SiC吸附極性分子誘導(dǎo)Lorenz電路的機(jī)理分析.pdf

1、氣敏薄膜器件吸附極性氣體分子產(chǎn)生微弱的電流變化可用來(lái)誘導(dǎo)混沌電路，進(jìn)而產(chǎn)生不同混沌吸引子相圖可表征氣體濃度空間分布，由此制作的氣敏傳感器具有很大發(fā)展前景。目前雖然氣敏傳感器種類繁多，但在實(shí)際應(yīng)用中存在各種各樣的問(wèn)題，尤其對(duì)于那些與人們生命與財(cái)產(chǎn)息息相關(guān)的瓦斯傳感器在性能方面飽受詬病。傳感器的微型化、低功耗、高靈敏度和多功能化成為目前瓦斯器件的發(fā)展趨向。這就要求人們不僅要生產(chǎn)出優(yōu)良的氣敏材料，還要在已有的信號(hào)檢測(cè)方法基礎(chǔ)上改善和發(fā)展更好的

2、信號(hào)檢測(cè)技術(shù)。作為第三代半導(dǎo)體材料的典范，碳化硅因其寬禁帶、高電子遷移率、高飽和電子漂移速率等優(yōu)點(diǎn)，有利于高頻率、耐高溫、抗輻射、高穩(wěn)定性的傳感器件制作?；诨煦缦到y(tǒng)對(duì)初始條件高度敏感性和有界性的特點(diǎn)而發(fā)展而來(lái)的信號(hào)檢測(cè)方法，能顯著地提高相關(guān)傳感器的分辨率和靈敏度。
　　為獲得SiC(011)表面吸附電導(dǎo)特性，本文基于第一性原理的密度泛函理論的計(jì)算，建立了CO分子在SiC(011)薄膜表面三個(gè)典型吸附位的化學(xué)吸附模型，對(duì)比分析了系

3、統(tǒng)吸附前后的表面結(jié)構(gòu)變化、吸附能以及差分電荷密度差圖。計(jì)算結(jié)果表明，在吸附過(guò)程中三個(gè)不同位置均能觀察到電荷的轉(zhuǎn)移過(guò)程。
　　為了很好的將傳感器檢測(cè)到的微電流變化與混沌系統(tǒng)的吸引子軌跡變化聯(lián)系起來(lái)，本文以Lorenz混沌系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的微電流信號(hào)處理電路來(lái)對(duì)極性氣體分子吸附在氣敏薄膜產(chǎn)生的微弱電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大和數(shù)字化處理，最終滿足控制混沌電路的數(shù)據(jù)要求。并提出了模擬型混沌電路和數(shù)字型混沌電路以及相關(guān)的控制電路設(shè)計(jì)方案，

4、為進(jìn)一步應(yīng)用開發(fā)提供研究基礎(chǔ)。
　　采用改進(jìn)型模塊化的設(shè)計(jì)流程，利用分立元器件組成的非線性基本單元設(shè)計(jì)出相應(yīng)的模擬型Lorenz電路。從Lorenz混沌電路的初始條件敏感性出發(fā)，設(shè)計(jì)了兩種可行的混沌控制方案，一是電路元件參數(shù)敏感控制；二是電路初始值敏感控制。通過(guò)相關(guān)的電路分析和仿真結(jié)果對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)控制混沌電路的初始值，能更好地滿足微弱電流信號(hào)檢測(cè)的要求。
　　基于IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)的雙精度浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算規(guī)范，對(duì)連續(xù)Loren