介觀壓容效應在傳感器應用方面的研究.pdf

1、現(xiàn)代傳感器的發(fā)展對其規(guī)格、靈敏度等特性提出更高的要求，微型化、高靈敏度是新型傳感器的進一步發(fā)展方向。半導體材料的發(fā)展，Ⅲ-Ⅴ族等半導體材料研究和制備的成熟，使得異質(zhì)結(jié)材料的許多物理特性被發(fā)掘出來，并應用到許多電子器件當中，介觀壓阻效應就是以Ⅲ-Ⅴ族半導體異質(zhì)結(jié)材料為基礎(chǔ)提出來的新型的傳感理論，即在力學信號作用下，納米結(jié)構(gòu)中的應力分布將發(fā)生變化，一定條件下應力變化可引起內(nèi)建電場的產(chǎn)生，內(nèi)建電場將導致納米帶結(jié)構(gòu)中量子能級發(fā)生變化，量子能級變

2、化會引起共振隧穿電流變化，簡言之，在共振隧穿電壓附近通過上述四個物理過程可將一個微弱力學信號轉(zhuǎn)化為一個較強的電學信號。
　　以介觀壓阻效應制備的傳感器件，經(jīng)過實踐檢驗，證明其具有更高的靈敏度，且可使器件進一步的小型化，可以作為NMES傳感器的一種理論基礎(chǔ)，為了進一步豐富、探索新型的傳感理論，本文提出了介觀壓容效應，以及其作為傳感器件理論應用的研究。
　　介觀壓容效應，是指在介觀尺度下，異質(zhì)結(jié)材料制備的可變電抗器件，外界一定的

3、力學信號作用下，引起材料應力分布的變化，進而發(fā)生應變，材料應變可以引起異質(zhì)結(jié)材料的勢壘高度以及寬度發(fā)生變化，進而使得電抗器件的電容值發(fā)生變化，本文中我們以一個雙勢壘共振隧穿（DBRT）結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)電抗器為研究對象，分析其電容特性以及在外界力學信號作用下的該結(jié)構(gòu)應力應變對電容值產(chǎn)生的影響，從理論上得出力學信號與其電容特性之間的關(guān)系，進而證明該介觀壓容效應可以作為一種微型傳感器應用理論基礎(chǔ)。
　　本文從理論上證明了介觀壓容效應，并以介