半導(dǎo)體納米線功能器件

目錄
總序
前言
第1章 半導(dǎo)體納米線功能器件概述 1
1.1 引言 1
1.2 半導(dǎo)體納米線的發(fā)展 2
參考文獻(xiàn) 5
第2章 半導(dǎo)體納米線功能器件的發(fā)展現(xiàn)狀 9
2.1 引言 9
2.2 半導(dǎo)體納米線的物理特性 10
2.2.1 半導(dǎo)體納米線的力學(xué)性能 10
2.2.2 半導(dǎo)體納米線的電輸運特性 13
2.2.3 半導(dǎo)體納米線的介電與壓電特性 16
2.2.4 半導(dǎo)體納米線的光學(xué)特性 18
2.3 半導(dǎo)體納米線功能器件的種類 21
2.3.1 半導(dǎo)體納米線電子器件 21
2.3.2 半導(dǎo)體納米線光電子器件 24
2.3.3 半導(dǎo)體納米線太陽能電池 27
2.3.4 半導(dǎo)體納米線機(jī)械能-電能轉(zhuǎn)換器件 28
2.3.5 半導(dǎo)體納米線傳感器件 30
2.3.6 半導(dǎo)體納米線場發(fā)射器件 32
參考文獻(xiàn) 33
第3章 半導(dǎo)體納米線功能器件的加工技術(shù) 43
3.1 引言 43
3.2 “自上而下”微納加工技術(shù) 43
3.2.1 圖形成像 43
3.2.2 圖形轉(zhuǎn)移 45
3.2.3 聚焦離子束加工 47
3.3 “自下而上”微納加工技術(shù) 47
3.3.1 氣相沉積法 48
3.3.2 液相反應(yīng)法 53
3.3.3 模板法 57
3.3.4 定向附著法 60
3.4 半導(dǎo)體納米線器件的加工工藝 60
3.4.1 電極構(gòu)筑 61
3.4.2 柵極構(gòu)筑 64
3.4.3 半導(dǎo)體納米線的自組裝 67
參考文獻(xiàn) 70
第4章 半導(dǎo)體納米線電子器件 74
4.1 引言 74
4.2 場效應(yīng)晶體管 74
4.2.1 硅納米線場效應(yīng)晶體管 75
4.2.2 碳納米管場效應(yīng)晶體管 77
4.2.3 Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 79
4.2.4 二維材料晶體管 82
4.3 阻變存儲器件 84
4.3.1 阻變存儲器的基本工作原理 86
4.3.2 阻變材料的研究 87
4.3.3 阻變存儲器的集成 98
4.4 場發(fā)射器件 100
4.4.1 場發(fā)射理論基礎(chǔ) 100
4.4.2 半導(dǎo)體納米線的場發(fā)射特性 101
4.4.3 半導(dǎo)體納米線場發(fā)射性能的調(diào)控 110
4.4.4 半導(dǎo)體納米線強(qiáng)流場發(fā)射器件 116
4.5 其他電子器件 118
4.5.1 pn結(jié)和肖特基二極管 118
4.5.2 邏輯門電路 126
參考文獻(xiàn) 129
第5章 半導(dǎo)體納米線發(fā)光器件 139
5.1 引言 139
5.2 發(fā)光二極管 139
5.2.1 納米線發(fā)光二極管 140
5.2.2 納米線陣列發(fā)光二極管 147
5.3 激光器 151
參考文獻(xiàn) 164
第6章 半導(dǎo)體納米線光電轉(zhuǎn)換器件 167
6.1 引言 167
6.2 太陽能電池 168
6.2.1 染料敏化太陽能電池 168
6.2.2 鈣鈦礦太陽能電池 173
6.2.3 pn異質(zhì)結(jié)太陽能電池 178
6.3 光電化學(xué)電池制氫 181
6.3.1 光電化學(xué)電池制氫原理 181
6.3.2 光電化學(xué)電池的吸光性能優(yōu)化 182
6.3.3 光電化學(xué)電池的電荷分離性能優(yōu)化 193
6.3.4 光電化學(xué)電池的穩(wěn)定性優(yōu)化 197
參考文獻(xiàn) 200
第7章 半導(dǎo)體納米線壓電納米發(fā)電機(jī) 205
7.1 引言 205
7.2 壓電半導(dǎo)體納米線概述 206
7.3 壓電納米發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 208
7.3.1 單根納米線器件 208
7.3.2 納米線陣列器件 211
7.3.3 柔性壓電納米發(fā)電機(jī) 211
7.4 壓電納米發(fā)電機(jī)的性能調(diào)控 216
7.4.1 材料優(yōu)化設(shè)計 216
7.4.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 217
7.5 壓電納米發(fā)電機(jī)的應(yīng)用 219
7.5.1 機(jī)械能收集 219
7.5.2 自驅(qū)動應(yīng)變傳感 220
7.5.3 電子皮膚 221
7.5.4 自驅(qū)動化學(xué)傳感 225
參考文獻(xiàn) 227
第8章 半導(dǎo)體納米線傳感器件 230
8.1 引言 230
8.2 應(yīng)力應(yīng)變傳感器 230
8.2.1 單根納米線應(yīng)力應(yīng)變傳感器 230
8.2.2 納米線陣列應(yīng)力應(yīng)變傳感器 239
8.2.3 混合型應(yīng)力應(yīng)變傳感器 243
8.3 光電傳感器 246
8.3.1 電驅(qū)動光電傳感器 246
8.3.2 自驅(qū)動光電探測器 251
8.4 生物傳感器 257
8.4.1 電化學(xué)生物傳感器 257
8.4.2 場效應(yīng)晶體管生物傳感器 259
8.4.3 高電子遷移率場效應(yīng)晶體管生物傳感器 265
參考文獻(xiàn) 268
第9章 半導(dǎo)體納米線功能器件的多場耦合調(diào)控 274
9.1 引言 274
9.2 單場調(diào)控與材料性能優(yōu)化 275
9.2.1 應(yīng)變調(diào)控光學(xué)性能 275
9.2.2 應(yīng)變調(diào)控電學(xué)性能 283
9.2.3 磁學(xué)性能調(diào)控 289
9.3 力-光-電多場耦合與器件性能優(yōu)化 294
9.3.1 多場耦合調(diào)控發(fā)光二極管性能 294
9.3.2 多場耦合調(diào)控太陽能電池性能 298
9.3.3 多場耦合調(diào)控光電探測性能 301
9.3.4 多場耦合調(diào)控光催化性能 307
參考文獻(xiàn) 309
第10章 半導(dǎo)體納米線功能器件的損傷與服役行為 314
10.1 引言 314
10.2 電學(xué)損傷與服役行為 314
10.3 力學(xué)損傷與服役行為 324
10.4 力電耦合損傷與服役行為 342
10.5 應(yīng)力腐蝕損傷與服役行為 347
參考文獻(xiàn) 352
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