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半导体论文赏析八篇

发布时间:2022-12-05 03:50:19

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的半导体论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

半导体论文

第1篇

关健词:Z-元件、光敏Z-元件、磁敏Z-元件、传感器

一、前言

光敏Z-元件是Z-半导体敏感元件产品系列中[3]重要品种之一。它具有与温敏Z-元件相似的伏安特性,该元件也具有应用电路极其简单、体积小、输出幅值大、灵敏度高、功耗低、抗干扰能力强等特点。能提供模拟、开关和脉冲频率三种输出信号供用户选择。用它开发出的三端数字传感器,不需要前置放大器、A/D或V/F变换器,就能与计算机直接通讯。该元件的技术参数符合QJ/HN002-1998的有关规定。

磁敏Z-元件是Z-半导体敏感元件产品系列中[3]第三个重要品种。它具有与温敏Z-元件相似的伏安特性,该元件体积小,应用电路极其简单,在磁场的作用下,能输出模拟信号、开关信号和脉冲频率信号,而且输出信号的幅值大、灵敏度高、抗干扰能力强。

光敏、磁敏Z-元件及其三端数字传感器,通过光、磁的作用,可实现对物理参数的测量、控制与报警。

二、光敏Z-元件及其技术参数

图1电路符号与伏安特性

1.光敏Z-元件的结构、电路符号及命名方法

光敏Z-元件是一种经过重掺杂而形成的特种PN结,是一种正、反向伏安特性不对称的两端有源元件。

表1、光敏Z-元件的分档代号与技术参数

名称

符号

单位

阈值电压分档代号

测试条件

T=20°C或25°C

10

20

30

31

阈值电压

Vth

V

<10

10~20

20~30

>30

RL=5kW

阈值电流

Ith

mA

£1

£15

£2

£3

RL=5kW

导通电压

Vf

V

£5

£10

£15

£20

RL=5kW

反向电流

IR

mA

£45

£45

£45

£45

E=25V

允许功耗

PM

mW

100

100

100

100

转换时间

t

ms

20

20

20

20

阈值灵敏度

Sth

mV/100lx

-80

-120

-150

-200

RL=5kW

阈值灵敏度温漂

DTth

%/100lx×°C×FS

>-4

RL=5kW

M1区灵敏度

SM1

mV/100lx

200

250

300

350

RL=Vth/Ith

M1区灵敏度温漂

DTM1

%/100lx×°C×FS

>-3

RL=Vth/Ith

反向灵敏度

SR

mV/100lx

>800

E=25V

反向灵敏度温漂

DTR

%/100lx×°C×FS

>-1

RL=510kW

图1(a)为结构示意图,图1(b)为电路符号。元件引脚有标记的或尺寸较长的为“+”极。

该元件的命名方法分国内与国际两种:

国内命名法:

国际命名法

响应波长代号:

1—0.4~1.2mm

2—0.2~1.2mm。

2.光敏Z-元件的伏安特性曲线

图1(d)为光敏Z-元件的的伏安特性曲线。在第一象限,OP段M1区为高阻区(几十千欧~几百千欧)。pf段M2区为负阻区,fm段M3区为低阻区(几十千欧~几百千欧)。其中Vth叫阈值电压,表示在T(℃)时Z-元件两端电压的最大值。Ith叫阈值电流,是Z-元件与Vth对应的电流。Vf叫导通电压,是M3区电压的最小值。If叫导通电流,是对应Vf的电流,也是M3区电流的最小值。在第三象限为反向特性,反向电流IR是在无光照时反向电压VR为25V时测量的,其值(微安级)很小。

3.光敏Z-元件的分档代号与技术参数

光敏Z-元件的分档代号与技术参数见表1。其分档代号按Vth值的大小排列。型号分二种,按其响应波长分。目前产品波长代号皆为1。

三、光敏Z-元件的光敏特性

1.无光照时光敏Z-元件正、反向伏安特性的测量

用遮光罩把光敏Z-元件罩上,即在无光照的情况下,利用图1(c)特性测量电路测量其正、反向伏安特性,测量电路与方法与温敏Z-元件相同[6]。

2.光敏Z-元件正向光敏特性

把Z-元件接在正向特性测量电路上,Z-元件放置在可变照度的光场中。测量时照度由小到大,每次递增100lx,用数字照度计校准,然后测量Z-元件的正向特性,记录不同照度时的Vth、Ith、Vf。从测试可知,光敏Z-元件的阈值点P(Vth,Ith)随着照度的增加,一直向左偏上方向移动如图2(a),Vth随光照增加而增大,Vf变化较小。Vth、Ith与照度L的关系参看图3。

光敏Z-元件的正向特性还具有光生伏特现象,Z-元件的“正”极即光生伏特的“+”极。目前,光生伏特饱和电动势为200mV左右,短路电流随光照增强而增大。当照度为100lx~5000lx时短路电流为几微安至几十微安。

3.光敏Z-元件反向光敏特性

把Z-元件连接在反向特性测量电路中,并把Z-元件置于可变光场中。改变光场照度,用数字照度计校准,测量其反向特性,即反向电压VR与反向电流IR的关系。其特性如图2(b)。可以看出其反向电阻随照度增加而减小,反向电流随光照增强而变大。

四、光敏Z-元件的应用电路

光敏Z-元件有与温敏Z-元件相似的正、反向伏安特性,温敏Z-元件的应用电路,在理论上都适用于光敏Z-元件。考虑到光敏Z-元件的Vth、Ith、IR有一定的温漂,因此在光开关电路中,应当有抗温度干扰的余量,在模拟应用电路中,应采用具有抗温漂自动补偿电路。

1.M1M3转换,输出负阶跃开关信号电路[3],[4]

负阶跃开关信号输出电路示于图4(a),工作过程的图解示于图4(b)。在无光照时,OP1为光敏Z-元件M1区特性,阈值点为P1(Vth1,Ith1),E为电源电压,以负载电阻值RL和电源电压E确定的直线(E,E/RL)交电压轴为E,交电流轴为E/RL。Q1为无光照时的工作点其坐标为Q1(VZ1,IZ1),输出电压VO1=VZ1=E-IZ1RL。我们选择合适的电路参数,使在照度为E2时,阈值点P1移至P2,并刚好在直线(E,E/RL)上,这时Q2与P2重合。光敏Z-元件开始进入了负阻M2区,Q2点在几微秒之内即达到了f点[5],其坐标为f(Vf,If)。此时输出电压为VO2=VOL=Vf,输出端输出一个负阶跃开关信号。为了得到一个负阶跃开关信号,在照度为L2时,工作点Q2与阈值点Vth2重合,电路中各参数必须满足的条件可用下述状态方程描述:

E=Vth2+Ith2RL(1)

其中,负载电阻值RL一般为1~2kW,选择原则是,当在照度L2时,Z-元件工作在M3区,工作点Q2的电压为VZ2=Vf,电流为IZ2=If,电压与电流之积为VfIf=P,并且P≤PM≤50mW。即在功耗不大于50mW的情况下,选择较小的RL,这个开关信号的振幅为DVO:

DVO=Vth2-Vf(2)

公式(1)告诉我们为了要得到负阶跃开关信号,E、Vth2、Ith2三者之间的关系。这时还要考虑以下几个问题:

(1)从图3(a)知道照度L越大,Vth越小,Ith越大,IthRL也越大,DVO将下降,以至会发生因振幅过小满足不了要求的情况;另一方面,过大的照度也是不经济的。也就是说,照度选择要适当。

(2)在应用的范围内,在无光照不输出负阶跃开关信号的情况下,工作点Q1选择应尽量偏右,这样有利于减小监控或报警照度。

(3)供电的直流电源应是一个小功率可调电源。在照度L2监控或报警时,其值应与(1)式计算值相等。

2.反向应用输出模拟电压信号

Z-元件反向电流极小,呈现一个高电阻(1~6MW),这个电阻具有负的光照系数,并在较高电压(30~40V)下,不发生击穿现象。图5为反向应用电路及工作状态解析图。可以看出在无光照时,L1=0,工作点为Q1(VZ1,IZ1),输出电压为VO1,则:

VO1=E-VZ1=E-IZ1RL

当光照为L2时,伏安特性上移,工作点由Q1移至Q2(VZ2,IZ2),输出电压为VO2,则:

VO2=E-VZ2=E-IZ2RL

反向光电压灵敏度用SR(mV/100lx)表示:

(3)

3.M1M3,M3M1相互转换,输出脉冲频率信号

该电路仅需三个元件,用一个小电容器与Z-元件并联,再串联一负载电阻RL,即可构成光频转换器,如图6所示,达到了用光敏Z-元件实现光控脉冲频率的目的。与温敏Z-元件脉冲频率电路相同,在无光照时,电源通过RL对电容器充电,当VC<Vth时,Z-元件工作在M1区,当VC≥Vth时,Z-元件迅速由M1区经M2区工作在M3区。M3区是低阻区,电容器迅速通过Z-元件放电,当放电至VC≤Vf时,Z-元件脱离M3区回到M1的高阻区,电源通过RL重新对电容器充电,如此周而复始重复上述过程,由输出端输出后沿触发的脉冲频率信号。信号频率用f表示:

(4)

t≈RLC

从式(4)可以看出,光照越强,Vth越小,而Vf基本不变,因而频率上升的越高。在弱光和强光下,Vth灵敏度较低,所以频率灵敏度也较低,在300~1000lx有较高频率灵敏度。RL值选择范围是8.2kW~20kW,C选择范围是0.01mF~0.22mF,E应为(1.5~1.8)Vth。数值小的电容器振荡频率较高,也有较高的频率灵敏度,电源电压的范围较窄;数值较大的电容器振荡频率较低,频率灵敏度也较低,但电源电压范围宽。

五、光敏Z-元件特性与应用电路总结

光敏Z-元件的伏安特性与温敏Z-元件的伏安特性是极为相近的,前者的光特性与后者的温度特性也非常相似[6]。

Z-元件的特性及应用电路可以概括为:一个特殊的点,即阈值点P(Vth,Ith),该点的电压灵敏度为负,电流灵敏度为正。有二个稳定的工作区,即高阻M1区,和低阻M3区。在VZ<Vth时,工作在高阻M1区,在VZ≥Vth时,迅速越过负阻M2区,工作在低阻M3区,当VZ≤Vf时,又恢复到高阻M1区。有三个基本应用电路,即开关电路,反向模拟电路和脉冲频率电路。有四个主要参数:即Vth、Ith、Vf、IR。

上述三个基本应用电路参看表2-1、表2-2、表2-3。表2-4是表2-1中RL与Z-元件互换位置后构成的正阶跃开关电路与输出信号波形;表2-5是表2-2中RL与Z-元件互换位置后构成的NTC电路。

光敏Z-元件的电参数中Vf的温度系数稍小,Vth、Ith、IR三个参数的温度系数稍大。在要求较高的场合,应当采用电路补偿或元件补偿,使之满足设计要求。

六、光敏Z-元件应用示例

第2篇

论文关键词:网络会计;存在问题;主要对策

1网络会计的概念

网络会计是建立在网络环境基础上的会计信息系统,并在互联网环境下对各种交易和事项进行确认、计量和披露的会计活动。是电子商务的重要组成部分。

2网络会计的优点

网络会计既是对传统会计的继承,又是对传统会计的发展它与传统会计相比,具有以下几个方面的优点。

2.1打破传统会计的管理模式

2.1.1会计职能发生变化

传统会计的基本职能是核算与监督,会计管理工作主要局限在对会计事项本身的记账、算账和审核上。企业进入网络化管理后,财务会计与管理会计职能必相融合,形成高度发展的管理型会计信息系统。会计信息系统的功能将不再是单一的核算功能而将预测、决策、控制等管理功能纳入系统内。

2.1.2会计管理信息系统的全面化

网络会计兼有会计业务处理层、信息管理层、会计决策层与决策支持层在内的多层次网络结构信息系统。以便会计在实现资金流管理的同时进行物流管理,真正实现购销存业务、会计核算财务监控的一体化管理,成为企业管理中最有效的决策支持系统。

2.2加快会计管理工作的时效

互联网打破了物理距离限制的同时还打破了时间的限制,使企业会计工作变得及时和迅速。

2.2.1消除了财务会计管理和经营业务活动运作上的时间差。实现了财务管理与业务之间的协同化

在网络会计环境下,企业各职能部门之间信息能够得以相互连接,彼此共享,从根本上改变了财务与业务不对称得滞后现象使企业的财务资源配置与业务动作协调同步。

2.2.2财务信息的及时生成,财务会计管理工作实现了由静态管理向动态管理的跨越

财务信息数据的处理是实时的,不论业务发生在企业的内部还是外部,该业务一旦被确认,都将立即被存人相应的服务器并主动送到财务信息系统,使业务信息实时转化且自动生成。

2.3提高会计工作手段

传统会计是通过纸质的凭证、账簿、报表反映企业的财务状况和经营成果。而网络会计的会计信息载体由纸张变为磁介质和光电介质,这种替代从根本上消除了信息处理过程中对信息分类、加工和利用等技术的限制,利用同一基础数据便可供不同的人在不同的地方进行信息加工和利用。会计手段发生了革命性变化。

2.4改变会计人员的工作方式

传统手工操作条件下,会计人员主要是进行会计核算。网络会计要求会计人员改变其工作方式,不断适应会计环境的变化,实现由核算型会计向核算管理型会计转变,采用联机实时操作,主动获取与提供相结合的一种人机交互式的会计信息系统,为会计信息使用者实旅经济管理与决策提供及时、准确、系统的信息。

2.5拓展传统财务会计报告的结构和内容

在传统财务会计工作中,财务报表是财务报告的核心。附表、附注提供报表以外货币性信息和非货币性信息,它们是财务报表的重要补充在网络会计中,财务数据的收集、加工、处理都可以实时进行,不仅迅捷,而且可以双向交流财务信息。甚至报表阅读者可以根据自身的需要,以财务会计的原始数据为基础,进行再加工,获得更深入的信息。另一方面网络会计环境下的财务报告对以前并不重要的信息或受成本效益原则约束无法披露的信息,都能进行充分及时的披露。

3网络会计发展中存在的问题

如上所述,网络会计具有的优越性是肯定的。但是网络会计是在网络环境下运行的,它不可避免地存有若干不足,下面探讨的是网络会计发展中存在的几个问题。

3.1安全风险

3.1.1网络系统的安全风险

由于互联网的开放性,任何人都能够从互联网上获取计算机系统的共享信息资源,这便会给非善意访问者带来可乘之机,比如黑客对互联网系统的蓄意危害。另外,网络软件自身的缺陷及通信线路不稳定等因素也是网络系统的安全隐患。

3.1.2会计信息的安全风险

会计信息是反映企业财务状况和经营成果的重要依据,不得随意泄露、破坏和遗失。在网络环境下,各种计算机系统互相连接,从而使系统间的数据流动性很大,大量的会计信息置身于开放的网络中,存在被截取、篡改、泄露机密等安全风险,很难保证其安全性。

3.2失效风险

3.2.1企业内部控制的失效风险

传统会计系统强调对业务活动的使用授权批准及职责性、正确性、合法性。但是在网络会计环境中,会计信息存储于网络系统,大量不同的会计业务交叉在一起,加上信息资源的共享,财务信息复杂,使传统会计系统中某些职权分工、相互牵制的控制失效。传统会计账簿之间互相核对实现的差错纠正控制已经不复存在,在网络会计环境下,其光、电、磁介质所载信息可以不留痕迹地被修改或删除。

3.2.2会计档案保存的失效风险

网络会计所使用的财务软件不能将兼容以前版本或其他版本,以前的会计信息有可能不能被及时录入网络财务系统。对于隔代保存的会计档案更不可能兼容,因而原有会计档案在新的网络财务系统中无法查询。因此,企业所保存的磁带、磁盘等数据资料面临失效风险。

3.3会计从业人员的适应性问题

网络会计环境下的会计从业人员应当熟悉计算机网络和网络信息技术,掌握网络会计常见故障的排除方法及相应的维护措施,了解有关电子商务知识和国际电子交易的法律法规,具备商务经营管理和国际社会文化背景知识,精通会计知识。目前,这样的复合型人才在我国还非常缺乏。大多数会计人员文化程度不是很高、对新事物的接受能力不是很强,限制了电子商务在我国的发展以及会计信息系统的普及和有效利用。

4解决网络会计中存在问题的对策

4.1针对安全风险的对策

4.1.1网络系统安全控制措施

一方面,严格控制系统软件的安装与修改对工作上的文件属性可采用隐含只读等加密措施,或利用网络设置软件对各工作站点规定访问共享区的存取权限命令等保密方式,避免会计数据文件被意外删除或破坏。对系统软件进行定期地预测性检查,系统破坏时,要求系统软件具有紧急相应、强制备份和快速恢复的功能。另一方面,为防止非法用户对网络环境下会计系统的入侵,可以采取端口技术和防火墙技术,以防止网上黑客的恶意攻击及网络病毒的侵害。

4.1.2网络会计信息安全控制措施

会计信息安全控制一般是通过信息存取安全技术和会计数据加密来达到的,其中,数据加密是网络会计系统中防止会计信息失真的最基本的防范措施。另外,也可以通过加强立法来保障会计信息的安全性。超级秘书网

4、2针对失效风险的对策

4.2.1企业内部控制失效的防范措施

控制范围应有原来单一的财务部门转变为财务部门与计算机管理部门共同控制。控制方式应有单纯的手工控制转化为组织控制、手工控制和程序控制相结合的全面内部控制,这样就可以解决网络系统内部控制失效风险。

4.2.2会计档案保存失效的防范措施

制定和执行标准的财务软件数据转换接口,使不同开发商的软件能够相互兼容会计数据,,便于财务软件的升级,以解决会计档案保存失效风险。

4.3针对会计从业人员适应性问题的对策

第3篇

【关键词】半导体材料;发展;现状

半导体材料这一概念第一次被提出是在二十世纪,被维斯和他的伙伴考尼白格首次提及并使用,半导体材料从那时起便不断的进步发展,伴随着现代化的生活方式对一些数字产品的应用需求,社会对半导体材料推出了更高的要求,这使得半导体材料得到了飞跃性的发展【1】。本篇论文就半导体材料的概念性理解,半导体材料的历史性发展,新一代半导体材料的举例以及发展应用现状等方面展开了基本论述,谈论我国在半导体材料这一领域的应用与发展的实际情形。

1.对半导体材料的概念性理解

对半导体材料的理解不能脱离当今二十一世纪这个有着高需求和高速度特点的时代,这个时代同时也是崇尚环保观念,倡导能源节约的时代,因此新的信息时代下半导体的发展要脱离以往传统的发展模式,向新的目标迈进。

首先,我们要了解什么是半导体材料,这将为接下来的论述打下概念性的基础。众所周知,气体,液体,固体等状态都可称之为物质的存在状态,还有一些绝缘体,绝缘体是指导热性或者导电性较差的物质,比如陶瓷和琥珀,通常把F,银,金,铜等导热性和导电性较好的一类物质成为导体,所以顾名思义,半导体既不属于绝缘体,也不属于导体,它是介于导体和绝缘体性质之间的一种物质【2】。半导体没有导体和绝缘体发现的时间早,大约在二十世纪三十年代左右才被发现,这也是由于技术原因,因为鉴定物质的导热性和导电性的技术到了一定的时期才得到发展,而且对半导体材料的鉴定需要利用到提纯技术,因此,当对物质材料的提纯技术得到升级到一定水平之后,半导体的存在才真正意义上在学术界和社会上被认可。

2.半导体材料的历史发展及早期应用

对半导体材料的现代化研究离不开对这一材料领域的历史性探究,只有知道半导体材料是怎样,如何从什么样的情形下发展至今的,才能对当今现代半导体材料形成完整的认识体系。对半导体材料的接触雏形是先认识到了半导体材料的四个特性。论文接下来将会具体介绍,并对半导体材料早期应用做出详细解释。

2.1半导体材料发现之初的特性

半导体材料第一个被发现的特性,在一般的情况之下,金属材料的电阻都是随着温度的升高而增加的,但是巴拉迪,这位英国的科学研究学者发现硫化银这一物质的电阻随着温度的升高出现了降低的情况,这就是对半导体材料特性的首次探索,也是第一个特性。

半导体材料的第二个特性是由贝克莱尔,一位伟大的法国科学技术研究者发现的,他发现电解质和半导体接触之后形成的结会在施加光照条件之下产生一个电压,这是后来人们熟知的光生伏特效应的前身,也是半导体材料最初被发现的第二个特性。

半导体材料的第三个特性是由德国的科学研究学者布劳恩发现的,他发现一些硫化物的电导和所加电场的方向有着紧密的联系,也就是说某些硫化物的导电是有方向性的,如果在两端同时施加正向的电压,就能够互相导通,如果极性倒置就不能实现这一过程,这也就是我们现在知道的整流效应,也是半导体材料的第三个特性。

半导体材料的第四个特性是由英国的史密斯提出的,硒晶体材料在光照环境下电导会增加,这被称作光电导效应,也是半导体材料在早期被发现的第四个特性【3】。

2.2半导体材料在早期的应用情况

半导体材料在早期被应用在一些检测性质的设备上,比如由于半导体材料的整流效应,半导体材料被应用在检波器领域。除此之外,大家熟知的光伏电池也应用了早期的半导体材料,还有一些红外探测仪器,总之,早期被发现的半导体材料的四个重要的特性都被应用在了社会中的各个领域,半导体材料得到初步的发展。

直到晶体管的发明,使得半导体材料在应用领域被提升到一个新的高度,不再仅仅是应用在简单的检测性质的设备中或者是电池上,晶体管的发明引起了电子工业革命,在当今来看,晶体管的发明并不仅仅只是带来了这一电子革命,最大的贡献在于它改变着我们的生活方式,细数我们现在使用的各种电器产品,都是有晶体管参与的。因此晶体管的发明在半导体材料的早期应用发展上有着举足轻重的位置,同时也为今后半导体材料的深入发展做足了准备,具有里程碑式的意义与贡献【4】。

3.现代半导体材料的发展情况

以上论文简单的介绍了半导体材料以及其早期的发现与应用,接下来就要具体探讨第三代半导体材料这一新时代背景下的产物。第三代半导体材料是在第一和第二代半导体材料的发展基础之上衍生出的更加适应时代要求和社会需要的微电子技术产物。本篇论文接下来将介绍我国半导体材料领域的发展情况,并介绍一些新型的半导体材料的应用与发展情况。

3.1我国半导体材料领域的发展情形

半导体材料的发展属于微电子行业,针对我国的国情和社会现状,我国微电子行业的发展不能急于求成,这将会是一个很复杂的过程,也必定是一个长期性的工程。从现在半导体材料发展的情况来看,想要使半导体材料更加满足受众的需求,关键要在技术层面上寻求突破。我国大陆目前拥有的有关半导体材料的技术,比如IC技术还只能达到0.5微米,6英寸的程度,相较于国际上的先进水平还有较大的差距。

虽然我国目前在半导体材料领域的发展水平与国际先进水平存在着较大的差距,但是这也同时意味着我国在半导体材料领域有着更大的发展空间和更好的前景,而且当今不论是国内环境还是国际环境,又或者是政治环境影响下的我国的综合性发展方面而言,对中国微电子行业半导体领域的发展还是十分有利的,相信我国在半导体材料这一领域一定会在未来有长足的发展。

3.2新型半导体材料的发展介绍

前文提到,第三代半导体材料如今已经成为半导体材料领域的主要发展潮流,论文接下来将会选取几种关键的三代半导体材料展开论述。

第一种是碳化硅材料。它属于一种硅基化合物半导体材料,这一类材料的优越性体现在其较其他种类半导体材料有着更强的热导性能。因此被应用在广泛的领域,比如军工领域,,也会被应用在太阳能电池,卫星通信等领域。

第二种是氧化锌材料。氧化锌材料被广泛的应用到了传感器和光学材料领域中,这是因为它具备一些关键性的特性,集成度高,灵敏度高,响应速度快等,这些特征恰恰是传感等应用范围广泛的领域中所看中的关键点,不仅如此,氧化锌半导体材料不仅性能好,而且这类材料的原料丰富,所以价格低廉,还具有较好的环保性能【5】。

4.结语

近年来,半导体照明产业得到了飞跃式的发展,被越来越广泛的应用到人们的日常生活中,而支撑这一产业的核心材料正是以碳化硅等半导体材料为主的某些微电子材料,半导体材料利用下的各项技术已经在全球范围内占领者新的战略高地。我国半导体材料领域虽然起步晚,发展水平较国际水平有差距,但是前景光明,尤其是第三代半导体材料的出现和应用,在人们的生活中有着更加广泛和有建设性的应用,改变着人们的生活方式,不断推动着半导体材料的发展。

参考文献:

[1]甘倩.浅谈LED路灯在城市道路照明中的应用[J].建筑工程技术与设计,2014,(12):477-477.

[2]黄裕贤.浅谈157nm激光微加工工艺及自动化编程[J].科学与财富,2015,(7):560-560.

[3]胡凤霞.浅谈半导体材料的性能与应用前景[J].新教育时代电子杂志(教师版),2016,(13):267.

第4篇

关键词 半导体物理学 课程探索

中图分类号:G642.421 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2016)02-0001-01

信息技术的基础是微电子技术,随着半导体和集成电路的迅猛发展,微电子技术已经渗透到电子信息学科的各个领域,电子、通信、控制等诸多学科都融合了微电子科学的基础知识。《半导体物理学》是微电子技术的理论基础,是电子科学与技术、微电子学等专业重要的专业基础课,其教学质量直接关系到后续课程的学习效果以及学生未来的就业和发展。但是,《半导体物理学》具有理论性强、教学模式单一、教学内容更新慢等特点,使得学生在学习过程中存在一定的难度。因此,本文从课堂教学实践出发,针对目前教学过程中存在的问题与不足,对微电子专业的《半导体物理学》课程进行探索。

一、教学内容的设置

重庆邮电大学采用的教材为电子工业出版社刘恩科主编的《半导体物理学》,该教材具有知识体系完善、涉及知识点多、理论推导复杂、学科交叉性强等特点,需要学生有扎实的固体物理、量子力学、统计物理以及数学物理方法等多门前置学科的基础知识。另外,我们开设的学生对象为微电子相近专业的学生,因而在课程内容设置时有必要考虑学生知识水平及其知识结构等问题。虽然微电子学相近专业开设了大学物理等课程,但是大部分专业未开设量子力学、固体物理及热力学统计物理等前置课程,学生缺少相应的背景知识。因此,我们在《半导体物理学》课程内容设置上,需要将部分量子力学、固体物理学及统计物理学等相关知识融合贯穿在教学中,避免学生在认识上产生跳跃。

从内容上,依据课程大纲《半导体物理学》主要分为两大部分,前半部分着重介绍半导体的电子状态及对应的能带结构,电子有效质量、杂质和缺陷能级、载流子的统计分布,半导体的导电性与非平衡载流子,在此基础上进一步阐述了费米能级、迁移率、非平衡载流子寿命等基本概念;后半部分对典型的半导体元器件及其性能进行了深入分析。基于以上分析,半导体物理课程对授课教师要求较高,需要教师采用多样化的教学手段,优化整合教学内容,注重理论推导与结论同相关电子元器件的实际相结合,使学生较好地理解并掌握相关知识。

二、教学方法与教学手段

为了让学生能较好地掌握《半导体物理学》中涉及的理论及模型,需要采用多样化的教学方法和手段。基于《半导体物理学》课程的特点,在传统黑板板书基础上,充分利用PPT、Flash等多媒体软件,实物模型等多种信息化教学手段,模拟微观过程,使教学信息具体化,逻辑思维形象化,增强教学的直观性和主动性,从而达到提高课堂教学质量的目的。

三、考核方式的改革

为了客观地评价教学效果和教学质量,改革考核方式是十分必要的。针对《半导体物理学》课程特点,对考核方式作如下尝试:(1)在授课过程中,针对课程的某些重点知识点,设计几个小题目,进行课堂讨论,从而增强学生上课积极性及独立思考能力;(2)学期末提交针对课程总结的课程论文,使学生在对课程有更深入了解的同时激发学生的创造积极性。

《半导体物理学》是微电子技术专业重要的专业基础课,为后续专业课程的学习打下理论基础。要实现《半导体物理学》这门课的全面深入的改革,还有待与同仁一道共同努力。

参考文献:

[1]汤乃云.微电子专业“半导体物理”教学改革的探索[J].中国电力教育,2012,(13).

第5篇

尊敬的各位来宾、各位老师、各位同学:

大家好!今天的毕业典礼是我们每个莘莘学子梦寐以求的神圣时刻。我非常荣幸能站在这个讲台上,代表全体毕业生诉说此时此刻的心情。首先我代表所有毕业生感谢各位老师孜孜不倦的教诲;还有各位行政、后勤和图书馆的工作人员,感谢他们在学习和科研中为我们提供了全面、及时的服务和支持;还要感谢各位师兄、师弟、师姐和师妹的帮助,以及各位家属在生活上的关怀和照顾。

三年前的那个夏天,怀着对科学院的崇敬,带着对未来的憧憬,我们踏进了绿树掩映的半导体所。这里有许多学识渊博的老师,和聪明好学的同学,更有团结竞争的科研环境,和严谨踏实勇于创新的治学传统。今天,三年的学习生活就要过去了,我们已经从学识浅薄的大学生,成长为合格的高级科研人员。但我们知道,我们的成长包含了多少老师的辛勤汗水和无私奉献。我们记得,当我们遇到困难和挫折时,你们给予细致的指导和热情的鼓励;当我们获得一点点进步时,你们又带领我们向更深更大的目标前进。你们拥有的刻苦钻研的工作精神,求实求真的科学态度,使我们深受教益。特别在“非典”期间,全所教职工以高度的负责精神,默默奉献,为我们营造了安全、宁静的环境,使我们最终整齐、健康地完成了论文答辩。诚然,今天的毕业典礼是对我们学有所成的表彰,也是宣告这一段学习的结束,但我们还是应该记住这样的诗句:“纷纷落下的花蕾,不是为了果实而生,是为追求在风中的偶然相遇。”我们的生命轨迹有幸在半导体所交汇,在这里,相识,相知,相互帮助,结下了深厚的友谊。

我们都还记得,在学术讨论会上的面红耳赤,在运动场上的龙腾虎跃,在联欢晚会上的姹紫嫣红。这一切已经牢牢地印在我们的心中,不管将来我们在何时何地,每当回忆起这一幕一幕,都一定会感到无比欣慰和高兴。今天我们就要与敬爱的老师们和亲爱的同学们依依作别,分别走上不同的工作岗位,分散在世界各地,但我们一定不会忘记半导体所的培养和我们肩上的责任。

通过三年的刻苦学习,我们获得了足够的能力和自信,并且拥有半导体所赋予的独特气质与精神。在我们的内心中激荡着这样的豪情,那就是:今天,我们为半导体所而骄傲,明天,半导体所因我们而自豪!谢谢大家!

第6篇

本书一共收集了16篇论文,分成三个部分。第一部分人体监测,包括5篇论文:1.将生物学与电子线路相连接:量化与性能度测;2.用于神经信号记录的全集成系统:技术前景及低噪声前端设计;3.用于神经肌肉模拟的无线神经记录微系统的超大规模集成电路;4.使用无线电频率技术的健康保健装置;5.用于可植入医学应用的低功率数字集成系统的设计考虑。第二部分生物传感器与电子线路,包括6篇论文:6.基于亲和力的生物传感器:随机建模和品质因素;7.基于标准CMOS及微电子机械系统(MEMS)工艺的制造实例;8.用于芯片实验室应用的CMOS电容性生物接口;9.用于定点护理及远程医学应用的无透镜成像细胞仪及诊断学;10.用于生物微流体学实时监测与控制的高级技术;11.使用电化学生物传感器的干细胞培养过程的监测。第三部分新兴技术,包括5篇论文:12.建立用于培养细胞与有机物的接口:从靠机械装置维持生命的甲壳虫到合成生物学;13.用于阵列式单细胞生物学的技术;14.微流体学系统中细菌鞭毛发动机的应用;15.应用基于CMOS技术的遗传因子注射和操纵;16.低成本诊断学:射频设计师的方法。

本书编辑是一位在无线通讯、医学成像、半导体器件和纳米电子方面知名的新兴技术国际专家,他管理着一个初创公司――Redlen技术公司的研发部门,他同时也是CMOS新兴技术公司的执行主任。他曾在国际性专业杂志及会议上发表过100多篇论文,在各种国际场合中被邀请作为演讲者,他拥有美国、加拿大、法国、德国和日本授予的18项国际专利。

本书可用作电气工程、微电子学、CMOS线路设计及生物医学器件专业研究生课程的补充材料。

胡光华,

退休高工

(原中国科学院物理学研究所)

第7篇

关键词:半导体光电;研究型;实践;教学探索

中图分类号:G42 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)07-0123-02

近几年来,随着半导体电子产业和光学专业的快速发展,半导体光电正逐渐成为一门新兴的学科。半导体光电技术是集现代半导体技术、电子学技术和光学信息处理技术等学科于一体的综合性学科,要求学生具有扎实的半导体物理、光电子、数学和计算机等基础知识。该学科作为光、机、电、算、材一体的交叉学科,专科课程较多,涉及知识面较广,有其自身的课程特点:既要讲授半导体相关的专业知识,又要补充光电专业的知识,还要加强数理基础理论教学;既要围绕半导体光电专业核心,又要涉足其他专业领域;既要重视教学方法,提高教学质量,又要加强前沿知识的学习和科研,不断更新知识体系,将最新的行业信息灌输给学生。同时,随着近年来固态半导体LED照明技术、半导体激光、太阳能光伏和半导体探测器等高新行业的蓬勃发展,需要大量的具有创新研究能力的技术人才来从事半导体光电材料、器件以及系统的研究和开发。这就需要高校培养具有动手能力强,基础知识扎实,综合分析能力优秀的研究型人才。但是目前高校半导体光电学科的教学普遍停留在理论层面,缺乏实践性内容的提升。因而作为一门实用性很强的专业,应着重加强理论与实践相结合的全面教学,逐步开展研究性课程的教学探索,打破传统的教学理念,以形成学生在课程学习中主动思考探索并重视创新叉研究的积极教学模式,为半导体光电学科建立一个全新的培养方式。

一、理论教学中创设前沿性课题,引导学生进行探究性学习

在传统的教学模式中,专业课程的讲授主要依靠讲解概念、分析原理、推导公式、得出结论。而学生就是按部就班地记笔记、做习题、应付考试。课堂教学效果完全取决于教师的教学经验,最终学生所接受的知识也仅仅停留在课本的层面,这完全达不到迅猛发展的高新的半导体光电学科的培养要求。这就需要教师打破传统的教学理念,开展研究性的教学方式。研究性教学是以学生的探究性学习为基础,教师提出一些创新性的问题,以及与专业相关的一些前沿性科技专题报道,学生在创新性的问题中,借助课本提供的基础理论和教师提供的相关资料,借鉴科学研究的方法,或独立探索、或协作讨论,通过探究学习、合作学习、自主学习等方式最终找到解决问题的方案,甚至提出更具有创新性的思路。因此,在教学过程中,我们应尝试减少课堂讲授时间、增加课堂讨论时间,有意识地提出一些较深层次的问题:如提高太阳能电池的光电转换效率的方法、新型的半导体材料制作光电器件的优异性等,有针对性地组织专题讨论。考核方式以课程设计或者专题论文的形式进行,以培养学生的思考和创新研究能力。此外,要重视阶段性总结和检查工作,培养学生综合素质和能力。教师在注重教学方式改进的同时,也要重视学生学习效果的阶段性检查和总结。传统的课堂教学是以作业为考察标准,这种考察的弊端是给学生提供了抄袭作业的机会,学习效果不佳。因此应考虑采取多元化的检查方式,增加检查手段。可以让学生将多媒体课件与教材和参考书相结合,根据教师在课堂教学中指出的难点和重点,单独总结出学习笔记,并进行定期检查。

二、建立半导体专业与光电专业协同的教学环境

半导体光电从理论上来讲是研究半导体中光子与电子的相互作用、光能与电能相互转换的一门科学,涉及量子力学、固体物理、半导体物理等一些基础学科;从实践层面来讲,也关联着半导体光电材料、光电探测器、异质结光电器件及其相关系统的研究。因此,在理论上应鼓励教师根据教学情况,编写有针对性的,并且包含基础物理学、半导体电子学、光学和系统设计等具有交叉性理论的教材和讲义,提升学生在半导体光电交叉领域的理论基础。同时需要组织和调动各层次教师,建设教学研究中心。结合老教师的经验和青年教师的创意,共同进行教学改革探索。另外,实现半导体光电学科的教学探索,不仅需要专业教师改进和完善课堂教学措施,提升教学水平和质量,同时也需要专业的半导体光电材料生长、器件制备和检测设备,以及专业设计软件供教学和科研使用。该学科的性质决定了教学的内容不能仅仅局限于理论方面,还需要实验方面的补充和实践,从而可以从软件和硬件双方面实现协同的教学环境。在具体的操作过程中,以光谱分析为例,传统的光谱分析光源采用的是一些气体激光器,我们可以在教学中利用新型的半导体固体激光器来替代传统的气体激光器,将半导体光电器件和光学系统有机结合起来,提供两者协同的新型设备。指导学生在实验中分析新型的光谱系统和传统系统的优劣性,以及如何在现有的基础上改进系统,提高系统的使用性能,在教学中锻炼学生的协同学科的技能性训练。进一步可以引入显微镜成像技术,采用简易的一些光学元器件,在实验室内让学生动手搭建显微成像设备,锻炼学生对光学系统的整体认知能力,并且可以提升传统设备的应用范围。这一系列交叉协同教学实验的建立有利于打破教学和研究的界限,打破学科的界限,突出半导体光电学科的交叉性特点,促进学生知识的全面性掌握,为研究型的教学模式开辟新的途径。

三、建立前沿性半导体光电专业实验教学平台

半导体光电涉及的领域很广泛,单纯的理论教学不能满足学生对于高新的工程应用的直观认识,许多设备和器件只阐述其工作原理,概念比较抽象,学生不易理解。因而需要重视研究型实践教学。在条件允许的情况的,将半导体材料生长和器件制造设备引入课堂,让学生深刻掌握器件的制造流程。同时可以引入先进的光电检测设备,让学生开展一些器件的检测实验,在实验过程中熟悉器件和光电系统的工作原理,可以起到事半功倍的作用。同时还可以让学生在实践中不断思考和探索一些前瞻性的科学研究问题。以半导体LED光电器件为例:由于LED材料和器件制造设备较为精密、价格昂贵、不易获取。在理论课程后,可以引用适当的LED材料生长设备MOCVD的一些生长过程的实物图片和视频,以及半导体器件制备的薄膜沉积、光刻制作和刻蚀工艺的流程图和视频,让学生尽可能地将抽象的理论与具体实践联系起来。此外,购置现成的LED器件和光电检测设备,利用光电测试设备对LED器件开展一些电学和光学性能的检测,在测试过程中让学生对LED光电转换基本原理和不同测试条件对器件光电性能影响的物理机制开展探索性研究。对于阻碍LED发展的一些前沿性难题进行深刻的思考和分析,提出合理的改进和解决方案。基于学科的科研实验条件,我们还可以提出项目教学法,把教学内容通过“实践项目”的形式进行教学,为了能够一个半导体和光电专业相协同的实验平台,可以设置一个系统的实验项目包含多门课程的知识。项目教学是在教师的指导下,将相对独立的教学内容相关的项目交由学生自己处理。信息的收集,方案的设计,项目实施及最终评价报告,都由学生负责完成,学生通过该项目的进行,了解并把握实验制造和检测得整个过程及每一个环节的基本要求,教师在整个过程中主要起引导作用。以此来培养学生的实践性、研究性学习能力,让学生扮演项目研究者的角色,在研究项目情景的刺激下及教师的指导下主动开展探究活动,并在探究过程中掌握知识和学习分析问题、解决问题的方法,从而达到提高分析问题、解决问题能力的目的。这样才具备一门前沿性的学科所应该达到的理想效果。

四、建立专业校企合作基地

半导体光电专业需结合地域经济发展特点,建立专业的校企合作基地。校企合作是高校培养高素质技能型人才的重要模式,是实现高校培养目标的基本途径。以江南大学为例,可以依据无锡当地工业的发展中心,与半导体光电类企业,如无锡尚德太阳能股份有限公司、江苏新广联LED器件制造企业、LED照明企业实益达、万润光子等公司进行深入合作,建立企业实训创新基地及本科生、研究生工作站。定期组织学生去企业进行参观,了解半导体光电类产品的产线制造过程。还可以安排有兴趣的学生在学有余力的同时进入企业进行实习,使学生能够将课堂的理论知识应用到实际的应用生产中,并且可以利用理论知识来解决实际生产中所遇到的一些问题。以实际产线的需求分析为基础,结合理论教学的要求,建立以工作体系为基础的课程内容体系;实施综合化、一体化的课程内容,构建以合作为主题的新型课堂模式,做到教室、实验室和生产车间三者结合的教学场所。最终积累一定的合作经验后,校企可以合作开发教材,聘请行业专家和学校专业教师针对课程的特点,结合课堂基础和生产实践的要求,结合学生在相关企业实训实习的进展,编写出符合高校教学和企业生产需求的新型校企双用教材。

综上所述,要开展研究型半导体光电类课程的教学探索,首先要突破传统的理论教学模式,根据课堂教学需求,改善课堂教学措施,形成有创意、有个性化的课堂特色,旨在培养学生的创新思维能力。

参考文献:

第8篇

当我打开电子信箱,看到来自《美国化学学会期刊》的电子邮件:“我们很高兴地通知你,你的科研成果已被本杂志接受发表”不知不觉间我在普林斯顿已整整1年了。

1年前我与家人从美国西海岸的加州,经过数小时的旅程,来到了位于美国东部的普林斯顿大学开始博士后研究工作。导师卡恩教授向我介绍实验室时,介绍了我将要开展的科研项目的重要性――精确控制以硅为主的半导体材料中的掺杂量,对当今电子产品飞速发展起着至关重要作用。然而,无机半导体有着材料成本高昂和制作工艺复杂的局限性。另一方面,有机半导体材料则具有制作工艺简易、价格低廉等互补性优点。近年来使用有机半导体材料作为电子产品组成部分,已引起人们广泛兴趣。但人们对于有机半导体掺杂现象的认识仍然有待于进一步提高,例如掺杂材料的选择以及各种掺杂机制的作用等。卡恩教授领导的表面科学实验室在该领域进行了多年深入细致研究,连连取得重要成果。我要进行的这个项目由美国国家科学基金会、美国能源部和欧洲一家化学制药公司提供资金,旨在该科学研究前沿方向取得新突破。

半导体分N型和P型两类,我们第一步的目标就是要找到一种材料,能够有效并稳定地掺杂P型有机半导体。刚巧・乔治亚理工学院的合作者向我们提供了一种刚合成的有机分子材料,收到材料的当晚,我即开始做相关测试,经过数月的连续实验,终于获得可靠数据证明该材料掺杂能力超越目前已知的其他材料。

回首这几个月的连续实验,既有实验过程中遭遇困难的挫折感,更有品尝成功的喜悦。实验结果与理论预测的完美吻合,更增强了我的信心。接下来我使用该材料掺杂一种在有机半导器件中广泛应用的P型材料,做成了器件来测量,实验结果进一步显示:经过掺杂,该器件导电的提升达到5个数量级以上!至此,该掺杂物的有效性得到充分体现。

当得知该材料不但能有效掺杂,并通过实验证明具有极其优越的稳定性(常温和110摄氏度下均稳定)后,导师和合作者都很高兴,认为这些振奋人心的结果对有机半导体领域会产生重要影响,提议以我为第一和通讯作者将该发现于第一时间以快讯的方式发表出来。经过详尽周密的数据分析与整理,我完成了文稿。在此过程中卡恩教授与其他合作者起了非常关键的作用,他们对文稿提出很多中肯的修改意见。我们将稿件投到了本领域最具影响力的学术杂志《美国化学学会期刊》。1个月后,审稿人的意见反馈回来,非常认可并推荐发表。从文章投搞到接受不到2个月。1年来的辛勤耕耘终于结出了丰硕果实。

在普林斯顿的这1年,除了繁忙的科研工作,我还有幸感受到了普林斯顿之美。作为一所历史悠久的著名学府,普林斯顿人才辈出,是美国8所常春藤名校之一,年年被评为全美最佳大学。与我以前就读的公立名校加州大学伯克利分校相比,普林斯顿规模小很多,但各学科均名列前茅,吸引着来自世界各地的精英。踏入普林斯顿校园大门,就如同进入了传说中的童话世界。满眼望去,一座座哥特复兴风格的古堡,静静地矗立在校园内。普林斯顿的秋日,是一年中最美的季节,灿烂的阳光,五彩的树叶,映衬着古老的建筑,穿梭其中的年轻学子,洋溢着蓬勃朝气。

离校园不远的普林斯顿高等研究所,则是做纯理论研究科研工作者心中的麦加圣地。曾在研究所中工作过的最有名的科学家莫过于爱因斯坦。华人科学中杨振宁、李政道、邱成桐等也都在此学习工作过。走过静谧的林间小道,呈现在眼前的是如世外桃园一般的高等研究所校园,我们去的时候正是夏天,深处于绿树环绕的青葱之中,丝毫感觉不到盛夏的炎热。

普林斯顿的1年,是辛勤耕耘的1年,也是成果丰硕的1年。我相信,这段经历必将对我今后的科研道路产生深远影响。留学7年,我希望早日把在海外积累的科学知识和科研经验用来报效祖国。

(摄影/段风华)

戚亚冰,2007年“国家优秀自费留学生奖学金”获奖者,留学美国。

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