导读:本文包含了纳米器件模拟论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:纳米器件,空间辐射效应,抗辐射加固,模拟试验
纳米器件模拟论文文献综述
陈伟,刘杰,马晓华,郭刚,赵元富[1]（2018）在《纳米器件空间辐射效应机理和模拟试验技术研究进展》一文中研究指出电子器件空间辐射效应是影响航天器在轨长期可靠运行的重要因素之一,一直是国际上抗辐射加固技术领域研究的热点和难点.高可靠、高集成度、高性能、低功耗、低成本是未来新一代先进电子系统发展的必然要求,采用更高性能的抗辐射加固纳米器件是必然的趋势.本文在深入调研国内外研究现状的基础上,分析了纳米器件辐射效应面临的新问题.纳米工艺存在着很多不同于大尺寸工艺的特点,沟道长度缩小到十几个纳米,栅氧化层等效厚度小于1 nm.在工艺上引入了纵向逆掺杂阱或横向晕环掺杂技术,以降低栅极诱导漏极漏电效应;在材料上引入了多元半导体材料、应变硅、锗硅、高k栅介质、金属栅极等,以降低器件功耗;在结构上引入了叁维Fin FET结构,以增强栅的控制能力.这种趋于物理极限的工艺特点、新材料和新结构的采用产生了许多新的辐射效应现象和机制,模拟试验技术更加复杂,给抗辐射加固技术研究带来了新的挑战.本文综述了纳米器件辐射效应的研究现状和趋势,重点针对28 nm及以下特征工艺纳米器件辐射效应研究及模拟试验的需求,提出了需要研究的科学问题和关键技术,希望能为纳米器件抗辐射加固与空间应用提供参考.(本文来源于《科学通报》期刊2018年13期）
刘晓彦,杜刚[2]（2016）在《面向16纳米及以下技术代的工艺、器件与电路建模和模拟2013年度报告》一文中研究指出该研究面向16 nm及以下技术代集成电路工艺,发展纳米级半导体器件的模型、模拟技术,建立新原理逻辑和存储器件的模型和优化设计方法并进行实验验证,为纳米尺度工艺节点下集成电路的TCAD奠定理论基础,为基于新原理器件的集成电路设计提供方法和工具。在过去1年中,经过课题组全体人员密切合作和努力,在基于电路拓扑结构的漏电流快速计算程序,器件参数波动性的统计模型,适于电路模拟的新型阻变存储器模型以及大规模存储阵列的模拟,基于III-V半导体材料和二维半导体材料的新材料半导体器件中的输运特性研究等多方面开展了创新工作,取得了一系列的阶段性成果。超额完成了该年度的研究任务。(本文来源于《科技创新导报》期刊2016年09期）
涂宽[3]（2016）在《磁性纳米结构的微磁学模拟及其微波器件的研究》一文中研究指出本文基于微磁学理论和微磁学仿真软件OOMMF探讨了多种纳米结构磁材料的磁性能,具体包括:椭球状纳米片结构,多孔纳米片结构,纳米线阵列结构和纳米管阵列结构。研究结果表明:不同厚度的椭球状纳米片具有不同的磁畴分布,厚度低于18-20 nm时,会产生单畴结构,单畴结构的纳米片具有较好的形状各向异性,其虚部磁导率谱有且仅有一个尖锐的共振峰,纳米片的矫顽力与厚度相关,单畴结构时Hc随厚度的增加而增加,多畴结构时Hc随厚度的增加而减小;多孔纳米片结构具有较好的平面各向异性,孔洞存在会增加多孔纳米片的磁损耗峰数目,且部分损耗峰由于频率相近而交迭,相当于展宽了损耗峰宽,多孔纳米片结构可用于开发质量轻、工作带宽宽的高频电磁波吸收材料;纳米管阵列结构的磁畴分布图和磁滞回线图受纳米管间距和纳米管管壁厚度的影响,一个重要原因是纳米管间距和管壁厚度会影响相互作用力,论文通过FORC的方法半定量的探讨了相互作用力的变化,结果表明,间距越小或管壁越厚,相互作用力越大;纳米线阵列结构具有较好的形状各向异性,纳米线中磁矩在自发磁化状态下的近乎一致排列,沿与纳米线平行的方向磁化所得的磁滞回线具有极高的矫顽力和剩磁比,纳米线阵列的磁导率谱与纳米线在模版中的体积占比相关,磁导率谱实部在低频段随着体积占比的增加而增大,磁导率谱虚部的共振频率与体积占比线性相关。基于纳米线阵列的优异磁特性,本论文还设计了两款采用了沉积于多孔氧化铝模板中的?-Fe纳米线阵列作为磁性材料的微波无源器件。所设计的环形器采用了微带线结构的传输线,其工作的中心频段为12 GHz,插入损耗为-0.88 dB,反射系数为-41.6 dB,隔离度为-28.7 dB,相对带宽达到了10%。所设计的隔离器采用了基片集成波导结构的传输线,它工作频段为9.1 GHz~10 GHz,插入损耗为-0.72dB~0.86 d B,隔离度为-20 dB~-31 d B,驻波比约为1.1,相对带宽超过了9%。所设计器件的各项指标均达到了要求。更重要的是,受益于纳米线阵列结构自发磁化状态下的极高的剩磁比,以上两款器件均实现了自偏置,从而去除了某些基于磁性材料的微波器件所必须的永磁体(用于提供偏置场),大大的降低了器件的体积和重量。(本文来源于《电子科技大学》期刊2016-03-18）
孙玮,张晋江,赵健伟[4]（2013）在《纳米器件的分子动力学模拟》一文中研究指出分子动力学广泛应用于分子体系,但受限于计算能力,一般难以用于纳米器件的研究.本文采用自主开发的超大规模分子动力学仿真程序(NanoMD),构建了原子级的纳米齿轮模型,并以此为代表实现了对具有高速转动特性的纳米器件的模拟.通过位错和缺陷分析,确定了纳米器件在高速转动过程中的应力分布以及失效机制,并明确了以极限弹性转速为依据的材料强度衡量模式.研究发现纳米器件在极限转速方面存在明显的尺寸效应:随着器件直径的减小而单调增大,随着轴径的缩小而先增大后减小.(本文来源于《物理化学学报》期刊2013年09期）
焦学敬,欧阳方平,彭盛霖,李建平,段吉安[5]（2013）在《碳纳米管对接成异质结器件的计算模拟》一文中研究指出基于Stone-Wales缺陷演变理论与分子动力学、Monte Carlo计算方法,进行了碳纳米管(CNTs)对接成异质结器件的计算模拟.首先,提出了一种模拟CNTs端帽位置变化的新算法,并计算模拟了单根CNT的端帽从开口到闭合的过程.Stone-Wales缺陷演变被设计模拟这些端帽变化的跃变过程,以模拟C—C键的生成与断裂,而分子动力学则作为跃变后构型弛豫的渐变模拟.同时,研究了不同管型CNTs的端帽打开并对接形成异质结的过程.研究结果显示,对接初期在对接处先产生大量的缺陷,以促进反应的发生.这些缺陷趋向于演变成稳定的六元环结构,或者五元环/七元环的结构,使异质结趋于稳定.(本文来源于《物理学报》期刊2013年10期）
单锋[6]（2012）在《纳米硅基异质结器件的结构设计与性能模拟》一文中研究指出本文利用纳米硅材料的新颖特性，设计了以纳米硅材料组成的纳米硅/晶体硅(nc-Si/c-Si)异质结高电子迁移率晶体管(HEMTs)、非晶硅/纳米硅(a-Si/nc-Si)迭层双结太阳电池以及纳米硅量子点中间带太阳电池，并对这叁种器件的性能进行了计算模拟，研究了如下内容：首先研究了nc-Si/c-Si异质结HEMTs界面处的界面态密度对HEMTs直流输出特性的影响。结果得到随着界面态的增大，直流输出电流也在不断增大，主要是因为当界面态增大时，在电场作用下，界面态上的电子发生电离并参与导电的数目增多，导致电流增大。在同一界面态下，直流输出电流与晶粒尺寸的大小成正比，随着晶粒尺寸的变小，nc-Si薄膜的无序的混乱度增加，降低了材料中电子的迁移率，使得输出电流也变小。然后设计了a-Si:H/nc-Si:H迭层双结太阳电池模型，运用AMPS-1D太阳电池模拟软件对顶电池和底电池的本征吸收层的厚度进行了优化，找出二者最佳匹配厚度，得到最大短路电流Jsc。选择nc-Si材料做为隧道结的复合层，从模拟结果中得到，当复合层厚度为2nm时，电池的性能最佳。最后，以纳米硅基量子点材料作为太阳电池的中间带，计算了全聚光条件下不同中间带位置的纳米硅基量子点中间带太阳电池的极限效率。通过对该太阳电池的效率—电压曲线的研究，得到了与此电池的最大输出效率对应的端电压约为1.20V。(本文来源于《温州大学》期刊2012-05-01）
黄芳[7]（2012）在《纳米强化相变材料应用于储能式电子器件散热系统的数值模拟研究》一文中研究指出随着电子器件集成度的提高,其工作过程中所产生的热流密度也越来越大。高效的热管理系统的研发也已成为现代电子器件发展的瓶颈之一。储能式热管理系统是一种有效的被动式热管理方法。利用相变材料在熔化过程中会吸收潜热的原理,可以将目标电子器件所产生的热量有效地吸收和移除。熔化过程中相变材料的温度几乎保持在熔点不变,为目标电子器件提供了额外的过热保护。显然,储能式电子器件散热器的性能取决于相变材料的热物理性质。常见的相变材料(如石蜡)虽然具有理想的比热容和相变潜热,但是其导热能力较低,极大地限制了储能式热管理系统的效率。对相变材料进行导热系数强化是相变储能研究中的热点问题,常见的解决方案是在相变材料中分散加入高导热的填料(如金属翅片、泡沫金属和碳纤维等)从而形成具有较高表观导热系数的复合相变材料。随着纳米材料技术的发展,人们开始尝试使用超微细尺度的填料(如碳纳米管和金属纳米颗粒)以取得更佳的导热系数强化效果和分散性。这一类新型的复合相变材料称为纳米强化相变材料。众多实验研究的结果表明,加入纳米尺度的填料以后,相变材料的表观导热系数可以得到可观的提升,然而其储能能力(即表观比热容和相变潜热)会有一定程度的下降。考虑到填料的成本的和复合材料的稳定性,纳米填料加载量的优化选取是实际应用中需解决的关键问题。本研究利用数值模拟手段,对纳米填料的加载量进行参数研究以全面评估纳米强化相变材料在电子器件热管理系统上的实用性和在不同工况下的应用潜力。在数值模拟研究中,纳米强化相变材料被看成是具有均匀表观热物性的“自定义”相变材料,即纳米填料的存在及其加载量的大小仅体现在复合相变材料表观热物性的变化上。纳米强化相变材料的表观热物性(包括密度、导热系数、液态粘度、比热和相变潜热等)通过有效介质理论和现有的拟合经验公式或模型进行预测。数值模拟研究均在基于有限容积法的商业计算流体力学软件环境中进行,并利用软件内建的焓-多孔介质模型模拟固液相变传热过程。本研究选取某翅片型储能式电子器件散热器作为研究对象,对该散热器工作过程的抽象模型——底部加热矩形腔内纳米强化相变材料的熔化过程进行了数值模拟研究。计算中以正二十烷为相变材料,碳纳米管为填料,考虑了3种不同格拉晓夫数的影响。计算结果显示,相变材料中存在的纳米填料导致了两方面矛盾的结果：它一方面因提高了相变材料的导热系数而加速其熔化过程；另一方面,由于液态粘度的提升,也抑制了自然对流传热,从而减慢了熔化过程。在较大的容器空间内,由于导热系数强化所产生的熔化加速效果会被减弱的自然对流效应所削弱。对于较小容器空间而言,因为自然对流效应本身较弱,则可以忽略该负面影响。这两个相互矛盾的效果由表观输运性质决定,即取决于增强的表观导热系数和粘度的相对影响程度大小。由于研究所选取的散热器模型尺寸较小,在数值模拟研究中忽略其熔化过程中的自然对流效应,仅求解固液相变的热传导方程。首先利用二维的简化物理模型对该散热器的工作性能进行了研究,散热器所用的相变材料和纳米填料假定为石蜡和铜纳米颗粒。计算结果显示,引入高导热的纳米颗粒能使相变散热器的性能得到进一步的提升。在加热周期结束时,加热面上的最大温升随着纳米颗粒的引入得到了极大的缓和。在石蜡中加入体积分数为0.1的铜纳米颗粒可以使最大温升降低约9%。在研究的范围内,散热器的性能改善程度与加入的纳米颗粒体积分数呈线性相关。尽管纳米颗粒的引入降低了的相变材料的储能能力,但由于热量可以通过导热强化的相变材料更快地散发,其熔化过程得以延长,从而为目标电子器件提供更长时间的过热保护。碳基纳米填料(如碳纳米管)有极高的导热系数,而且比金属纳米颗粒的密度更小,因此它们将是作为纳米填料的更佳选择。由于二维模型的过度简化,可能导致计算模型与物理模型间较大的偏差,因此本研究还对同一散热器模型进行了叁维数值模拟研究。并根据以上结论,假定正二十烷和碳纳米管为相变材料和纳米填料,对散热器在周期性和脉冲式两种工作条件下的性能随纳米填料加载量的变化分别进行了对比分析。计算结果显示,相变散热器性能的增强程度与纳米填料的加载量成对数相关。纳米强化相变材料尤其适用于在脉冲式热负荷下工作的电子器件的热管理。在周期性热负荷下,即便在最大加载量下,由纳米填料所带来的散热器性能改善还不到1%。然而,在脉冲式热负荷下,10%的填料的引入使得散热器被加热底面温升降低了8℃,热阻则降低了14%。尽管在本文所研究的加载量范围内,散热器的性能随着更多填料的加入逐步提升,但进一步提高加载量并不见得有益。显然,如果填料的加载量太高,不仅将提升成本、降低复合材料的稳定性,还将过度削弱储能能力,从而限制相变散热器的性能。未来研究的重点在于通过实验数据对纳米强化相变材料表观热物性(尤其是导热系数和粘度)的预测模型进行修正,并验证本文所得到的计算结果。(本文来源于《浙江大学》期刊2012-02-01）
王素梅[8]（2011）在《纳米磁性器件的微磁学精确模拟》一文中研究指出作为应用磁学的基本理论，微磁学理论在硬盘的发展中起到了重要的指导作用。随着磁存储密度的提高，对微磁学模型准确性的要求也越来越高。单极型写磁头中存在斜边界，所以使用有限差分法模拟时会出现锯齿形边界，这一误差随着写磁头尺寸的逐渐减小会越来越明显。此外，写磁头材料的微结构对于理解磁性性能有着重要的意义，但其机制还没有研究清楚。基于此背景，本论文中我们引入了棱柱形微磁学单元，将写磁头的模型进行改善；并使用微磁学研究微结构对FeCo薄膜磁性能的改善机理。为了模拟任意形状的薄膜器件，我们引入了棱柱形微磁学单元。我们解析计算了长方形和叁角形的退磁矩阵，并通过各表面的加和得到叁棱柱或者其他形状的退磁矩阵，从而解决了引入棱柱单元后静磁相互作用的计算问题，同时对交换相互作用的计算也进行了改进；并将同一器件划分为叁种方式进行验证和讨论。在微磁学基本理论部分，我们发现微磁学单元的大小在某些情况下可以采用相对较大尺寸的微磁学单元，尤其是器件形状各向异性和交换相互作用较大时。这对之前微磁学单元尺寸需小于交换相互作用长度的结论进行了修正，在保证结果准确性的同时，大大缩短计算所需要的时间。在以上工作的基础上，我们建立了写磁头和硬磁纳米岛相对准确的模型。在我们的模型中，写磁头在主极极尖薄膜厚度为20nm时，倾斜锯齿边界的影响较大，导致模拟结果不准确。写磁头在电流驱动下的驱动场远小于磁荷产生的驱动场（稳定电流为10mA），但写磁头均能充分反转；在磁道分立时，存在一个使得写磁场取得极大值的软磁底层厚度（60nm），而在连续薄膜中，软磁底层厚度为60nm和100nm时写磁场类似。硬磁纳米岛的反转时间受各向异性场的分布和交换相互作用场的强弱影响较大。为了准确研究FeCo软磁薄膜的磁性，我们在模型中引入了微结构，这里的微结构包括晶粒分布、晶界处的磁性参数和界面处的应力场。发现各向同性的应力场对于磁滞回线并没有贡献，而界面应力场是关键因素之一。此外，写磁头的反转性能和初始磁导率的高频响应与易轴的方向有关，当易轴垂直于薄膜时，可以获得较大的写磁场，但截止频率较小。采用稍大微磁学单元尺寸的简单模型与含微结构的模型初始磁导率的高频响应类似。(本文来源于《清华大学》期刊2011-05-01）
王豪,王高峰,常胜,黄启俊[9]（2010）在《纳米双栅MOS器件的二维量子模拟》一文中研究指出利用非平衡格林函数法处理开放边界条件的薛定谔方程,与泊松方程自洽求解,在实空间实现了对纳米量级双栅MOS器件的二维量子模拟。与模空间法的仿真效率及模拟结果进行了比较,对栅极漏电流受栅介质、栅与源漏交迭、栅氧层厚度的影响进行了研究。(本文来源于《固体电子学研究与进展》期刊2010年02期）
王豪[10]（2009）在《纳米尺度MOS器件的量子模拟方法研究》一文中研究指出随着半导体技术的快速发展,MOSFET器件的特征尺寸已经缩小到纳米尺度,与载流子的平均自由程和退相干长度相比拟,因而对器件进行的模拟中,需要利用量子弹道输运理论来实现。非平衡格林函数(NEGF)理论为量子模拟提供了深刻的微观图景和强大的计算框架,基于NEGF对器件进行数值模拟,这种研究方法被学术界和工业界的研究者采用,用于深入理解器件物理,探索器件工程问题。本论文实现了纳米双栅MOS器件的数值模拟,对流程进行了改良,对不同的方法进行了评估。由于对器件进行量子模拟的计算量十分庞大,为减小计算量,提高模拟效率,需要实现科学计算方法和物理建模技巧的综合应用。论文在器件的模拟流程中,引入了非线性数学中一种快速迭代方法,Anderson混合法,对当前广泛应用的预估-矫正法起到了明显的加速作用。为了在MOSFET中研究栅极泄漏电流,需要实现对器件的二维实空间量子模拟,基于递归格林函数法(RGF)这种格林函数的快速算法,论文实现了对双栅MOSFET的二维实空间量子模拟,并用于研究栅极载流子注入效应和栅氧层电介质材料的选取问题。在RGF方法之外的另一种格林函数快速算法是电极块约简法(CBR),这两者都是当前器件模拟中的主流算法,以双栅MOSFET为载体,论文实现了这两种算法,对它们进行了比较,研究了RGF算法中忽略高阶项带来的影响,并对这两种方法的效率、精度、适用性进行了探讨。总之,本论文针对纳米尺度MOS器件量子模型的数值模拟方法,进行了一些探索,得到了一些有益的结果。(本文来源于《武汉大学》期刊2009-10-25）
纳米器件模拟论文开题报告
（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：
该研究面向16 nm及以下技术代集成电路工艺,发展纳米级半导体器件的模型、模拟技术,建立新原理逻辑和存储器件的模型和优化设计方法并进行实验验证,为纳米尺度工艺节点下集成电路的TCAD奠定理论基础,为基于新原理器件的集成电路设计提供方法和工具。在过去1年中,经过课题组全体人员密切合作和努力,在基于电路拓扑结构的漏电流快速计算程序,器件参数波动性的统计模型,适于电路模拟的新型阻变存储器模型以及大规模存储阵列的模拟,基于III-V半导体材料和二维半导体材料的新材料半导体器件中的输运特性研究等多方面开展了创新工作,取得了一系列的阶段性成果。超额完成了该年度的研究任务。
（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。
纳米器件模拟论文参考文献
[1].陈伟,刘杰,马晓华,郭刚,赵元富.纳米器件空间辐射效应机理和模拟试验技术研究进展[J].科学通报.2018
[2].刘晓彦,杜刚.面向16纳米及以下技术代的工艺、器件与电路建模和模拟2013年度报告[J].科技创新导报.2016
[3].涂宽.磁性纳米结构的微磁学模拟及其微波器件的研究[D].电子科技大学.2016
[4].孙玮,张晋江,赵健伟.纳米器件的分子动力学模拟[J].物理化学学报.2013
[5].焦学敬,欧阳方平,彭盛霖,李建平,段吉安.碳纳米管对接成异质结器件的计算模拟[J].物理学报.2013
[6].单锋.纳米硅基异质结器件的结构设计与性能模拟[D].温州大学.2012
[7].黄芳.纳米强化相变材料应用于储能式电子器件散热系统的数值模拟研究[D].浙江大学.2012
[8].王素梅.纳米磁性器件的微磁学精确模拟[D].清华大学.2011
[9].王豪,王高峰,常胜,黄启俊.纳米双栅MOS器件的二维量子模拟[J].固体电子学研究与进展.2010
[10].王豪.纳米尺度MOS器件的量子模拟方法研究[D].武汉大学.2009