场的表征验证混频模型的正确性。主要内容和结果如下:1、研究了各天线参数对太赫兹混频探测的影响。以基于准静态模型的太赫兹自混频探测机理为基础,对基于高电子迁移率晶体管的太赫兹混频探测器的外差探测机理进行了阐述。对太赫兹探测器天线的作用进行了分析,得到各参数对探测器响应度的影响。其中天线的长度和宽度主要调控探测器的探测频率,天线间距主要影响沟道内混频电场强度,栅极长度主要调控沟道跨导。通过对天线参数进行针对性的优化改善,将室温下探测器的灵敏度提升一个数量级,室温下噪声等效功率达到10 pW/Hz0.5以下。2、设计天线尺寸,利用多个探测器组合的方式将探测器的探测频段覆盖至0.1-1 THz。本文采用FDTD方法设计天线尺寸,针对不同的太赫兹波传输的大气窗口设计最优天线尺寸,通过不同探测器天线的组合实现对0.1-1 THz太赫兹波的探测,弥补了单个太赫兹天线由于有限的带宽无法实现对太赫兹波的全覆盖探测的缺陷。3、研制了太赫兹探测器组件。通过仿真,得到太赫兹波在超半球硅透镜和喇叭波导内的传输特性和电场分布特性,提炼出最优集成参数,并将太赫兹探测器与硅透镜或喇叭波导进行集成形成太赫兹组件,有效提升了太赫兹探测器对入射太赫兹波的有效吸收率,探测器的灵敏度提升至30倍。同时探测器和此类元件的集成还可以消除太赫兹响应中由芯片衬底厚度引起的干涉效应。探测器组件集成放大电路形成探测器模组,探测器模组的响应度可达到kV/W数量级,同时模组小巧便携,方便使用。4、利用太赫兹天线耦合的场效应沟道中的局域太赫兹混频电场,对太赫兹场效应混频探测器的局域电场进行表征。利用超半球硅透镜对太赫兹波的汇聚以及源漏电场对沟道电子气的调控,实现探测器对太赫兹波的局部响应。得到的探测器中太赫兹响应分布和场效应混频模型相吻合,直接验证了理论模型的正确性。同时揭示出当前探测器结构存在不足:当入射光斑只能辐照到探测器的局部时可能会出现反相响应信号,不能正确反映被测光源的信息,为后续探测器结构优化提供依据。5、首次实现了场效应混频探测器对非相干太赫兹光的探测,验证了场效应探测器不仅可探测连续相干太赫兹波,而且可探测非相干宽谱太赫兹波。利用0.34 THz、0.65 THz和0.9 THz多个频段的场效应太赫兹探测器,在液氮环境下实现了对900 K黑体辐射的非相干太赫兹波的探测和成像演示。本文通过对器件模型进行分析,表征了各参数对器件性能的影响,并通过研究得到了最优的参数值。结合超半球硅透镜和喇叭波导的集成,场效应晶体管太赫兹探测器在室温的光学噪声等效功率可以达到10 pW/Hz0.5以下。实现了场效应探测器对非相干太赫兹波的探测,表征了探测器的宽谱特性。实验演示了探测器对入射太赫兹波的局域响应,不仅验证了混频理论模型,还揭示出当前探测器结构的设计缺点,为后续探测器优化提供依据。
陈赛[5]（2018）在《太赫兹波单向传输和光控调制机理及器件研究》文中指出太赫兹（THz）隔离器和调制器在THz应用系统中有着迫切的实际需求,是构建以THz无线通信和安检成像为代表的准光学应用系统的核心器件。THz隔离器允许正向光高效地通过器件,而禁止光反向通过,能够有效隔离准光学系统中存在的反射回波和散射,保证辐射源和探测器等有源器件的使用寿命和工作安全,降低系统的噪声。目前国内外在THz隔离器的研究方面处于刚刚起步阶段,尚缺乏能满足应用系统实际需求的高性能的隔离器。高速THz调制器是目前制约THz无线通信发展的主要瓶颈之一,它的研究受到人们广泛关注并取得了一些重要的进展,但是现有THz调制器件的工作频带、调制深度、灵敏度和调制速率等重要参数还无法满足THz无线通信系统的要求。针对以上问题,本文在总结了国内外太赫兹隔离器和强度调制器相关基础理论和研究进展的基础上,通过深入分析太赫兹波段材料的介电模型,并结合人工电磁微结构的谐振及局域增强特性,设计、制备并在实验上研究了基于新材料和新物理机制的太赫兹隔离器和光泵浦强度调制器。主要工作及成果如下:1.实验研究了磁流体在THz波段的折射率和吸收系数与铁磁流体中Fe3O4纳米颗粒浓度间的对应关系,发现了磁流体在横向磁场作用下存在两种不同物理机制的太赫兹磁光效应,并对该磁光效应进行了理论分析和建模。2.对半导体材料InSb在THz波段的磁光特性进行了理论和实验研究。首次提出了二种基于InSb磁光材料的磁光超表面隔离器结构,仿真分析了这二种器件的传输特性和器件结构参数以及外磁场强度对隔离度的影响。结果表明该器件在0.68THz频率处的隔离度高达40dB,同时可以利用磁光超表面谐振峰对外磁场的响应,实现对磁场强度的传感检测。此外,本文还在实验上深入研究了InSb材料在太赫兹波段的光学、磁光特性并与之前相关文献进行了比对。3.设计、加工并在实验上研究了基于二硫化钼纳米晶的太赫兹光泵浦调制器。在532 nm连续激光器的低泵浦功率密度（0.24W/cm2）辐照下,调制器可以实现对太赫兹波高达75%调制深度的宽带振幅调制。通过与纯硅片对比分析,本文发现了硅基二硫化钼纳米晶中对光生载流子产生的“催化”效应,即二硫化钼与硅形成的异质结构使得二硫化钼能够在硅表面上催化生成更多的光生载流子。
张昆[6]（2017）在《自旋记忆磁电阻与整流磁电阻的研究》文中研究表明随着信息技术的快速发展,大数据、云存储等新概念不断兴起,人类对芯片提出了高速度、低功耗、高集成度的要求。在过去50年中,通过提高光刻技术精度,采用新工艺等方法,芯片的集成度遵从摩尔定律的预言快速发展。但是,随着芯片集成度的提高,量子效应的出现、单位面积功耗提升以及投入和产出失衡等因素使得摩尔定律即将失效。为了突破当前微电子技术的瓶颈,人们提出了自旋电子学的解决方案。电子拥有电荷和自旋两种属性,传统的微电子学只利用了电子的电荷属性,自旋电子学可以同时利用电子的电荷和自旋属性,可以从这两个自由度去调控器件的性能,进而实现新型多功能芯片。在自旋电子学的发展过程中,磁电阻（Magnetoresistance,MR）现象在磁传感器和磁存储领域有无可替代的作用,一直是研究的热点。1857年,Thomson在铁磁金属中发现了各向异性磁电阻（Anistropy Magnetoresistance,AMR）现象,揭开了磁电阻现象研究的序幕,其物理机制是自旋-轨道耦合导致散射截面不同。1988年,Grunberg教授和Fert教授分别独立的在反铁磁耦合的Fe/Cr多层膜中发现了巨磁电阻效应（Giant Magnetoresistance,GMR）,它起源于自旋相关的散射,随后GMR效应被迅速应用于硬盘读头领域,提高了硬盘的存储密度。1994年,Jin等人在钙钛矿锰氧化物中发现了庞磁阻效应（Colossal Magnetoresistance,CMR）,该效应起源于磁相关的金属-绝缘体转变。1975年发现了隧穿磁电阻（TunnelingMagnetoresistance,MR）,并将其归因于自旋相关的隧穿。随后,在Al2O3和MgO作为势垒层的铁磁绝缘体铁磁三明治结构中获得了大的TMR效应。并且,因为MgO势垒特殊的自旋过滤（Spin Filter）效应,MgO单晶势垒磁隧道结的磁电阻比值可以高达600%（300K）。相比GMR效应,TMR磁电阻比值更高、功耗更低、更易集成,被广泛应用于磁传感器、硬盘的磁读头、磁随机存储器（MRAM）、自旋微波振荡器、自旋转移矩二极管以及自旋逻辑器件中。在硅、锗、锑化铟、硒化银、砷化镓等非磁半导体中发现了异常磁电阻效应（Extrordinary Magnetoresistance,EMR）。EMR效应随着磁场增加呈现近似线性增加,未出现饱和现象。研究表明EMR与材料内部的载流子浓度、迁移率以及电场分布的非均匀性密切相关。最近,章晓中教授课题组利用二极管的非线性输运性质和材料的磁响应,最终实现了巨大的磁电阻比值,可称之为二极管增强的磁电阻效应（Diode-enhancedMagnetoresistance,DEMR）。基于EMR效应和DEMR效应,研究者提出了可重构的磁电阻逻辑器件。可见,磁电阻效应不仅有丰富的物理内涵,而且推动了磁传感器、磁读出头、磁随机存储器以及可重构磁逻辑器件等的发展,有重要的应用前景。因此,新型磁电阻效应的发现或者将已有磁电阻效应和其它效应相结合将会为我们发展新型多功能器件,进而实现高速度、低功耗、高集成度芯片提供崭新的思路。本论文的工作包括以下五方面内容:其一,将电致阻变效应（Resistance Switching,RS）和磁电阻效应结合在Co/CoO-ZnO/Co复合势垒磁隧道结（Magnetic Tunneling Junctions,MTJs）中,进而实现了 自旋记忆磁电阻效应（Spin Memory Magnetoresistance）,获得四个非易失的电阻态;其二,在Al/Ge/Al肖特基结异质结中发现了整流磁电阻效应（Rectification Magnetoresistance,RMR）,这是一种新型的磁电阻效应,并指出整流磁电阻效应要求器件同时具有整流效应和磁电阻效应;其三,在Co/CoO-ZnO/Co非对称势垒磁隧道结中观测到了自旋整流磁电阻效应,该效应起源于自旋极化的电子通过CoO-ZnO非对称势垒的隧穿;其四,通过交流电流和直流电流混合的方法实现了整流磁电阻的调控,获得了巨大磁电阻的比值;其五,通过整流器件和磁电阻器件并联的方式实现了整流磁电阻效应,并建立理论模型,可以很好的描述实验观测到的结果。下面我们详细地阐述论文的五部分研究内容:一、在Co/CoO-ZnO/Co复合势垒磁隧道结中实现了自旋记忆磁电阻效应。通过磁控溅射结合金属掩膜的方法在玻璃衬底上制备了结面积为100 μm ×100 μm的Co/CoO-ZnO/Co MTJs。在电场的作用下,氧离子在CoO层和ZnO层中迁移,引起CoO在绝缘态与金属态之间相互转变,发生电致阻变效应,进而实现高、低两个电阻态。在高电阻态,自旋极化的电子通过CoO-ZnO复合势垒隧穿,产生TMR效应;在低电阻态,CoO变成金属态,实现GMR效应。TMR和GMR又分别具有平行态和反平行态两个电阻态,因此总共实现了四个稳定的电阻态,在多态存储、人工神经元模拟方面有重要的应用前景。不仅如此,CoO是反铁磁材料,Co/CoO界面处存在交换偏置效应。在电致阻变的过程中,CoO的反铁磁结构被破坏和重构,从而实现了交换偏置效应的可逆电调控。在高阻态,我们观测到高达68%的隧穿磁电阻,通过Julliere模型反推出Co/CoO界面处自旋极化率高达72%。为了验证实验观测到的结果,我们对CoO和Co/CoO界面进行了第一性原理计算。计算结果表明当CoO中没有氧空位时候,为绝缘体;当CoO中氧空位浓度为25%时,CoO转变为金属态,验证了本实验中观测到的电致阻变效应。计算还表明Co/CoO界面处自旋极化率高达73.2%,同Julliere模型反推出的结果一致。二、Al/Ge/Al的肖特基异质结中的整流磁电阻效应。通过电子束蒸发结合光刻的方法在本征锗衬底上制备了 Al/Ge的肖特基结,施加一个交流电流到该结两端,测量整流电压随外磁场变化。在室温,器件的整流磁电阻高达250%,而其传统的直流磁电阻只有70%。整流磁电阻的发现不仅为磁电阻家族增添了新的一员,而且提供了一种用交流电流实现多功能器件的方法。通过一系列的对照实验,我们得出单纯具有整流或磁电阻效应的器件都不能实现整流磁电阻效应。整流磁电阻效应要求在同一个器件中同时具有整流效应和磁电阻效应。通过一系列分析发现,本征锗衬底中载流子浓度较低,电子波函数之间的交叠有限,外加磁场会引起电子波函数收缩,导致电子波函数之间的交叠减小,因此磁场通过收窄能带宽度使得能带提高,进一步改变了 Al/Ge肖特基界面处的能带弯曲,器件的整流效应发生变化,最终导致整流磁电阻效应。三、Co/CoO-ZnO/Co非对称势垒磁隧道结中的自旋整流磁电阻效应。在具有非对称势垒的Co/CoO-ZnO/Co MTJs中观测到高达116%的整流磁电阻效应,与此同时其隧穿磁电阻只有20%左右。由于Co/CoO-ZnO/Co MTJs中的整流磁电阻效应起源于自旋相关隧穿,因此称之为自旋整流磁电阻效应（Spin RMR）。不同磁场下的伏安特性曲线的测量证明该器件同时具有磁电阻效应和整流效应。进一步通过微分电导谱的测量发现,微分电导谱呈现开口向上的抛物线形状,且最小值出现在-11mV左右,符合Brinkman,Dynes and Rowell 模型（BDR模型）,证明整流效应来源于非对称的CoO-ZnO势垒。通过数值拟合,我们得到了 CoO-ZnO非对称势垒的宽度和两侧的势垒高度。自旋整流磁电阻将基于电荷的整流效应和基于自旋的磁电阻效应相结合,为我们研制新型自旋电子学器件提供了新途径。四、Al/Ge/In肖特基异质结中整流磁电阻效应的电调控制备了 Al/Ge/In肖特基异质结,将直流电流和交流电流混合后施加在该异质结两端,通过调控直流分量的大小,实现了磁电阻从-530%～32500%的显着调控。这是一种新型磁电调控手段,该技术可推广到所有具有整流磁电阻效应的器件,将推动多功能器件的发展。该效应的产生是由于当将直流电流和交流电流混合后施加在Al/Ge/In肖特基异质结器件两端时,直流电流产生的电压降和交流电流的整流电压叠加在一起被探测到。因此,通过改变直流分量和交流分量的大小可以实现对探测电压的调控,从而实现整流磁电阻效应的调控。五、用分立器件实现整流磁电阻效应,并建立理论模型。交替溅射制备的CoZnO磁性半导体薄膜作为磁电阻器件,1N5817肖特基二极管作为整流器件。通过将两者并联,耦合整流效应和磁电阻效应,构成整流磁电阻器件,实现了整流磁电阻效应。将直流电流和交流电流混合后施加到该器件两端,通过调节直流分量的大小,该器件的磁电阻可以在-11300%～13500%范围内被显着调控。该方法拓宽了整流磁电阻的应用范围。根据整流磁电阻的定义以及分立的整流器件和磁电阻器件的电输运性质,我们建立了理论模型,该模型能够通过分立器件的参数仿真器件的整流磁电阻效应及其电调控特性,与实验观测到的结果相吻合。这将有助于我们通过独立调整分立器件的参数,优化整流磁电阻器件的性能。
周恒安[7]（2017）在《YIG/金属异质结构中自旋泵浦效应的研究》文中进行了进一步梳理自旋流是材料内部自旋角动量的定向输运。它既是自旋电子学中新物理效应出现的核心自由度,又是构建新一代高密度、高速度、低能耗磁性存储与处理器件中实现局域自旋（或磁矩）翻转的核心载体。掌握自旋流的物理特性以及自旋流与材料相互作用的微观机制,已成为理解自旋与电荷和轨道多自由度耦合以及推动纯自旋流应用的关键科学问题。本论文围绕以上关键科学问题,以钇铁石榴石/金属（YIG/NM）异质结构中的自旋泵浦效应为主要研究手段,开展了纯自旋流物理特征、有效自旋混合电导率（表征纯自旋流注入效率）、以及自旋霍尔角（表征自旋流与电荷流转化效率）三个方面的研究。取得的主要创新性结论如下:1、提出了获得纯自旋泵浦信号的方法,并建立了纯自旋流的空间对称性。我们针对FM/NM中可能同时存在自旋整流和自旋泵浦信号的问题,提出了利用YIG/NM体系,实现纯自旋泵浦信号的测量。发现磁化强度在xy、yz、xz平面转动时,自旋泵浦和自旋整流信号的角度依赖关系明显不同。同时,还发现了满足3cosθ角度关系的非均匀自旋泵浦信号。因此,自旋泵浦信号的准确测量需要利用空间对称性排除自旋整流影响,在θ=90o或Hall端进行测量。2、实现了1Pt Pdx-x（0≤x≤1）合金自旋霍尔角的准确表征,并提出了1Pt Pdx-x合金自旋霍尔角的主要微观机制。通过标定自旋扩散长度、有效混合电导率、以及微波磁场大小,利用θ=90o几何下测量的YIG/1Pt Pdx-x自旋泵浦信号,确定了1Pt Pdx-x合金的自旋霍尔角（Pt=0.125 0.015SHθ±）。利用自旋霍尔角与电荷电导率的标度关系,通过自旋霍尔角随x的变化,揭示了斜散射是1Pt Pdx-x中自旋相关散射的主要微观机制。3、提出了有效自旋混合电导率与磁化强度进动的关系,实现了有效混合电导率的调控。发现注入自旋流的强度在磁化强度线性和非线性共振区域均随2sincθ（cθ进动角）线性增加,表明有效自旋混合电导率是由界面细节决定的本征量,与磁化强度进动模式无关。YIG/1Pt Pdx-x体系中有效自旋混合电导率随x的变化揭示了合金中自旋轨道耦合作用是调控有效自旋混合电导率的机制。同时,有效自旋混合电导率面外各向异性的发现,表明改变自旋极化方向可以实现对有效自旋混合电导率的再调控。4、定量测量了YIG/FeNi中的交流自旋泵浦信号,实现了电场对磁各向异性场和共振阻尼的调控。利用自旋力矩和自旋整流效应,在YIG/FeNi中观测到自旋泵浦效应产生的交流自旋流和直流自旋流的信号。利用空间对称性实现了两种信号的分离,发现交流自旋流比直流自旋流大71倍。利用自旋整流效应,系统地研究了PMN-PT/Co中电场对磁特性的调控。发现Co的磁各向异性场和共振阻尼会随着PMN-PT的极化历史的变化而变化,表明可以利用电场对自旋泵浦效应进行调控。
李正锋[8]（2017）在《太赫兹傅里叶光谱系统的研究》文中提出太赫兹辐射通常是指频率大小在0.1THz—10THz（1THz=1012Hz）范围内的电磁辐射,其在电磁波谱中的位置介于微波频段和远红外波频段之间。太赫兹信号的探测技术以及光谱技术都是THz科学技术领域的重要研究方向。为探测微弱THz信号和进行太赫兹光谱分析,本文根据迈克尔逊干涉仪基本原理和傅里叶变换理论,在实验室已有的一套傅里叶变换光谱仪的基础上,对其进行软、硬件方面的改造,升级成了可用于探测微弱THz小信号和进行THz光谱分析的太赫兹傅里叶变换光谱系统（THz-FTS）。本系统结构简单,工作带宽较宽,系统的控制、数据采集和处理都实现了自动化操作,能够方便、快捷的进行数据采集工作,有广大的应用前景。本系统采用Golay cell探测器配合锁相放大器的探测手段进行太赫兹信号探测,减小了信号传输过程中的背景热噪声,提升了系统检测微弱太赫兹信号的能力。利用LabVIEW软件开发环境,编写了控制系统、数据采集和数据处理等一系列的程序。通过硬件升级和软件重构,完成了系统整体的升级。我们对新系统进行了测试,采集到了干涉信号幅度随光程差变化的干涉图数据,并通过数据处理程序复原出了信号的频谱信息。采集到的干涉图与理论分析相符合,复原出了宽频太赫兹信号的光谱分布,证明了升级后的系统的正确性和可用性。通过实验改变系统中斩波器转速、动镜移动速度和采样间隔等参数,对比分析这些参数对系统性能的影响。通过减小信号强度的方法,实验对比了新系统和原始系统对微弱THz信号的检测能力。使用太赫兹傅里叶变换光谱系统探测了He-Ne激光中包含的太赫兹分量的光谱分布,证明了升级后的太赫兹傅里叶变换光谱系统相比原有系统各方面性能都得到提升。
颜全[9]（2016）在《太赫兹面发射分布反馈量子级联激光器研究》文中研究说明太赫兹（Terahertz）波是电磁波谱中重要且未深入开发的一个频段,可应用于成像、环境检测、安全检测等领域。太赫兹量子级联激光器（Terahertz quantum cascade lasers,THz-QCL）以其能量转换效率高、体积小、轻便和易集成等优点,成为一种重要的THz辐射源。THz-QCL和分布反馈光栅（DFB）的结合是激光器发出单纵模激光的有效手段。THz-DFB-QCL已有较多研究,但是在基于二阶分布反馈光栅的面发射DFB-QCL中,光栅结构对模式竞争以及激光功率效率的影响还没有深入系统的报道。本文针对这一问题,开展了以下几方面的理论和实验研究:1)优化了双金属波导激光器器件制备的关键工艺——激光器脊条的感应耦合等离子体刻蚀（ICP）。获得了脊条侧壁陡直光滑的ICP刻蚀条件,可有效降低侧壁的无规散射2)利用本实验室自主生长的激光器材料,完成了双金属波导的THz-DFBQCL的器件制备。系统深入地表征了THz-DFB-QCL激光器在光谱、电流—电压—功率等方面的特征。3)研究表明:激光器在整个动力学范围内均稳定地工作在DFB结构横向及纵向的基模。横向基模的产生原因是脊条两侧的吸收边界有效提高了高阶横模的损耗。纵向基模的产生原因主要是谐振腔内基模与高阶纵模的电磁场分布交叠较大,且频率接近,从而避免了增益在空间和频域的烧孔效应。4)研究表明:激光器的辐射损耗随分布反馈光栅所含狭缝数目的增加而减小,导致激光器最高工作温度相应增加,阈值电流密度相应减小。但激光器的输出功率效率随之减小。另一方面,激光器的输入功率随光栅狭缝数增加而增加。这两个相反的效应导致只有特定的光栅周期数才能获得最大的输出功率。
秦秀芳[10]（2016）在《基于氧化铝模板可控生长的一维磁性纳米结构的制备与研究》文中研究指明随着纳米科学技术的发展,一维磁性纳米材料由于结构的特殊性从而有很多新奇的物理性能,在诸如高密度磁存储、光学设备,电子软件,光学,催化以及纳米传感等很多领域都有很好的应用前景,因此备受研究者关注。多孔氧化铝膜由于孔洞排列高度有序,参数容易调控,加上制备工艺简单,易于工业化生产等,成为制备一维纳米材料的常用模板之一。本文首先针对不同参数的氧化铝膜进行各有侧重的研究和分析,并在此基础上研究一维磁性纳米材料的性能与结构的关系。1小孔径模板方面,主要研究单一酸中加入酒精后对氧化铝膜参数的影响,尤其是生长速率的变化。2对于具有较大孔间距的氧化铝膜,主要是通过柠檬酸和草酸的混合酸制备了在一定范围内连续可调的较大孔间距的氧化铝模板,并借助于氧化电流分析了连续可调的内在机制。3采用电化学沉积的方法在具有较小孔径的氧化铝模板中制备了一维磁性金属纳米材料,研究了其结构对磁学性能的决定作用。4利用较大孔径氧化铝模板制备镍纳米线和纳米管,并分析探讨了制备纳米线和纳米管的关键因素。主要研究内容如下:（1）研究硫酸中加入酒精后自组装电压和氧化铝膜生长速率的变化。酒精的加入会提高自组装电压的范围,而少量酒精的加入会大大提高氧化铝膜的生长速率,酒精含量过多时生长速率反而下降。与硫酸中加入少量酒精会提高氧化铝膜的生长速率不同的是,草酸中加入酒精后会直接降低氧化铝膜的生长速率。这与酒精与草酸的酯化反应降低了溶液中的草酸浓度有关。（2）在柠檬酸和草酸的混合溶液中制备了较大孔间距的氧化铝膜,且孔间距在一定范围内连续可调。柠檬酸比例增加时,自组装电压和孔间距会相应变大。并通过对氧化电流的分析找到孔间距连续可调的原因,即自组装氧化电压的范围取决于电解液的有效电离常数。当混合溶液中比例发生变化时有效电离常数会相应改变,自组装氧化电压和孔间距也会相应变化。而柠檬酸和草酸之间可任意混合,从而实现孔间距的连续可调性。（3）在制备各种不同孔径和孔间距的氧化铝模板的基础上,采用电化学沉积的方式,首先在较小孔径的氧化铝模板中制备了一维磁性金属纳米阵列,并各有侧重的研究了磁学性能。即Fe纳米线的磁学性能与直径的关系,Ni纳米链和纳米线的磁学性能与结构的关系以及不同沉积液温度对Co纳米线结构从而对磁学性能的影响。（4）而后研究了较大数值的相同外径的Ni纳米线和纳米管的磁各向异性与结构的关系,以及制备不同纳米结构的关键实验条件。在较大孔径氧化铝模板中制备的Ni纳米线易磁化轴沿线轴方向,而纳米管易磁化轴垂直于线轴方向。在氧化铝模板结合电化学沉积制备纳米线或纳米管时电流密度起着关键作用。电流密度较小时易长成纳米管,较大时易生长成纳米线,在中间时有可能是纳米线和纳米管并存,或者先生长成纳米管再生长成纳米线。产物结构是线还是管取决于模板孔洞存在的吸附能和电场能之间的竞争。
二、超晶格中直流和双模交流电场的整流效应（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、超晶格中直流和双模交流电场的整流效应（论文提纲范文）
（1）整流磁电阻与垂直磁各向异性的电调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 自旋电子学简介 |
| 1.2 磁电阻效应的研究现状 |
| 1.2.1 巨磁电阻效应 |
| 1.2.2 隧穿磁电阻效应 |
| 1.2.3 非磁半导体中的超大磁电阻效应 |
| 1.3 磁性的电调控 |
| 1.3.1 自旋轨道矩驱动磁矩翻转 |
| 1.3.2 应力驱动磁翻转 |
| 1.3.3 氧离子调控磁各向异性 |
| 1.4 本论文的主要研究内容与章节安排 |
| 参考文献 |
| 第2章 样品制备技术和表征方法 |
| 2.1 样品生长手段 |
| 2.1.1 磁控溅射原理 |
| 2.1.2 磁控溅射仪 |
| 2.2 样品制备手段 |
| 2.2.1 光刻 |
| 2.2.2 离子束刻蚀 |
| 2.3 样品性质表征 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 超导量子干涉仪 |
| 2.3.3 交变梯度磁强计 |
| 2.3.4 物理性质测量系统 |
| 参考文献 |
| 第3章 整流磁电阻效应的电调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品的结构与制备 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 整流磁电阻的电调控 |
| 3.3.2 整流磁电阻的电调控机制 |
| 3.3.3 整流磁电阻的各向异性测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 整流磁电阻效应在磁肖特基异质结中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品的制备与测量 |
| 4.3 实验结果和讨论 |
| 4.3.1 整流磁电阻在In/GeO_x/n-Ge/In异质结中的应用 |
| 4.3.2 整流磁电阻在Co/GeO_x/n-Ge异质结中的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 电场调控垂直磁各向异性以及自旋轨道矩引起的磁化翻转 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验细节 |
| 5.2.1 微纳加工制备流程 |
| 5.2.2 测试细节 |
| 5.3 实验结果和讨论 |
| 5.3.1 界面耦合相关的垂直磁各向异性 |
| 5.3.2 电压调控交换耦合以及垂直磁各向异性 |
| 5.3.3 电致阻变 |
| 5.3.4 电场调控垂直磁各向异性的机制 |
| 5.3.5 电场调控自旋轨道矩引起的磁化翻转 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 本论文的特色与创新 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 参加的学术会议 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）基于微纳结构等离子体波的太赫兹源的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太赫兹波简介 |
| 1.1.1 太赫兹波的性质与应用 |
| 1.1.2 太赫兹源研究现状 |
| 1.2 太赫兹等离子体波的研究进展 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 金属的表面等离子体波 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 金属表面等离子体波的简介 |
| 2.2.1 金属表面等离子体波的性质 |
| 2.2.2 金属Drude模型和光波激励理论 |
| 2.3 基于Kretschmann-Raether结构的表面等离子体波仿真 |
| 2.4 金属表面等离子体波频率的调控 |
| 2.4.1 离散缺陷对表面等离子体波频率的影响 |
| 2.4.2 单个缺陷形状对表面等离子体波的影响 |
| 2.4.3 缺陷对金属等效介电常数的影响 |
| 2.4.4 表面等离子体波频率调控机制的讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 亚波长孔阵列的太赫兹仿表面等离子体波 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 亚波长孔阵列的仿表面等离子体波和Smith-Purcell辐射 |
| 3.3 仿表面等离子体波转化为Smith-Purcell辐射的方法 |
| 3.4 1.25 THz Smith-Purcell相干辐射源 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 高电子迁移率晶体管中的太赫兹等离子体波 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 二维电子气中等离子体波的色散关系 |
| 4.2.1 非栅控区二维电子气中等离子体波的色散关系 |
| 4.2.2 栅控区二维电子气中等离子体波的色散关系 |
| 4.3 基于Dyakonov-Shur不稳定性的太赫兹等离子体波放大 |
| 4.3.1 Dyakonov-Shur不稳定性简介 |
| 4.3.2 Dyakonov-Shur不稳定性的线性理论 |
| 4.4 非线性效应下的Dyakonov-Shur不稳定性数值求解 |
| 4.4.1 电子弛豫时间的影响 |
| 4.4.2 电子漂移速度的影响 |
| 4.4.3 栅控沟道长度的影响 |
| 4.4.4 异质结电子面密度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 电子和太赫兹等离子体波的互作用放大 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电子与太赫兹等离子体波互作用理论推导 |
| 5.3 电子与太赫兹等离子体波互作用的数值结果和讨论 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）微波毫米波单片集成电路设计技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 毫米波MMIC技术应用现状 |
| 1.2 课题背景及研制必要性 |
| 1.3 相关研究现状 |
| 1.4 论文研究内容安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 微波毫米波可精确缩放模型技术研究 |
| 2.1 不同类型场效应器件比较 |
| 2.1.1 HEMT及 p HEMT的基本结构 |
| 2.1.2 HEMT及 pHEMT的基本结构MESFET,HEMT及 pHEMT的比较 |
| 2.1.3 增强型和耗尽型pHEMT的比较 |
| 2.1.4 pHEMT的噪声性能 |
| 2.1.5 器件的频率特性 |
| 2.2 经典的小信号等效电路模型 |
| 2.2.1 GaAs MESFET的物理模型 |
| 2.2.2 HEMT和 PHEMT的物理模型 |
| 2.2.3 等效电路模型元件值的确定 |
| 2.3 GaAsFET非线性模型 |
| 2.3.1 经验基模型 |
| 2.3.2 表格基模型 |
| 2.3.3 物理基模型 |
| 2.4 建模技术中的难题 |
| 2.4.1 DC-AC的色散(Dispersion)问题 |
| 2.4.2 模型的误差来源和外推(Extrapolation) |
| 2.4.3 模型的精确缩放(Scaling)问题 |
| 2.5 微波毫米波可精确缩放模型的实现 |
| 2.5.1 电磁场边界条件的修正 |
| 2.5.2 缩放模型的构建 |
| 2.5.3 模型验证 |
| 2.6 EEHEMT、Angelov和 TOM4 模型对比 |
| 2.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 毫米波功率放大器MMIC设计技术研究 |
| 3.1 器件的线性度 |
| 3.2 晶体管的附加效率 |
| 3.3 功率放大器的高效率设计 |
| 3.3.1 F类和逆F类功率放大技术 |
| 3.3.2 器件谐波控制技术研究 |
| 3.4 功率放大器的线性度研究 |
| 3.4.1 静态偏置点与效率和线性度的关系 |
| 3.4.2 最佳线性阻抗匹配时效率和线性度的关系 |
| 3.4.3 谐波阻抗对效率和线性度的影响 |
| 3.4.4 器件的效率线性“甜区”及IMD消除技术 |
| 3.5 IMD频谱不对称的理论分析 |
| 3.6 有源动态偏置对线性度和效率的影响 |
| 3.6.1 有源动态偏置电路对电路P-1及效率的影响 |
| 3.6.2 有源动态偏置对电路高低温特性的影响 |
| 3.7 功率放大器中的栅流设计 |
| 3.7.1 功率放大器磁滞现象研究 |
| 3.7.2 功率退化现象研究 |
| 3.8 大信号阻抗匹配 |
| 3.9 低损耗匹配技术 |
| 3.10 功率放大器稳定性技术研究 |
| 3.10.1 功率放大器的奇模振荡、自激和杂散 |
| 3.10.2 功率放大器的分频 |
| 3.11 功率顶降和热设计研究 |
| 3.12 电路设计仿真 |
| 3.12.1 Ka波段GaAs平衡式功率放大器电路设计 |
| 3.12.2 W波段GaN高功率放大器电路设计 |
| 3.13 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 微波毫米波压控振荡器MMIC电路设计 |
| 4.1 振荡器的相位噪声 |
| 4.1.1 相位噪声及其影响 |
| 4.1.2 器件内部的噪声 |
| 4.1.3 相位噪声的形成 |
| 4.1.4 相位噪声的测量 |
| 4.2 负阻振荡理论 |
| 4.2.1 频率稳定性 |
| 4.2.2 负阻振荡 |
| 4.2.3 振荡的稳定性条件 |
| 4.3 微波毫米波压控振荡器MMIC的主要类型 |
| 4.3.1 推-推结构 |
| 4.3.2 分布式VCO |
| 4.3.3 腔体VCO |
| 4.3.4 交叉耦合型振荡器 |
| 4.3.5 平衡式振荡器 |
| 4.4 低相位噪声振荡电路 |
| 4.4.1 振荡器的相位噪声特性 |
| 4.4.2 不同拓扑结构的相位噪声 |
| 4.5 电路设计及仿真 |
| 4.5.1 振荡电路类型的选择 |
| 4.5.2 振荡器件的最佳尺寸选择 |
| 4.5.3 低相噪振荡器件的最佳偏置点选择 |
| 4.5.4 调谐方式的选择 |
| 4.5.5 低相噪振荡器的设计 |
| 4.6 测试结果及分析 |
| 4.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 微波毫米波混频及倍频MMIC电路设计 |
| 5.1 微波混频基本原理 |
| 5.2 混频器的几种重要性能参数 |
| 5.2.1 单边带噪声(SSB)和双边带噪声(DSB) |
| 5.2.2 三阶互调失真 |
| 5.2.3 镜频干扰 |
| 5.2.4 半中频干扰 |
| 5.3 典型混频器电路结构 |
| 5.3.1 有源型混频器 |
| 5.3.2 无源型混频器 |
| 5.3.3 正交混频器 |
| 5.4 混频器中的非线性和线性化设计 |
| 5.4.1 无源二极管混频器的线性化技术 |
| 5.4.2 单管有源混频器的线性化设计 |
| 5.4.3 双栅混频器的线性化设计 |
| 5.4.4 吉尔伯特混频器的线性化设计 |
| 5.5 二极管混频器中的关键技术研究 |
| 5.5.1 二极管器件非线性模型 |
| 5.5.2 混频器件的可靠性设计 |
| 5.5.3 正交混频镜像抑制度的测试 |
| 5.6 混频器幅度及相位噪声 |
| 5.7 巴伦及正交耦合器端口平衡性的改善 |
| 5.7.1 巴伦端口的平衡性改善 |
| 5.7.2 正交耦合器的平衡性改善 |
| 5.8 毫米波混频器设计 |
| 5.8.1 工艺方案的选择 |
| 5.8.2 电路设计方案 |
| 5.8.3 双平衡混频器设计及仿真结果 |
| 5.8.4 微波正交混频器设计 |
| 5.9 流片及测试结果 |
| 5.10 微波倍频理论 |
| 5.10.1 N次单管有源倍频器 |
| 5.10.2 三倍频器 |
| 5.10.3 二倍频器 |
| 5.11 高效率倍频器设计 |
| 5.11.1 E类倍频器 |
| 5.11.2 平衡式倍频器 |
| 5.11.3 F类倍频器 |
| 5.12 Ka波段四倍频器MMIC设计 |
| 5.12.1 偏置设计 |
| 5.12.2 缓冲放大器的设计 |
| 5.12.3 稳定设计 |
| 5.12.4 相位噪声设计 |
| 5.12.5 版图设计与芯片照片 |
| 5.12.6 电路仿真结果 |
| 5.12.7 测试结果 |
| 5.13 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 毫米波低噪声放大器MMIC设计技术研究 |
| 6.1 微波器件的噪声模型理论 |
| 6.1.1 两端口噪声网络理论 |
| 6.1.2 微波器件的噪声特性 |
| 6.1.3 噪声温度 |
| 6.1.4 pHEMT的噪声模型 |
| 6.1.5 噪声参量提取及噪声模型结果 |
| 6.2 低噪声放大器设计理论 |
| 6.2.1 低噪声器件最佳栅宽和栅指数的选择技术 |
| 6.2.2 低噪声器件最佳偏置点的选择技术 |
| 6.2.3 宽带低噪声放大器的设计技术 |
| 6.2.4 低噪声放大器的线性度 |
| 6.3 W波段低噪声放大器MMIC的研制 |
| 6.3.1 设计指标 |
| 6.3.2 第一级器件尺寸的选取与设计 |
| 6.3.3 第一级器件偏置的选取与设计 |
| 6.3.4 电路实现的工艺和器件 |
| 6.3.5 电路设计仿真 |
| 6.4 测试结果 |
| 6.5 测试分析 |
| 6.6 小结 |
| 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 攻读博士学位期间科研及发表论文情况 |
| 致谢 |
（4）场效应晶体管太赫兹混频探测器的场耦合机制和结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 概述 |
| 1.1 太赫兹波简介 |
| 1.2 太赫兹探测技术进展 |
| 1.3 场效应晶体管太赫兹探测器的国内外发展现状 |
| 1.3.1 场效应晶体管太赫兹探测器 |
| 1.3.2 场效应晶体管太赫兹探测器的国内外发展现状 |
| 1.4 AlGaN/GaN HEMT太赫兹混频探测器的优势 |
| 1.4.1 GaN基HEMT的优势 |
| 1.4.2 AlGaN/GaN二维电子气特性 |
| 1.4.3 基于AlGaN/GaN HEMT的混频探测器的制备方法 |
| 1.5 针对当前应用面临的问题 |
| 1.6 论文内容安排 |
| 第2章 场效应晶体管混频探测器的物理模型和表征方法 |
| 2.1 场效应晶体管太赫兹混频探测器模型简介 |
| 2.2 场效应晶体管特性的测试 |
| 2.2.1 转移特性和输出特性 |
| 2.2.2 微分电导曲线 |
| 2.2.3 跨导曲线 |
| 2.2.4 栅极漏电 |
| 2.3 光电响应特性的测试 |
| 2.3.1 光电流、光电压 |
| 2.3.2 响应度(响应电流、响应电压) |
| 2.3.3 噪声和噪声等效功率(NEP) |
| 2.3.4 响应带宽/响应速度 |
| 2.4 光源功率定标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 场效应晶体管混频探测器的天线结构及优化 |
| 3.1 天线在场效应混频探测器中的作用 |
| 3.2 天线各个参数对探测性能的影响 |
| 3.2.1 栅极长度与跨导 |
| 3.2.2 天线尺寸与谐振频率 |
| 3.2.3 天线-栅极间距与局域太赫兹波增强 |
| 3.2.4 天线间的耦合作用 |
| 3.3 差分对管结构的太赫兹自混频探测器设计与实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 场效应晶体管混频探测器的光学耦合结构 |
| 4.1 硅透镜耦合的自混频探测器 |
| 4.1.1 超半球硅透镜与自混频芯片的耦合结构仿真 |
| 4.1.2 硅透镜耦合的自混频探测器组件 |
| 4.1.3 集成透镜引起的局域电场对光响应的影响 |
| 4.2 波导耦合的自混频探测器组件 |
| 4.2.1 波导耦合结构的仿真 |
| 4.2.2 波导耦合的自混频探测器组件 |
| 4.3 硅透镜耦合与波导耦合组件的对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 场效应晶体管混频探测器的响应频谱特性 |
| 5.1 场效应晶体管探测器0.1-1.1 THz多频段天线设计 |
| 5.2 相干宽谱太赫兹波脉冲的探测 |
| 5.3 非相干宽谱太赫兹波的探测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 场效应晶体管混频探测器及其组件的应用演示 |
| 6.1 相干光源辐照下对被测物体进行透射成像 |
| 6.2 非相干光源辐照下对被测物体进行透视成像 |
| 6.3 对音频调幅太赫兹波的接收 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（5）太赫兹波单向传输和光控调制机理及器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 太赫兹波与太赫兹技术 |
| 1.1.1 太赫兹波的特性 |
| 1.1.2 THz技术发展现状 |
| 第二节 太赫兹功能器件 |
| 1.2.1 太赫兹调制器件 |
| 1.2.2 太赫兹单向传输器件 |
| 1.2.3 太赫兹器件主动调控机理及调控方式 |
| 第三节 选题意义、研究内容 |
| 第二章 材料和器件在太赫兹波段的理论基础与实验表征 |
| 第一节 材料在太赫兹波段的介电性质 |
| 2.1.1 等离子体模型 |
| 2.1.2 主动调控材料在THz波段的光学特性 |
| 第二节 微结构器件的理论基础与模拟仿真 |
| 2.2.1 人工电磁微结构功能器件 |
| 2.2.2 微结构器件的模拟仿真方法 |
| 第三节 太赫兹材料、器件的实验表征 |
| 2.3.1 低温磁场/光泵浦太赫兹时域光谱系统 |
| 2.3.2 太赫兹时域系统的参数提取 |
| 第四节 本章小结 |
| 第三章 太赫兹波段磁流体的磁光特性研究 |
| 第一节 磁流体的光学特性 |
| 第二节 磁流体的磁光特性的光学特性 |
| 3.2.1 结构变化引起的折射率变化 |
| 3.2.2 横向磁光效应引起的双折射 |
| 第三节 本章小结 |
| 第四章 磁光超表面隔离器与磁场传感器 |
| 第一节 “π”字形磁光超表面结构的太赫兹隔离器 |
| 4.1.1 InSb在太赫兹波段的磁光特性 |
| 4.1.2 器件的非互易传输特性与物理机理分析 |
| 4.1.3 温度、外磁场强度和结构参数对器件性能的影响 |
| 第二节 柱型磁光超表面结构的太赫兹隔离器及磁场传感 |
| 4.2.1 “抗磁场微扰”的“磁光超表面谐振” |
| 4.2.2 外磁场强度传感 |
| 第三节 InSb基片在太赫兹波段光学与磁光特性的实验研究 |
| 4.3.1 InSb基片在80K~160K温度下的光学特性 |
| 4.3.2 InSb基片的法拉第磁光特性 |
| 4.3.3 InSb基片在Voigt配置下的横向磁光特性 |
| 第四节 本章小结 |
| 第五章 基于二硫化钼纳米晶的太赫兹超灵敏调制器 |
| 第一节 硅基二硫化钼纳米晶的制备和THz波段的光学特性 |
| 第二节 超灵敏的光泵浦调制特性研究 |
| 第三节 硅-二硫化钼异质结构的光泵浦调制机理分析与理论拟合 |
| 5.3.1 光生载流子产生与调制机理 |
| 5.3.2 二硫化钼纳米晶的“催化”作用 |
| 第四节 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间取得的研究成果 |
（6）自旋记忆磁电阻与整流磁电阻的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 自旋电子学简介 |
| 1.1.1 电子学的挑战 |
| 1.1.2 自旋电子学的兴起 |
| 1.2 磁电阻效应的研究现状 |
| 1.2.1 巨磁电阻效应 |
| 1.2.2 隧穿磁电阻效应 |
| 1.2.3 非磁半导体中的异常磁电阻效应 |
| 1.2.4 二极管增强的磁电阻效应 |
| 1.3 磁性的电调控 |
| 1.3.1 自旋极化电流翻转磁矩 |
| 1.3.2 单相多铁材料中的磁电耦合 |
| 1.3.3 栅极电压调控界面电荷积累 |
| 1.3.4 电压驱动离子迁移 |
| 1.4 本论文的研究思路和内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 样品的制备技术和表征方法 |
| 2.1 样品的制备技术 |
| 2.1.1 溅射镀膜的基本原理 |
| 2.1.2 磁控溅射的基本原理 |
| 2.1.3 磁控溅射仪简介 |
| 2.1.4 电子束蒸发镀膜技术 |
| 2.2 样品的结构、磁性以及电输运表征方法 |
| 2.2.1 X射线衍射 |
| 2.2.2 透射电子显微镜 |
| 2.2.3 磁性测量系统 |
| 2.2.4 电输运测量 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于CoO-ZnO复合势垒的自旋记忆磁电阻效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验细节 |
| 3.2.1 Co/CoO-ZnO/Co磁隧道结的制备过程 |
| 3.2.2 Co/CoO-ZnO/Co磁隧道结的微结构表征 |
| 3.2.3 理论计算方法 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 电致阻变和磁电阻效应 |
| 3.3.2 增强的隧穿磁电阻和交换偏置效应的电调控 |
| 3.3.3 理论分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 Al/Ge/Al肖特基异质结中的整流磁电阻效应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验细节 |
| 4.2.1 Al/Ge/Al肖特基异质结的制备 |
| 4.2.2 Al/Ge/Al肖特基异质结的测试 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 整流磁电阻效应的发现 |
| 4.3.2 整流磁电阻效应的对照实验 |
| 4.3.3 机理讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 自旋整流磁电阻效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.2.1 Co/CoO-ZnO/Co磁隧道结的直流输运性质 |
| 5.2.2 Co/CoO-ZnO/Co磁隧道结的自旋整流磁电阻 |
| 5.2.3 自旋整流磁电阻效应的理论分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 整流磁电阻效应的电调控 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Al/Ge/In肖特基异质结的制备 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 Al/Ge/In肖特基异质结的直流和交流输运性质 |
| 6.3.2 Al/Ge/In肖特基异质结磁电阻的电调控 |
| 6.3.3 整流磁电阻的电调控机理讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 分立器件实现整流磁电阻效应 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验细节 |
| 7.3 实验结果与讨论 |
| 7.3.1 分立器件的输运性质 |
| 7.3.2 分立器件实现整流磁电阻效应 |
| 7.3.3 整流磁电阻效应的电调控 |
| 7.3.4 理论分析及数学模型的建立 |
| 7.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 本论文的特色和创新 |
| 8.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 |
| 参加的学术会议 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）YIG/金属异质结构中自旋泵浦效应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 磁电阻的发展与自旋电子学的建立 |
| 1.1.2 自旋电子学的新进展：自旋转移矩 |
| 1.1.3 自旋流的研究与自旋电子学发展 |
| 1.2 纯自旋流及纯自旋流的产生与探测 |
| 1.2.1 纯自旋流 |
| 1.2.2 自旋-轨道耦合作用 |
| 1.2.3 纯自旋流的产生 |
| 1.2.4 纯自旋流的探测 |
| 1.3 自旋泵浦效应与本论文的研究内容 |
| 第二章 理论与实验基础 |
| 2.1 磁化强度动力学理论与铁磁共振(FMR) |
| 2.1.1 磁化强度进动的本征频率 |
| 2.1.2 阻尼进动下的m分量形式 |
| 2.2 自旋泵浦效应 |
| 2.2.1 自旋泵浦效应与自旋流产生 |
| 2.2.2 自旋泵浦信号 |
| 2.2.3 自旋泵浦效应对磁化强度动力学的影响 |
| 2.3 样品薄膜的制备 |
| 2.3.1 脉冲激光沉积 |
| 2.3.2 磁控溅射 |
| 2.4 样品表征 |
| 2.4.1 X射线衍射仪 |
| 2.4.2 X射线反射率法 |
| 2.4.3 振动样品磁强计(VSM) |
| 2.4.4 电子自旋共振(ESR) |
| 2.4.5 自旋泵浦信号电测量系统 |
| 第三章 YIG/PT体系中自旋泵浦信号空间对称性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 自旋泵浦信号空间对称性理论 |
| 3.2.1 直流外磁场在xy平面内转动 |
| 3.2.2 直流外磁场在yz平面内转动 |
| 3.2.3 直流外磁场在xz平面内转动 |
| 3.3 自旋泵浦信号空间对称性的实验验证 |
| 3.3.1 器件制备与基本性质表征 |
| 3.3.2 直流外磁场在xy面内时自旋泵浦信号空间对称性的验证 |
| 3.3.3 直流外磁场在yz和xz面内时自旋泵浦信号空间对称性的验证 |
| 3.4 总结 |
| 第四章 YIG/金属体系中非均匀自旋泵浦效应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测量位置对自旋泵浦信号的影响 |
| 4.3 非均匀自旋泵浦效应的图像 |
| 4.4 非均匀自旋泵浦效应的验证 |
| 4.5 总结 |
| 第五章 自旋霍尔角测量及其机制的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 利用自旋泵浦测量自旋霍尔角的方法原理 |
| 5.1.2 自旋霍尔角的机制 |
| 5.2 自旋霍尔角的测量 |
| 5.2.1 样品的制备与表征 |
| 5.2.2 自旋扩散长度的测量 |
| 5.2.3 有效自旋混合电导率的测量 |
| 5.2.4 微波磁场的测量 |
| 5.2.5 自旋霍尔角的计算 |
| 5.2.6 小结 |
| 5.3 自旋霍尔角机制的研究 |
| 5.3.1 自旋霍尔角机制的实验方案及样品的制备 |
| 5.3.2 自旋霍尔角与自旋轨道耦合作用的对应关系 |
| 5.3.3 Pt-Pd合金中自旋霍尔角的微观机理 |
| 5.3.4 小结 |
| 5.4 总结 |
| 第六章 有效自旋混合电导率的机制与调控研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.1.1 有效自旋混合电导率的理论 |
| 6.1.2 有效自旋混合电导率的研究进展 |
| 6.1.3 有效自旋混合电导率存在的问题 |
| 6.2 非线性自旋泵浦效应的研究 |
| 6.2.1 样品的制备与动态参数的表征 |
| 6.2.2 自旋泵浦的非线性效应结果 |
| 6.2.3 非线性自旋泵浦中饱和磁化强度的修正 |
| 6.2.4 非线性自旋泵浦效应的结果 |
| 6.2.5 小结 |
| 6.3 自旋轨道耦合作用对有效自旋混合电导率的调控 |
| 6.3.1 实验设计 |
| 6.3.2 有效自旋混合电导率随成分的变化 |
| 6.3.3 自旋轨道耦合作用调控有效自旋混合电导率的机制 |
| 6.3.4 小结 |
| 6.4 有效自旋混合电导率的各向异性 |
| 6.4.1 样品的制备与表征 |
| 6.4.2 自旋混合电导率各向异性的测量 |
| 6.4.3 自旋混合电导率各向异性的验证 |
| 6.4.4 有效自旋混合电导率各向异性的机制 |
| 6.4.5 小结 |
| 6.5 总结 |
| 第七章 自旋泵浦效应发展的探索研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.1.1 交流自旋流与自旋泵浦效应 |
| 7.1.2 多铁材料与自旋泵浦效应 |
| 7.2 交流自旋泵浦效应信号的研究 |
| 7.2.1 样品的制备与表征 |
| 7.2.2 YIG/FeNi中共振峰的色散关系 |
| 7.2.3 YIG/FeNi中交流自旋泵浦信号测量与分离 |
| 7.2.4 YIG/FeNi中交流自旋泵浦信号的验证 |
| 7.2.5 小结 |
| 7.3 电场调控磁各向异性场的研究 |
| 7.3.1 样品的制备与表征 |
| 7.3.2 电场调控各向异性场的测量 |
| 7.3.3 电场调控磁各向异性场的机制 |
| 7.3.4 电场对共振线宽的调控 |
| 7.3.5 小结 |
| 7.4 总结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的论文 |
| 一、发表论文 |
| 二、主持项目 |
| 致谢 |
（8）太赫兹傅里叶光谱系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太赫兹波简介 |
| 1.2 太赫兹波的产生 |
| 1.2.1 连续窄带THz波的产生 |
| 1.2.2 脉冲宽带THz波的产生 |
| 1.3 太赫兹波的探测 |
| 1.4 傅里叶变换光谱仪简介 |
| 1.5 论文主要内容 |
| 第二章 太赫兹傅里叶变换光谱系统的基本理论 |
| 2.1 迈克逊干涉仪理论基础 |
| 2.1.1 迈克尔逊干涉仪 |
| 2.1.2 单色光干涉基本方程 |
| 2.1.3 连续光干涉基本方程 |
| 2.2 干涉信号采样原理 |
| 2.3 干涉信号数据处理复原光谱信息 |
| 2.3.1 干涉图切趾 |
| 2.3.2 系统分辨率 |
| 2.3.3 干涉图相位校正 |
| 2.3.4 失调问题的分析 |
| 2.4 信噪比提升原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 太赫兹傅里叶变换光谱系统的升级 |
| 3.1 太赫兹傅里叶变换光谱系统的组成 |
| 3.2 SPS-300介绍 |
| 3.3 信号源 |
| 3.4 信号探测系统 |
| 3.4.1 太赫兹探测器选取 |
| 3.4.2 锁相放大器 |
| 3.4.3 斩波器位置对空气背景噪声的抑制效果 |
| 3.4.4 信号探测系统定标分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 系统软件的编写及测试 |
| 4.1 基于LabVIEW的数据采集程序 |
| 4.2 基于LabVIEW的控制系统 |
| 4.3 通过干涉图复原光谱信息 |
| 4.4 系统测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 太赫兹傅里叶变换光谱系统的调校和性能分析 |
| 5.1 太赫兹傅里叶变换光谱系统的光路调校 |
| 5.2 THz-FTS的参数调校 |
| 5.2.1 斩波器转速调校 |
| 5.2.2 动镜移动速度的调校 |
| 5.2.3 采样间隔的调校 |
| 5.3 太赫兹傅里叶变换光谱系统的探测能力分析 |
| 5.4 测He-Ne激光中包含的THz小信号分量 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）太赫兹面发射分布反馈量子级联激光器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 太赫兹量子级联激光器（THz-QCL） |
| 1.3 单模太赫兹量子级联激光器的研究概况 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 二阶THz-DFB-QCL原理与存在的问题及实验设计 |
| 2.1 分布反馈激光器的原理 |
| 2.2 目前二阶THz-DFB-QCL存在的问题 |
| 2.3 实验设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 针对GaAs的ICP刻蚀研究 |
| 3.1 刻蚀简介 |
| 3.2 电感耦合等离子体刻蚀简介 |
| 3.2.1 刻蚀系统 |
| 3.2.2 ICP刻蚀参数对刻蚀影响 |
| 3.3 GaAs的ICP刻蚀条件优化 |
| 3.3.1：ICP设备的准备 |
| 3.3.2：刻蚀工艺的优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 二级THz-DFB-QCL的制备和测试原理 |
| 4.1 二级THz-DFB-QCL的制备 |
| 4.2 THz-DFB-QCL的测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结果与分析 |
| 5.1 波长与光栅周期的关系 |
| 5.2 光栅狭缝数目对激光器模式稳定性的影响 |
| 5.3 狭缝数目对输出功率的影响 |
| 5.4 狭缝数目对激光器最高工作温度的影响 |
| 5.5 狭缝数目对激光器阈值电流密度的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）基于氧化铝模板可控生长的一维磁性纳米结构的制备与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 纳米材料的分类和特质 |
| 1.2 一维磁性纳米材料的磁性特点和应用 |
| 1.3 模板辅助电化学沉积法制备一维纳米材料 |
| 1.4 阳极氧化铝模板概述 |
| 1.4.1 多孔氧化铝模板的发展历史 |
| 1.4.1.1 制备氧化铝膜的三种常用单一酸 |
| 1.4.1.2 硬氧化过程的发展 |
| 1.4.1.3 有机酸和混合酸中制备氧化铝膜的发展 |
| 1.4.2 氧化铝模板的形成机理 |
| 1.4.2.1 场助溶解模型 |
| 1.4.2.2 稳态生长模型 |
| 1.4.2.3 临界电流密度模型 |
| 1.4.2.4 体膨胀应力模型 |
| 1.4.2.5 迁移模型 |
| 1.5 本论文研究思路和主要内容 |
| 参考文献 |
| 2 实验过程和表征方法 |
| 2.1 实验过程 |
| 2.1.1 氧化铝膜的制备过程 |
| 2.1.2 一维磁性纳米材料的制备 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 形貌表征 |
| 2.3.2 结构表征 |
| 2.3.3 成分表征 |
| 2.3.4 磁性表征 |
| 参考文献 |
| 3 单一酸中小孔间距氧化铝膜的可控制备与研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 硫酸中制备氧化铝膜的研究 |
| 3.3.1.1 酒精的加入对氧化电压的影响 |
| 3.3.1.2 酒精的加入对孔径和孔间距的影响 |
| 3.3.1.3 酒精的加入对生长速率的影响 |
| 3.3.2 草酸中制备氧化铝膜的分析研究 |
| 3.3.2.1 不同氧化电压对氧化铝膜的影响 |
| 3.3.2.2 不同电解液温度对氧化铝膜的影响 |
| 3.3.2.3 不同扩孔时间对氧化铝膜的影响 |
| 3.3.3 酒精的加入对草酸中制备氧化铝膜的影响 |
| 3.3.3.1 酒精的加入对氧化铝膜孔径和孔间距的影响 |
| 3.3.3.2 酒精的加入对氧化铝膜生长速率的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 4 混合酸中连续可调大孔间距氧化铝膜的制备与研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 直接加电压和逐渐加电压的区别 |
| 4.3.2 特定RC:O中氧化电压和孔间距的范围 |
| 4.3.3 不同比例混合酸中氧化铝膜的孔间距 |
| 4.3.4 不同比例混合酸中孔间距大范围连续可调的原因分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 5 小孔径氧化铝模板中一维磁性金属纳米材料的制备与研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 结果分析与讨论 |
| 5.3.1 不同直径Fe纳米线的结构与磁性研究 |
| 5.3.2 镍纳米链和纳米线的结构和磁性研究 |
| 5.3.3 一维Co纳米材料的磁性研究 |
| 5.3.4 Fe、Co和Ni三种一维材料的比较 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 6 大孔径氧化铝模板中 Ni 纳米材料形貌的控制生长与机理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.3 结果分析与讨论 |
| 6.3.1 相同外径Ni纳米线和纳米管的形貌和磁学性能 |
| 6.3.2 Ni纳米线、管的生长机制分析 |
| 6.3.2.1 Ni纳米结构的电化学沉积过程 |
| 6.3.2.2 Ni纳米线和纳米管的生长机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 7 结论 |
| 论文创新点 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
四、超晶格中直流和双模交流电场的整流效应（论文参考文献）
- [1]整流磁电阻与垂直磁各向异性的电调控[D]. 黄启坤. 山东大学, 2020(10)
- [2]基于微纳结构等离子体波的太赫兹源的研究[D]. 潘依林. 电子科技大学, 2020(07)
- [3]微波毫米波单片集成电路设计技术研究[D]. 王维波. 东南大学, 2019(05)
- [4]场效应晶体管太赫兹混频探测器的场耦合机制和结构研究[D]. 李想. 中国科学技术大学, 2018(08)
- [5]太赫兹波单向传输和光控调制机理及器件研究[D]. 陈赛. 南开大学, 2018(03)
- [6]自旋记忆磁电阻与整流磁电阻的研究[D]. 张昆. 山东大学, 2017(08)
- [7]YIG/金属异质结构中自旋泵浦效应的研究[D]. 周恒安. 兰州大学, 2017(12)
- [8]太赫兹傅里叶光谱系统的研究[D]. 李正锋. 电子科技大学, 2017(02)
- [9]太赫兹面发射分布反馈量子级联激光器研究[D]. 颜全. 中国科学院研究生院(上海技术物理研究所), 2016(12)
- [10]基于氧化铝模板可控生长的一维磁性纳米结构的制备与研究[D]. 秦秀芳. 山西师范大学, 2016(08)