【摘 要】
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为了改善GaN HEMT的自热效应,集成高热导率的金刚石衬底有助于增强器件有源区的热量耗散.然而,化学气相淀积(CVD)生长的多晶金刚石(PCD)具有柱状晶粒结构,导致了各向异性的材料热导率,且其热导率值与生长厚度有关.为此,通过建模金刚石生长过程中晶粒尺寸的演变过程,计算了金刚石沿面内和截面方向的热导率.基于该PCD热导率模型,利用计入材料非线性热导率的GaN器件热阻解析模型,计算得到了GaN HEMT沟道温度的波动范围,并分析了其与器件结构(栅长、栅宽、栅间距、衬底厚度)和功耗的依赖关系.最后,通过与
【机 构】
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西安理工大学电子工程系,西安 710048;西安电子科技大学宽带隙半导体材料教育部重点实验室,西安 710071;西安市电力电子器件与高效电能变换重点实验室,西安 710048;西安理工大学电子工程系
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为了改善GaN HEMT的自热效应,集成高热导率的金刚石衬底有助于增强器件有源区的热量耗散.然而,化学气相淀积(CVD)生长的多晶金刚石(PCD)具有柱状晶粒结构,导致了各向异性的材料热导率,且其热导率值与生长厚度有关.为此,通过建模金刚石生长过程中晶粒尺寸的演变过程,计算了金刚石沿面内和截面方向的热导率.基于该PCD热导率模型,利用计入材料非线性热导率的GaN器件热阻解析模型,计算得到了GaN HEMT沟道温度的波动范围,并分析了其与器件结构(栅长、栅宽、栅间距、衬底厚度)和功耗的依赖关系.最后,通过与有限元(FEM)仿真结果对比,分区域提取了GaN HEMT器件中PCD衬底的有效热导率,分别为260～310 W/(m·K)和1250～1450 W/(m·K).本文的计算为预测金刚石衬底上GaN HEMT器件的沟道温度提供了快速、有效的方法.
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采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,研究了Ti掺杂对Li2 MgN2 H2材料储氢性能的影响及作用机理,计算给出了杂质替换能、生成焓、能带结构、态密度、差分电荷密度及布居等.研究表明,Ti掺杂Li2 MgN2 H2体系时,其倾向于替换其中的Mg原子,且当替换8c位置的Mg时,杂质替换能最低,晶体结构最为稳定.生成焓计算结果表明,Ti掺杂能够有效降低Li2 MgN2 H2的结构稳定性,有利于其吸氢反应的进行.进一步结合电子结构分析发现,Ti掺杂使得Li2 MgN2 H2材料的晶胞体积增大,能隙降
与以往的区域气候模式相比,对流允许区域气候模式不再依赖于对流参数化方案,其精细的分辨率可以显式表示深对流过程,在夏季对流降水的日变化和极端降水事件模拟等方面具有明显增值能力,是区域气候模拟的发展方向.对现有的对流允许尺度区域气候模拟研究进行了较为详细的回顾和介绍,简述了对流允许尺度区域气候模式中比较重要的物理过程及外部驱动条件的影响,总结了以往对流允许尺度区域气候模拟的研究成果以及当下所面临的挑战和对未来的展望,以期对中国及东亚区域对流允许区域气候模拟的研究提供有益参考.诸多研究表明,对流允许区域气候模拟
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本文基于密度泛函理论的第一性原理方法,构建了Na-Ti共掺LiFePO4的模型,并利用CASTEP模块计算了共掺体系的电子结构和弹性性质.计算结果表明,由于引入了杂质原子,共掺体系的晶胞参数略微增加,带隙由0.695 eV降低至0.473 eV,电子跃迁所需能量减小.并且锂离子迁移势垒由0.34 eV降低至0.25 eV,使得共掺后的结构导电性增强.弹性性质计算结果表明,共掺后结构的体积模量、剪切模量以及杨氏模量均有不同程度的下降,而计算的泊松比显示材料掺杂前后均为脆性,但共掺杂后的材料塑性强于未掺杂的材
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根据实验上合成LiNbO3(LN)构型的ZnTiO3铁电化合物,基于第一性原理的方法设计研究了化合物LN-ZnTiS3(LN构型)的特性.计算结果表明LN-ZnTiS3化合物满足力学稳定条件.根据化学势平衡相图分析,LN-ZnTiS3在常压下不会形成稳定结构,但施加外部压力可以形成稳定结构.电子态密度和带隙的计算结果表明,LN-ZnTiS3的价带顶(VBM)主要由S-p轨道组成,导带底(CBM)则由Ti-d轨道组成,硫原子的替代可以促进体系费米能级以上的电子状态大幅度下降到较低的能级,从而减小LN-ZnT
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