导读:本文包含了硅纳米晶体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:硅纳米晶体,光电晶体管,神经突触器件,神经拟态计算
硅纳米晶体论文文献综述
韩成[1]（2019）在《基于硅纳米晶体的晶体管型光电神经突触器件研究》一文中研究指出模仿大脑功能的神经拟态计算现在是除了传统的冯·诺依曼计算之外最重要的技术之一。而在大脑中,学习和记忆等功能的实现是通过神经元修改生物突触之间的突触权重进行的,这表明了神经突触器件的研究对于神经拟态计算的实现至关重要。在过去的几年里,许多具有忆阻器和场效应晶体管(FET)结构的神经突触器件已经被制造出来。具有场效应晶体管结构的神经突触器件由于具有易编程和易集成的特点,得到了很多研究者的关注。到目前为止,大多数晶体管型神经突触器件都已经被证实可以实现电刺激。然而,最近神经科学中光遗传学领域的发展引发了人们对光刺激的晶体管型神经突触器件研究的兴趣,将光引入到晶体管型神经突触器件不仅可以显着增大突触器件的带宽,还可以有效缓解突触器件的互连问题。光刺激的晶体管型神经突触器件最近已经通过使用二维(2D)材料(如石墨烯和MoS2)制造出来,尽管这些器件也显示出优异的突触可塑性,但它们的光刺激仅限于在较窄的紫外(UV)—可见光谱范围内有效,而在兼容光通信领域的近红外(NIR)波段,光刺激仍然难以实现。另外,二维材料的光学吸收通常很弱,因此基于二维材料的突触器件需要更大功率的光刺激,然而这实际上对于超低能耗的神经拟态计算的发展来说是一个严重的问题。值得注意的是,光刺激的晶体管型神经突触器件也可以施加电刺激,并且为了实现突触器件的高性能、多功能,光刺激和电刺激的协同作用是很有必要的,然而这一领域至今尚未被深入的研究。在本文中,我们通过使用硼掺杂的硅纳米晶体制备了光刺激的晶体管型神经突触器件,硼掺杂的硅纳米晶体在较宽的紫外(UV)到近红外(NIR)光谱范围内都具有较强的光吸收。这些器件基本都可以实现紫外到近红外光谱范围的光刺激,而且由光刺激引起的器件的光栅压现象可以模仿一系列重要的突触功能。从器件的并行性考虑,我们也可以在基于硅纳米晶体的晶体管型神经突触器件的栅电极处轻易地施加电脉冲刺激。我们利用光刺激和电刺激的协同作用,不仅实现了基于硅纳米晶体的晶体管型神经突触器件的超塑性和逻辑功能,还模仿了厌恶学习的神经行为。目前基于硅纳米晶体的晶体管型神经突触器件实现了超低的能量消耗,有望应用于未来高能效神经拟态计算的发展。本文主要的研究内容和结果如下:(1)利用冷等离子体法制备从紫外到近红外都具有很强光吸收的的掺硼硅纳米晶体,利用场发射透射电子显微镜(TEM)表征其晶体结构和晶粒尺寸,利用紫外-可见-近红外吸收光谱表征其吸光特性。制备基于硅纳米晶体的晶体管型神经突触器件,利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)表征器件表面形貌。在单个器件上施加电刺激得到兴奋性神经突触后电流(EPSC)、双脉冲易化(PPF)等验证其突触可塑性,并对其机理提出解释。(2)我们对器件进行光刺激,得到了光刺激下突触可塑性,并利用光电耦合刺激,实现STDP、厌恶学习、逻辑计算、超可塑性等突触功能,对该器件的一致性、写入噪声、非线性、功耗等性能做出了表征,并利用基于硅纳米晶体的晶体管型神经突触器件的突触行为以MNIST手写数字库为对象做了神经拟态计算仿真模拟,得到了93.6%的图像识别精确度。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-01-18）
倪朕伊,皮孝东,杨德仁[2]（2018）在《硅纳米晶体的制备、性质及其在光电器件中的应用》一文中研究指出硅纳米晶体作为最重要的元素半导体-硅的一种纳米形式,由于具有独特的光电特性和友好的环境相容性引起了研究者们的广泛关注。近年来,人们围绕着量子限域效应、表面效应和掺杂效应叁个最重要的因素对硅纳米晶体的性质开展了研究,并通过叁者对硅纳米晶体的电学和光学性能进行调控,使其满足面向印刷电子、硅基集成和生物兼容的高性能光电器件的应用。目前,基于硅纳米晶体的太阳能电池、发光二极管和光电探测器等重要光电器件已经被研制出来。综述了近年来国内外研究者们在硅纳米晶体的制备、性质研究及其在光电器件中的应用所取得的研究进展,并展望了硅纳米晶体在材料性能调控方面的发展前景。(本文来源于《中国材料进展》期刊2018年07期）
谭华[3]（2018）在《基于硅纳米晶体的光电神经突触器件研究》一文中研究指出随着物联网(IoT)、大数据(BD)和人工智能(AI)领域的崛起,人们对低能耗、高适应性计算的需求日益增长。神经拟态计算具有与传统冯·诺依曼计算完全不同的信息处理方式,通过模仿人脑构造来大幅提高计算机的思维能力与反应能力,因此神经拟态计算可能成为后冯诺依曼时代的主角。而这一功能的实现首先需要模拟出和大脑基本单元神经突触一样工作的器件——神经突触器件。虽然电子神经突触器件研究取得了长足的进步,但仍然面临着低带宽和互联串扰等问题。光电神经突触器件引用光学处理机制,很好地解决了上述困扰。目前,虽然已经有一些新颖的材料被用来制备光电神经突触器件,但传统冯·诺依曼计算硬件体系中最基础的硅材料,还没有被研究应用到光电神经突触器件领域。在本文中,我们利用硅最重要的存在形式之一——硅纳米晶体来制备光电神经突触器件。掺杂后硅纳米晶体可以有效吸收紫外一近红外(～2μm)的光子,大大扩展了光电神经突触器件的工作宽带。我们利用宽光谱的脉冲激光作为突触尖峰,刺激器件模拟出一系列的主要的生物突触可塑性。同时发现,器件可塑性的产生与硅纳米晶体表面悬挂键引起的陷阱态动态俘获和释放光生载流子有关。本工作采用硅纳米晶体制备宽光谱光电神经突触器件对硅应用到神经拟态计算具有重要的推动意义。论文的研究内容主要包括:1.采用冷等离子法制备硅纳米晶体(Si-NC),通过在气相中引入硼烷,制备出硼掺杂的硅纳米晶体。利用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱和透射电子显微镜(TEM)表征出硼掺杂硅纳米晶体的结构和形貌信息。扫描隧道显微镜(STM)、电子顺磁共振(EPR)、晶体管和变温电导测试显示出硼掺杂硅纳米晶体电子结构中存在明显的陷阱态和带尾态,陷阱态与硅纳米晶体表面的悬挂键有关,带尾态由硼掺杂引起。紫外-可见-近红外吸收光谱也证实了带尾态使其光学禁带宽度减小,有利于提高光电神经突触器件的工作带宽。2.采用氧化铟锡(ITO)/Si-NC/铝(Al)“叁明治”式器件结构,首先在玻璃基底上制备了硅纳米晶体光电神经突触器件。利用脉冲激光作为突触尖峰,刺激单个器件模拟出突触后兴奋电流(EPSC)、双脉冲易化(PPF)、短时程可塑性(STP)和长时程可塑性(LIP)等行为。随后将两个突触器件耦合,分别作为突触前和突触后神经元,两束间隔时间为△tpre-post的脉冲激光分别刺激前后神经元,模拟尖峰时序可塑性(STDP)。耦合器件中能观察到非对称STDP原因在于Al/Si-NC界面上存在肖特基势垒,同时前后神经元的载流子传输距离也存在差异。结合对硼掺杂硅纳米晶体光电性质的表征,我们认为硅纳米晶体中的陷阱态对载流子的俘获与释放是器件可塑性产生的关键原因。而紫外光刺激下器件非易失性记忆效应的产生与Si-NC的光吸收性质以及Al/Si-NC界面的氧空位离化有关。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-05-10）
李香春,刘金涛[4]（2017）在《硅纳米晶体的低温共晶合金化制作及其表征》一文中研究指出利用Au/Sb和Au/Si共晶点温度较低的特点,通过在~400℃合金化的方法,在硅片表面实现了掺Sb纳米晶体的制作。扫描电子显微镜观察到了Au/Si合金化反应形成的倒金字塔形蚀坑以及纳米结构的存在,拉曼散射光谱证实这些结构主要是纳米尺度的晶体,二次离子质谱表明Sb在Si中的掺杂浓度大于2×10~(18) cm~(-3),超过了Sb在体晶硅中的固溶度。该纳米晶体的制作方法简单易行,热预算较低,和其他微纳器件制作工艺的兼容性较好。(本文来源于《光散射学报》期刊2017年04期）
姜靖[5]（2016）在《硅纳米晶体将二氧化碳转化为燃料》一文中研究指出科技日报北京8月26日电 （姜靖）人类每年向大气中排放300亿吨二氧化碳，导致气候变化和全球变暖不断加剧，这很可能将人类自己送上不归路。日前，加拿大多伦多大学科学家找到了一种方法，可利用自然界的丰富资源——硅将二氧化碳转换成高能燃料。研究成果发表在最(本文来源于《科技日报》期刊2016-08-27）
林良栋,张开元,杨剑[6]（2016）在《400℃下镁热还原SiCl_4制备硅纳米晶体作为高性能二次锂电池的负极材料》一文中研究指出400摄氏度时在熔融金属锡的作用下,金属镁能够将四氯化硅还原为结晶性单质硅纳米颗粒。然而金属镁无法在400摄氏度时直接将四氯化硅还原,锡的加入促进了该反应的发生。研究表明镁和锡在400摄氏度下能形成液态合金,以原子形态分散在液态合金中的镁比固态镁颗粒拥有更高的反应活性,从而在较低的温度下将四氯化硅还原成单质硅。该反应还能进一步实现硅锡复合,金属锡本身可作为锂二次电池负极材料,拥有较高的理论比容量和优异的导电性能。在硅负极材料中掺杂锡能在不大大降低硅材料容量优势的条件下有效改善硅负极材料的电化学性能,比如导电性能、循环倍率性能。将使用该种方法合成得到的硅负极材料组装成电池能得到较好的电化学性能,在100mAg~(-1)的电流密度下循环50圈,该材料依旧能维持1700mAhg~(-1)的比容量,在1Ag~(-1)的电流密度下循环500圈,它还能保持500mAhg~(-1)的容量。(本文来源于《中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十分会：化学电源》期刊2016-07-01）
张宇恒[7]（2015）在《硅纳米晶体表面改性和发光性能研究》一文中研究指出硅纳米晶体由于具有新颖的电学和光学性能,在光电子、光伏、显示和生物标记等领域拥有广阔的用途前景。本论文的工作,集中在研究硅纳米晶体的发光性能与其尺寸和表面改性的关系。我们采用冷等离子体硅纳米晶体合成设备获得独立存在的,尺寸分布在2-10 nm的硅纳米晶体颗粒。然后,对其进行氢化硅烷化表面改性,尺寸分选等操作,获得尺寸分布集中的一系列颗粒。测试这一系列颗粒的荧光光谱,荧光效率,荧光寿命并以此计算其辐射,非辐射复合几率。我们发现荧光峰位能量与尺寸之间符合有效质量近似模型。荧光效率随着尺寸的减小(从10 nm减小到2 nm)呈先升高后下降的趋势,最佳荧光效率出现在尺寸2.8nm时,对应的荧光峰位是744 nm。随着尺寸从10 nm减小到2 nm,我们发现硅纳米晶体的非辐射复合几率呈指数型上升,通过电子顺磁能谱(EPR)测试,我们证明这与纳米晶表面悬挂键密度的变化有关。当尺寸从10 nm减小到2.8 nm,硅纳米晶体的辐射复合几率也呈现指数型上升,这符合量子限域效应理论。然而,当尺寸进一步从2.8 nm减小到2 nm时,辐射复合几率不再呈现指数型上升,而是略有下降。我们认为,当纳米晶体尺寸很小时,电子和空穴容易从纳米晶体内部隧穿到其表面,这可能是造成辐射复合几率不再呈现指数型上升的原因。我们比较了加热法和紫外(UV)辐照法对硅纳米晶体氢化硅烷化反应的影响,选用1-十八烯,1-十二烯,1-辛烯,1-戊烯和苯乙烯进行氢化硅烷化反应。获得了不同改性条件下的烷基钝化的硅纳米晶体。对其进行尺寸,荧光光谱,荧光效率,荧光寿命等测试,并计算其辐射,非辐射复合几率。我们发现,UV辐照法有利于降低氢化硅烷化反应过程中基团的交联反应。对于1-十八烯,1-十二烯,1-辛烯,采用UV辐照法和加热法获得的硅纳米晶体具有相似的发光性能；而对于1-戊烯和苯乙烯,相对于加热法,采用UV辐照法更有利于提高硅纳米晶体的荧光效率。我们对氢化硅烷化的硅纳米晶体进行了电子顺磁能谱测试,发现较高的荧光效率对应于较低的表面悬挂键密度。(本文来源于《浙江大学》期刊2015-03-01）
张珈铭,张念波,张静全,李卫,武莉莉[8]（2014）在《PECVD法硅纳米晶体的制备及在线表面改性》一文中研究指出通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备粒径大小可以控制的硅纳米晶体,并对制备的纳米晶硅进行了在线表面改性.实验结果表明:成功获得了表面经烃基改性的不同粒径的纳米晶硅.相较于没有改性的纳米晶硅,它具有良好的抗氧化性和抗团簇能力,在有机溶剂中有着很好的分散性.(本文来源于《西南民族大学学报(自然科学版)》期刊2014年06期）
黄建平,杨程,胡诗一,阳波[9]（2014）在《硅纳米晶体薄膜热膨胀性质的分子动力学研究》一文中研究指出基于Stillinger-Weber势对硅纳米晶体薄膜的热膨胀性质进行了分子动力学模拟.研究表明,硅纳米晶体薄膜表面层原子的二聚现象引起薄膜收缩,而原子之间的非和谐势能引起薄膜膨胀;在约400K以下的低温段,由于硅纳米晶体薄膜表面层原子发生二聚的原子数目随温度的升高而明显增多,而原子间非和谐势能很小,故此时二聚主导热膨胀性质,热膨胀系数为负;在高温段(约400K以上),由于发生二聚的原子数目随温度升高不再显着地增加并渐趋于稳定,而原子间非和谐势能逐渐显着并主导热膨胀性质,故热膨胀系数为正.(本文来源于《原子与分子物理学报》期刊2014年04期）
栾庆彬[10]（2014）在《基于硅纳米晶体的薄膜和块体材料的研究》一文中研究指出硅纳米晶体由于尺寸效应因而有着迥异于体硅的光电特性。利用硅纳米晶体薄膜成功制备光电器件是研究人员正努力突破的重要方向。另外,利用硅纳米晶体制备的叁维块体材料也展现出巨大的应用潜力,颇具开发价值。本文综合研究了硅纳米晶体及其薄膜和叁维块体的结构和性能。在成膜方面,利用溶液法和全气相法将冷等离子体法合成的非有意掺杂SiNCs沉积成膜,基于此制备了硅纳米晶薄膜晶体管(TFT),所制TFT的载流子迁移率在10-3cm2V-1S-1量级,Ⅰ-Ⅴ曲线表明所制备的TFT是具有场效应的,并且证明了非有意掺杂的硅纳米晶体为弱n型半导体材料。将重掺磷和重掺硼的硅纳米晶体颗粒热压,成功制备出了其块体材料,由于它兼具了重掺硅纳米晶体的特点和块体的宏观结构,因此其电学性能十分优异。所获块体材料的致密度最高可达98%,电阻率最低可至0.803mΩ·cm,载流子浓度最高达2.7×1020cm-3。分析发现,最多有大约27%的杂质被电学激活。我们对以上实验结果做出了解释,认为高温下硅纳米晶体的粘性流动在其热压块体成型过程中起着至关重要的作用。硅纳米晶体的表面氧化层有助于热压烧结时晶粒的粘性流动,从而促进有效的颗粒重排。重掺磷的硅纳米晶体比重掺硼的更容易氧化,因此烧结时其颗粒重排更为充分,空隙更少,致密度也更大。同时,高温下硅纳米晶体表面的氧化物自身也会产生粘性流动,打破了原来硅纳米晶体及其表面氧化物的核壳结构,从而使得重掺磷的硅纳米晶体颗粒直接相互接触,组成了有效的电学连接。反观利用重掺硼的硅纳米晶体制备的块体材料,由于致密度低,空隙多,无法大量形成有效电学连接,因此载流子传输通道少,严重制约了其电导的提升。(本文来源于《浙江大学》期刊2014-05-13）
硅纳米晶体论文开题报告
（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：
硅纳米晶体作为最重要的元素半导体-硅的一种纳米形式,由于具有独特的光电特性和友好的环境相容性引起了研究者们的广泛关注。近年来,人们围绕着量子限域效应、表面效应和掺杂效应叁个最重要的因素对硅纳米晶体的性质开展了研究,并通过叁者对硅纳米晶体的电学和光学性能进行调控,使其满足面向印刷电子、硅基集成和生物兼容的高性能光电器件的应用。目前,基于硅纳米晶体的太阳能电池、发光二极管和光电探测器等重要光电器件已经被研制出来。综述了近年来国内外研究者们在硅纳米晶体的制备、性质研究及其在光电器件中的应用所取得的研究进展,并展望了硅纳米晶体在材料性能调控方面的发展前景。
（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。
硅纳米晶体论文参考文献
[1].韩成.基于硅纳米晶体的晶体管型光电神经突触器件研究[D].浙江大学.2019
[2].倪朕伊,皮孝东,杨德仁.硅纳米晶体的制备、性质及其在光电器件中的应用[J].中国材料进展.2018
[3].谭华.基于硅纳米晶体的光电神经突触器件研究[D].浙江大学.2018
[4].李香春,刘金涛.硅纳米晶体的低温共晶合金化制作及其表征[J].光散射学报.2017
[5].姜靖.硅纳米晶体将二氧化碳转化为燃料[N].科技日报.2016
[6].林良栋,张开元,杨剑.400℃下镁热还原SiCl_4制备硅纳米晶体作为高性能二次锂电池的负极材料[C].中国化学会第30届学术年会摘要集-第叁十分会：化学电源.2016
[7].张宇恒.硅纳米晶体表面改性和发光性能研究[D].浙江大学.2015
[8].张珈铭,张念波,张静全,李卫,武莉莉.PECVD法硅纳米晶体的制备及在线表面改性[J].西南民族大学学报(自然科学版).2014
[9].黄建平,杨程,胡诗一,阳波.硅纳米晶体薄膜热膨胀性质的分子动力学研究[J].原子与分子物理学报.2014
[10].栾庆彬.基于硅纳米晶体的薄膜和块体材料的研究[D].浙江大学.2014