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關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體物理實驗;教學(xué)改革;專業(yè)實驗

實驗教學(xué)作為高校教學(xué)環(huán)節(jié)中的一個重要組成部分，不僅因為其是課堂教學(xué)的延伸，更由于通過實驗教學(xué)，可以加深學(xué)生對理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，拓展學(xué)生的創(chuàng)造思維［1，2］。實驗教學(xué)分為基礎(chǔ)實驗和專業(yè)實驗兩部分［3，4］:基礎(chǔ)實驗面向全校學(xué)生，如大學(xué)物理實驗、普通化學(xué)實驗等，其主要任務(wù)是鞏固學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)知識和規(guī)律的理解，旨在提高學(xué)生的觀察、分析及解決問題的能力，提供知識儲備［5，6］;與基礎(chǔ)實驗不同，專業(yè)實驗僅面向某一專業(yè)，是針對專業(yè)理論課程的具體學(xué)習(xí)要求設(shè)計的實驗教學(xué)內(nèi)容，對于學(xué)生專業(yè)方向能力的提高具有極強的促進作用［7～8］。通過專業(yè)實驗教學(xué)使學(xué)生能夠更好的理解、掌握和應(yīng)用基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，提高分析問題的能力并解決生活中涉及專業(yè)的實際問題，為學(xué)生開展專業(yè)創(chuàng)新實踐活動打下堅實的基礎(chǔ)［9～11］。

1半導(dǎo)體物理實驗課程存在的問題與困難

半導(dǎo)體物理實驗是物理學(xué)專業(yè)電子材料與器件工程方向必修的一門專業(yè)實驗課，旨在培養(yǎng)學(xué)生對半導(dǎo)體材料和器件的制備及測試方法的實踐操作能力，其教學(xué)效果直接影響著后續(xù)研究生階段的學(xué)習(xí)和畢業(yè)工作實踐。通過對前幾年本專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)情況分析，發(fā)現(xiàn)該專業(yè)畢業(yè)生缺乏對領(lǐng)域內(nèi)前沿技術(shù)的理解和掌握。由于沒有經(jīng)過相關(guān)知識的實驗訓(xùn)練，不少畢業(yè)生就業(yè)后再學(xué)習(xí)過程較長，融入企事業(yè)單位較慢，因此提升空間受到限制。1．1教學(xué)內(nèi)容簡單陳舊。目前，國內(nèi)高校在半導(dǎo)體物理實驗課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上大同小異，基礎(chǔ)性實驗居多，對于新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的相關(guān)實驗內(nèi)容完全沒有或涉及較少。某些高校還利用虛擬實驗來進行實驗教學(xué)，其實驗效果遠(yuǎn)不如學(xué)生實際動手操作。我校的半導(dǎo)體物理實驗原有教學(xué)內(nèi)容主要參照上個世紀(jì)七、八十年代國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的要求所設(shè)置，受技術(shù)、條件所限，主要以傳統(tǒng)半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)類實驗為主，實驗內(nèi)容陳舊。但是在實驗內(nèi)容中添加新能源、新型電子器件等領(lǐng)域的技術(shù)方法，對于增加學(xué)生對所學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最新前沿技術(shù)的了解，掌握現(xiàn)代技術(shù)中半導(dǎo)體材料特性相關(guān)的實驗手段和測試技術(shù)是極為重要的。1．2儀器設(shè)備嚴(yán)重匱乏。半導(dǎo)體物理實驗的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生熟練掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備、基本物理參數(shù)以及物理性質(zhì)的測試原理和表征方法，為半導(dǎo)體材料與器件的開發(fā)設(shè)計與研制奠定基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，專業(yè)實驗的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)隨著專業(yè)知識的更新及行業(yè)的發(fā)展及時調(diào)整，從而能更好的完成課程教學(xué)目標(biāo)的要求，培養(yǎng)新時代的人才。實驗內(nèi)容的調(diào)整和更新需要有新型的實驗儀器設(shè)備做保障，但我校原有實驗教學(xué)儀器設(shè)備絕大部分生產(chǎn)于上個世紀(jì)六七十年代，在長期實驗教學(xué)過程中，不少儀器因無法修復(fù)的故障而處于待報廢狀態(tài)。由于儀器設(shè)備不能及時更新，致使個別實驗內(nèi)容無法正常進行，可運行的儀器設(shè)備也因為年代久遠(yuǎn)，實驗誤差大、重復(fù)性低，有時甚至?xí)玫藉e誤的實驗結(jié)果，只能作學(xué)生“按部就班”的基礎(chǔ)實驗，難以進行實驗內(nèi)容的調(diào)整，將新技術(shù)新方法應(yīng)用于教學(xué)中。因此，在改革之前半導(dǎo)體物理實驗的實驗設(shè)計以基礎(chǔ)類實驗為主，設(shè)計性、應(yīng)用性、綜合性等提高類實驗較少，且無法開展創(chuàng)新類實驗。缺少自主設(shè)計、創(chuàng)新、協(xié)作等實踐能力的訓(xùn)練，不僅極大地降低學(xué)生對專業(yè)實驗的興趣，且不利于學(xué)生實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，半導(dǎo)體物理實驗課程的改革勢在必行。

2半導(dǎo)體物理實驗課程改革的內(nèi)容與舉措

半導(dǎo)體物理實驗開設(shè)時間為本科大四秋季學(xué)期，該實驗課與專業(yè)理論課半導(dǎo)體物理學(xué)、半導(dǎo)體器件、薄膜物理學(xué)在同一學(xué)期進行。隨著半導(dǎo)體技術(shù)日新月異發(fā)展的今天，對半導(dǎo)體物理實驗的教學(xué)內(nèi)容也提出了新的要求，因此，要求這門實驗課程不僅能夠通過對半導(dǎo)體材料某些重要參數(shù)和特性的觀測，使學(xué)生掌握半導(dǎo)體材料和器件的制備及基本物理參數(shù)與物理性質(zhì)的測試方法，而且可以在鋪墊必備基礎(chǔ)和實際操作技能的同時，拓展學(xué)生在電子材料與器件工程領(lǐng)域的科學(xué)前沿知識，為將來獨立開展產(chǎn)品的研制和科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。2．1實驗基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。2013年年底，基于我校本科教學(xué)項目的資金支持，半導(dǎo)體物理實驗教學(xué)團隊通過調(diào)研國內(nèi)外高?，F(xiàn)行半導(dǎo)體物理實驗教學(xué)資料，結(jié)合我校實驗教學(xué)的自身特點，按照創(chuàng)新教育的要求重新設(shè)計了半導(dǎo)體物理實驗內(nèi)容，并根據(jù)所開設(shè)實驗教學(xué)內(nèi)容合理配置相應(yīng)的實驗儀器設(shè)備，新配置儀器設(shè)備具有一定的前瞻性，品質(zhì)優(yōu)良，數(shù)量合理，保證實驗教學(xué)質(zhì)量。由于作為一門專業(yè)實驗課，每學(xué)年只有一個學(xué)期承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，為了提高儀器設(shè)備的利用率，做到實驗設(shè)備資源的不浪費，計劃成立一間半導(dǎo)體物理實驗專屬的實驗室，用于陳放新購置的實驗設(shè)備，在沒有教學(xué)任務(wù)的學(xué)期，該實驗室做為科研實驗室和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗室使用。通過近三年的建設(shè)，半導(dǎo)體物理實驗專屬實驗室———新能源材料與電子器件工程創(chuàng)新實驗室建成并投入使用，該實驗室為電子材料與器件工程方向的本科生畢業(yè)論文設(shè)計以及全院本科生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗設(shè)計提供了基本保障，更為重要的是該實驗室的建成極大地改善了半導(dǎo)體物理實驗的原有教學(xué)條件，解決了實際困難，使得半導(dǎo)體物理實驗教學(xué)效果顯著提升。不僅加強了學(xué)生對專業(yè)核心知識理解和掌握，而且啟發(fā)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識創(chuàng)造性地解決實際問題，有效提高學(xué)生的實踐動手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。2．2實驗教學(xué)內(nèi)容的更新。半導(dǎo)體物理實驗是一門72學(xué)時的實驗課，在專屬實驗室建成后，按照重視基礎(chǔ)、突出綜合、強調(diào)創(chuàng)新、提升能力的要求，逐步培養(yǎng)與提高學(xué)生的科學(xué)實驗素質(zhì)和創(chuàng)新能力，構(gòu)建了“九—八—五”新的實驗內(nèi)容體系，包括如下三個層次(表1)。第一層次為“九”個基礎(chǔ)型實驗，涵蓋對半導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)(結(jié)構(gòu)、電學(xué)、光學(xué))的測定，通過對物理量的測量驗證物理規(guī)律，訓(xùn)練學(xué)生觀察、分析和研究半導(dǎo)體物理實驗現(xiàn)象的能力，掌握常用基本半導(dǎo)體物理實驗儀器的原理、性能和測量方法等。第二層次為“八”個提高型實驗(綜合、應(yīng)用性實驗)，學(xué)生通過第一層次的實驗訓(xùn)練后，已掌握了基本的實驗方法和技能，在此基礎(chǔ)上，開展綜合性實驗，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識以及分析和解決問題的能力。通過應(yīng)用性實驗培養(yǎng)學(xué)生將來利用設(shè)備原理從事生產(chǎn)或者技術(shù)服務(wù)的能力。第三層次為“五”個設(shè)計創(chuàng)新型實驗，學(xué)生需運用多學(xué)科知識、綜合多學(xué)科內(nèi)容，結(jié)合教師的科研項目進行創(chuàng)新研究，通過設(shè)計型實驗可以鍛煉學(xué)生組織和自主實驗的能力，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力和基本的科研素質(zhì)。每個基礎(chǔ)型實驗4學(xué)時，提高型實驗8學(xué)時，創(chuàng)新型實驗12學(xué)時，規(guī)定基礎(chǔ)型為必修實驗，提高型、創(chuàng)新型為選作實驗。九個基礎(chǔ)型實驗全部完成后，學(xué)生可根據(jù)興趣和畢業(yè)設(shè)計要求在提高型、創(chuàng)新型實驗中各分別選做一定數(shù)量的實驗，在開課學(xué)期結(jié)束時完成至少72個學(xué)時的實驗并獲得成績方為合格。2．3實驗教學(xué)方式的優(yōu)化。在教學(xué)方式上，建立以學(xué)生為中心、學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。將之前老師實驗前的講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生代表講解實驗內(nèi)容，然后老師提問并補充完善，在整個實驗安排過程中，實驗內(nèi)容由淺入深、由簡單到綜合、逐步過渡至設(shè)計和研究創(chuàng)新型實驗。三個層次的實驗內(nèi)容形成連貫的實驗梯度教學(xué)體系，在充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自發(fā)解決問題的能力。2．4實驗考核機制的改革。目前大部分實驗課的成績由每次實驗后的“實驗報告”的平均成績決定，然而單獨一份實驗報告并不能夠完整反應(yīng)學(xué)生的實際動手操作能力和對實驗內(nèi)容的熟悉程度。因此，本課程將此改革為總成績由每次“實驗”的平均成績決定。每次實驗成績包括實驗預(yù)習(xí)、實驗操作和實驗報告三部分，實驗開始前通過問答以及學(xué)生講解實驗內(nèi)容來給出實驗預(yù)習(xí)成績;實驗操作成績是個團隊成績反映每組實驗學(xué)生在實驗過程中的動手能力以及組員之間的相互協(xié)助情況;針對提高型和創(chuàng)新性實驗，特別是創(chuàng)新性實驗，要求以科技論文的形式來撰寫實驗報告，以此來鍛煉本科生的科技論文寫作能力。通過三部分綜合來給出的實驗成績更注重對知識的掌握、能力的提高和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)等方面的考核。

3半導(dǎo)體物理實驗課程改革后的成效

半導(dǎo)體物理實驗在我校本科教學(xué)項目的支持下，購置并更新了實驗設(shè)備建立了專屬實驗室，構(gòu)建了“九—八—五”新實驗內(nèi)容體系，并采用新的教學(xué)方式和考核機制，教師和學(xué)生普遍感覺到新實驗教學(xué)體系的目的性、整體性和層次性都得到了極大的提高。教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的調(diào)整，使學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力得到增強，提高了學(xué)生的積極性和主動性。實驗中學(xué)生實際動手的機會增多，對知識的渴求程度明顯加強，為了更好地完成創(chuàng)新設(shè)計實驗，部分本科生還會主動去查閱研中英文科技文獻(xiàn)，真正做到了自主自覺的學(xué)習(xí)。通過實驗課程的教學(xué)，學(xué)生掌握了科技論文的基本格式，數(shù)據(jù)處理的圖表制作，了解了科學(xué)研究的過程，具備了基本的科研能力，也為學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。與此同時，利用新購置的實驗設(shè)備建立的實驗室，在做為科研實驗室和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗室使用時，也取得了優(yōu)異的成績。依托本實驗室，2015年“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”立項3項，2016年“國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”立項4項。

4結(jié)語

篇(2)

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體有機半導(dǎo)體電學(xué)性能

一、從有機半導(dǎo)體到無機半導(dǎo)體的探索

1.1有機半導(dǎo)體的概念及其研究歷程

什么叫有機半導(dǎo)體呢?眾所周知，半導(dǎo)體材料是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類材料，這類材料具有獨特的功能特性。以硅、鍺、砷化嫁、氮化嫁等為代表的半導(dǎo)體材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子元件、高密度信息存儲、光電器件等領(lǐng)域。隨著人們對物質(zhì)世界認(rèn)識的逐步深入，一批具有半導(dǎo)體特性的有機功能材料被開發(fā)出來了，并且正嘗試應(yīng)用于傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料的領(lǐng)域。

在1574年，人們就開始了半導(dǎo)體器件的研究。然而，一直到1947年朗訊(Lueent)科技公司所屬貝爾實驗室的一個研究小組發(fā)明了雙極晶體管后，半導(dǎo)體器件物理的研究才有了根本性的突破，從此拉開了人類社會步入電子時代的序幕。在發(fā)明晶體管之后，隨著硅平面工藝的進步和集成電路的發(fā)明，從小規(guī)模、中規(guī)模集成電路到大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路不斷發(fā)展，出現(xiàn)了今天這樣的以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的電子信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)，所以晶體管及其相關(guān)的半導(dǎo)體器件成了當(dāng)今全球市場份額最大的電子工業(yè)基礎(chǔ)。，半導(dǎo)體在當(dāng)今社會擁著卓越的地位，而無機半導(dǎo)體又是是半導(dǎo)體家族的重中之重。

1.2有機半導(dǎo)體同無機半導(dǎo)體的區(qū)別及其優(yōu)點

與無機半導(dǎo)體相比，有點半導(dǎo)體具有一定的自身獨特性，表現(xiàn)在：

(l)、有機半導(dǎo)體的成膜技術(shù)更多、更新，如真空蒸鍍，溶液甩膜，Langmtrir一Blodgett(LB)技術(shù)，分子自組裝技術(shù)，從而使制作工藝簡單、多樣、成本低。利用有機薄膜大規(guī)模制備技術(shù)，可以制備大面積的器件。

(2)、器件的尺寸能做得更小(分子尺度)，集成度更高。分子尺度的減小和集成度的提高意味著操作功率的減小以及運算速度的提高。

(3)、以有機聚合物制成的場效應(yīng)器件，其電性能可通過對有機分子結(jié)構(gòu)進行適當(dāng)?shù)男揎?在分子鏈上接上或截去適當(dāng)?shù)脑雍突鶊F)而得到滿意的結(jié)果。同時，通過化學(xué)或電化學(xué)摻雜，有機聚合物的電導(dǎo)率能夠在絕緣體(電阻率一10一Qcm)到良導(dǎo)體這樣一個很寬的范圍內(nèi)變動。因此，通過摻雜或修飾技術(shù)，可以獲得理想的導(dǎo)電聚合物。

(4)、有機物易于獲得，有機場效應(yīng)器件的制作工藝也更為簡單，它并不要求嚴(yán)格地控制氣氛條件和苛刻的純度要求，因而能有效地降低器件的成本。

(5)、全部由有機材料制備的所謂“全有機”的場效應(yīng)器件呈現(xiàn)出非常好的柔韌性，而且質(zhì)量輕。

(6)通過對有機分子結(jié)構(gòu)進行適當(dāng)?shù)男揎?，可以得到不同性能的材料，因此通過對有機半導(dǎo)體材料進行改性就能夠使器件的電學(xué)性能達(dá)到理想的結(jié)果。

1.3有機半導(dǎo)體材料分類

有機半導(dǎo)體層是有機半導(dǎo)體器件中最重要的功能層，對于器件的性能起主導(dǎo)作用。所以，有機半導(dǎo)體器件對所用有機半導(dǎo)體材料有兩點要求:

(l)、高遷移率；(2)、低本征電導(dǎo)率。

高的遷移率是為了保證器件的開關(guān)速度，低的本征電導(dǎo)率是為了盡可能地降低器件的漏電流，從而提高器件的開關(guān)比。用作有機半導(dǎo)體器件的有機半導(dǎo)體材料按不同的化學(xué)和物理性質(zhì)主要分為三類:一是高分子聚合物，如烷基取代的聚噬吩;二是低聚物，如咪嗯齊聚物和噬吩齊聚物;三是有機小分子化合物，如并苯類，C6。，金屬酞著化合物，蔡，花，電荷轉(zhuǎn)移鹽等。

二、制作有機半導(dǎo)體器件的常用技術(shù)

有機半導(dǎo)體性能的好壞多數(shù)決定于半導(dǎo)體制作過程因此實驗制備技術(shù)就顯得尤為重要。下面將對一些人們常用器件制備的實驗技術(shù)做簡要的介紹：

(1)、真空技術(shù)。它是目前制備有機半導(dǎo)體器件最普遍采用的方法之一，主要包括真空鍍膜、濺射和有機分子束外延生長(OMBE)技術(shù)。

(2)、溶液處理成膜技術(shù)。它被認(rèn)為是制備有機半導(dǎo)體器件最有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，適用于可溶性的有機半導(dǎo)體材料。常用的溶液處理成膜技術(shù)主要包括電化學(xué)沉積技術(shù)、甩膜技術(shù)、鑄膜技術(shù)、預(yù)聚物轉(zhuǎn)化技術(shù)、分子自組裝技術(shù)、印刷技術(shù)等。

三、有機半導(dǎo)體器件的場效應(yīng)現(xiàn)象

為了便于說明有機半導(dǎo)體器件的場效應(yīng)現(xiàn)象，本文結(jié)合有機極性材料制作有機半導(dǎo)體器件對薄膜態(tài)有機場效應(yīng)進行分析。試驗中，將有機極性材料經(jīng)過真空熱蒸鍍提純之后溶在DMF溶液中，濃度是20Omg/ml，使用超聲波清洗機促進它們充分并且均勻的溶解，經(jīng)過真空系統(tǒng)中沉積黃金薄膜作為器件的源極和漏極。在類似條件下，在玻璃襯底上制作了極性材料的薄膜形態(tài)晶粒，研究發(fā)現(xiàn)：

在有機極性材料形態(tài)，有塊狀、樹枝狀和針狀。不同的薄膜態(tài)形態(tài)，在不同柵極電壓VG的作用下有不同的Ids(流過器件的源極和漏極的電流)一Vds(加在器件的源極和漏極之間的電壓)曲線。

1、塊狀形貌結(jié)構(gòu)的薄膜態(tài)有機器件的Ids－Vds(性能曲線，變化范圍是從－150V到15OV、柵極電壓的變化范圍是從－200V到200V。當(dāng)柵極電壓Vg以100V的間隔從－200V變化到200V時，Ids隨著Vds的增加而增加，此時沒有場效應(yīng)現(xiàn)象。

2、針狀形貌結(jié)構(gòu)的薄膜態(tài)有機器件的Ids－Vds性能曲線，當(dāng)Vds從－75V增加到75V，柵極電壓VG的變化范圍是一200V~20OV，遞增幅度是5OV。此時器件具有三種性能規(guī)律:(1)在固定的柵極電壓Vg下，當(dāng)從Vds－75V增加到75V時，電流Ids也隨之增加;(2)在固定的外加電壓Vds下，當(dāng)柵極電壓Vg從－2O0V增加到2OOV時，電流Ids也隨之增加;(3)如果沒有對器件施加Vds電壓，只要柵極電壓Vds存在，就會產(chǎn)生Ids電流，產(chǎn)生電池效應(yīng)。

通過上述的解說我們對有機半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能已有一定的了解了。下面我們即將通過試驗來揭開其神秘的面紗。

四、有機半導(dǎo)體的光電性能探討——以納米ZnO線(棒)的光電性能研究為例

近年來，納米硅的研究引起了社會的廣泛的關(guān)注，本文中我們將采用場發(fā)射系統(tǒng)，測試?yán)盟疅岱ㄖ苽涞墓杌嚵谢趸\納米絲的場發(fā)射性能。圖11是直徑為30和100nm兩個氧化鋅陣列的場發(fā)射性能圖,其中圖11a和b分別是上述兩個樣品的I_V圖和F_N圖。從圖11a中可以看出氧化鋅納米絲的直徑對場發(fā)射性能有很大的影響,直徑為30nm的氧化鋅陣列的開啟場強為2V/μm門檻場強為5V/μm;而直徑為100nm的氧化鋅陣列的開啟場強為3V/μm,門檻場強大于7V/μm。并且從圖11b中可以知道,ln(J/E2)和1/E的關(guān)系近似成線性關(guān)系,可知陰極的電子發(fā)射與F_N模型吻合很好,表明其發(fā)射為場發(fā)射,其性能比文獻(xiàn)報道的用熱蒸發(fā)制備的陣列化氧化鋅的場發(fā)射性能要好[25]。這主要是由于氧化鋅的二次生長,導(dǎo)致所得氧化鋅陣列由上下兩層組成,具有較高的密度以及較小的直徑,在電場的作用下,更多的電子更容易從尖端的氧化鋅納米絲發(fā)射,從而降低了它們的開啟場強和門檻場強。

我們測試了硅基陣列化納米ZnO的光致熒光譜,如圖12所示。從圖中可知,600~700℃和300~400℃下熱蒸發(fā)合成的陣列化ZnO納米絲的峰位分別在393nm(虛線)及396nm(實線)。PL譜上強烈的紫外光的峰證明:合成的ZnO納米絲有較好的結(jié)晶性能和較少的氧空位缺陷。由于在高溫區(qū)合成的納米絲有較細(xì)的尖端,故有少量藍(lán)移。

通過上述針對納米ZnO線(棒)的試驗，我們能對硅基一維納米的電學(xué)性能進行了初步的探討。相信這些工作將為今后的硅基一維納米材料在光電方面的應(yīng)用提供一個良好的基礎(chǔ)。

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[2]WangJF,GudiksenMS,DuanXF,etal.HighlypolarizedphotoluminescenceandphotodetectionfromsingleIndiumPhosphideNanowires.Science,2001.

篇(3)

1995年5月22一26日,在美國馬里蘭州巴爾的摩召開的第15屆“激光與光電子學(xué)(CLEO)”和第5屆“量子電子學(xué)與激光科學(xué)(QELS)”會議,是世界規(guī)模最大的激光一光電子一量子電子學(xué)領(lǐng)域的重要的國際會議。本會議一個特別新的內(nèi)容是激光在生物學(xué)與醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。同時,還舉辦了一個龐大的技術(shù)展覽會,展覽了許多與生物醫(yī)學(xué)有關(guān)的新產(chǎn)品。會上千余篇,內(nèi)容主要側(cè)重固態(tài)與半導(dǎo)體激光器、非線性光學(xué)、超短脈沖激光光源、激光在醫(yī)學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用等。這些論文反映了近年來激光科學(xué)技術(shù)的進展,現(xiàn)分述如下。

1半導(dǎo)體激光

十分引人注目的是半導(dǎo)體激光器件研究方面的成果。其中有關(guān)新材料及其處理過程,器件工作物理機制,器件的設(shè)計思想,器件工作向短波段的延拓等,都有很大的發(fā)展。光子帶隙、半導(dǎo)體量子電子學(xué)的理論和實驗研究逐步使量子阱異質(zhì)結(jié)激光器邁向?qū)嵱秒A段,并導(dǎo)致光學(xué)和光電子學(xué)用的量子阱器件以及超短脈沖半導(dǎo)體激光器和高速光探測器件的迅速發(fā)展。這對推動高速通訊的發(fā)展是十分重要的。垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)的功率轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)高于50%,闌值電流200拼A,工作體積7只7(拜m)2;半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)可以制作出微腔激光器。一個10nm的腔體可產(chǎn)生1000nm波長的窄頻帶輻射?？梢妳^(qū),特別是藍(lán)綠波段半導(dǎo)體激光器研制令人鼓舞,一旦進入實用階段,勢必劇烈改變小功率可見區(qū)激光器銷售市場的狀況,并將大大擴展激光在科技和生活領(lǐng)域的使用范圍。長波可見段630nm,650nm和670nm的紅色激光二極管(LD)制作成本較前兩年已大大下降。目前可以預(yù)感到:在激光顯示、激光準(zhǔn)直、激光印刷、激光醫(yī)學(xué)生物學(xué)應(yīng)用等方面,半導(dǎo)體紅光激光二極管將會迅速占領(lǐng)氦氖激光器的原有市場,取而代之。與此有關(guān)的藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)已開始以遠(yuǎn)較紅、黃、綠色發(fā)光二極管高昂的價格投放市場(隨著技術(shù)改進,將很快降低成本),形成了大型彩色顯示屏幕蓬勃發(fā)展態(tài)勢。在半導(dǎo)體激光領(lǐng)域,近年備受關(guān)注且影響著該領(lǐng)域進一步發(fā)展的課題是半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)和微腔以及在這類器件中的相干現(xiàn)象的研究。

2固體激光

迅速發(fā)展的另一領(lǐng)域是固體激光器。近兩年,明顯看到:纖維激光和波導(dǎo)固體激光,可調(diào)諧固態(tài)激光,特別是用半導(dǎo)體激光二極管陣列泵浦的“全固態(tài)化”固體激光器的實用化,將可以達(dá)到許多目的:相對廉價、穩(wěn)定性好、壽命長、波長可調(diào)諧范圍寬、脈沖寬度窄,還可以具有優(yōu)良的空間分布光束質(zhì)量等。因此,具有廣泛的應(yīng)用價值。它已開始取代優(yōu)質(zhì)、高功率的氣體激光器,用于微束打印和數(shù)據(jù)存儲。尤其值得一提的是:“全固態(tài)化”的欽寶石激光器,在連續(xù)操作時.波長可調(diào)諧范圍甚寬(從600~1100nm),功率很易達(dá)到瓦級水平。在鎖模脈沖運轉(zhuǎn)時,可以產(chǎn)生自鎖模,脈寬達(dá)數(shù)十飛鈔,平均功率已達(dá)瓦級。如此一來,再配合非線性頻率變換辦法,可以把激光波段擴展到很大的范圍。再加這類激光器的裝里有牢靠、調(diào)節(jié)簡便的優(yōu)點,可以做成車載、機載系統(tǒng)。顯然,在不遠(yuǎn)的將來,有可能由它淘汰染料激光。

3非線性光學(xué)

非線性光學(xué)領(lǐng)域的論文最為吸引人的是一些新的無機或有機光學(xué)材料的誕生和應(yīng)用。目前從紫外到中紅外的實用的光學(xué)參童振蕩器已商品化。此外,與高速信息公路有關(guān)的孤子激光產(chǎn)生和傳翰問題,其成果已陸續(xù)投人實際使用。

4超短超快激光

會議中研討的一個特殊領(lǐng)域是超短脈沖激光的產(chǎn)生與測量及其在電子學(xué)、醫(yī)學(xué)、成象和超快過程控制方面的應(yīng)用。欽寶石的鎖模飛秒激光裝置以及光纖激光器的鎖模是與當(dāng)前研究超短光脈沖發(fā)生技術(shù)的熱點。其中有關(guān)的機理與技術(shù)已趨成熟,將會很快開辟通信、化學(xué)、生物學(xué)的應(yīng)用。

5激光生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

這次會議的一個新穎論題是:激光在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用?？磥?由于激光技術(shù)裝置的穩(wěn)定、成熟、易于操作、價格下降以及其特有的難予取代的優(yōu)點,將很快滲入生物學(xué)研究。以及極其審慎的臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。其中成效特別顯著的一個方面是激光誘發(fā)熒光技術(shù)應(yīng)用于細(xì)胞動力學(xué)的數(shù)字顯微成象和生物學(xué)過程監(jiān)測。高速時間分辨熒光光譜技術(shù)已開始成功地用于臨床醫(yī)學(xué)診治。

篇(4)

論文關(guān)鍵詞：集成電路，特點，問題，趨勢，建議

 

引言

集成電路是工業(yè)化國家的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一，是當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心部件，它是工業(yè)現(xiàn)代化裝備水平和航空航天技術(shù)的重要制約因素，由于它的價格高低直接影響了電子工業(yè)產(chǎn)成品的價格，是電子工業(yè)是否具有競爭力關(guān)鍵因素之一。高端核心器件是國家安全和科學(xué)研究水平的基礎(chǔ)，日美歐等國均把集成電路業(yè)定義為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。據(jù)臺灣的“科學(xué)委員會”稱未來十年是芯片技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時期。韓國政府也表示擬投資600億韓元于2015年時打造韓國的集成電路產(chǎn)業(yè)。

集成電路主要應(yīng)用在計算機、通信、汽車電子、消費電子等與國民日常消費相關(guān)領(lǐng)域因此集成電路與全球GDP增長聯(lián)系緊密，全球集成電路消費在2009年受金融危機的影響下跌9%的情況下2010由于經(jīng)濟形勢樂觀后根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會預(yù)計今年集成電路銷售額將同比增長33%。

一、我國集成電路業(yè)發(fā)展情況和特點

有數(shù)據(jù)統(tǒng)計2009年中國集成電路市場規(guī)模為5676億元占全球市場44%，集成電路消費除2008、2009年受金融危機影響外逐年遞增，中國已成為世界上第一大集成電路消費國，但國內(nèi)集成電路產(chǎn)量僅1040億元，絕大部分為產(chǎn)業(yè)鏈低端的消費類芯片，技術(shù)落后發(fā)達(dá)國家2到3代左右，大量高端芯片和技術(shù)被美日韓以及歐洲國家壟斷。

我國集成電路產(chǎn)業(yè)占GDP的比例逐年加大從2004年的0.59%到2008年的0.74%.年均增長遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國際上任何一個其他國家，是全球集成電路業(yè)的推動者，屬于一個快速發(fā)展的行業(yè)。從2000年到2007年我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入年均增長超過18%畢業(yè)論文提綱，增長率隨著經(jīng)濟形勢有波動，由于金融危機的影響2008年同比2007年下降了0.4%，2009年又同比下降11%，其中集成電路設(shè)計業(yè)增速放緩實現(xiàn)銷售收入269.92億元同比上升14.8%，由于受金融危機影響，芯片制造業(yè)實現(xiàn)銷售收入341.05億元同比下降13.2%、封裝測試業(yè)實現(xiàn)銷售收入498.16億元同比下降19.5%。我國集成電路總體上企業(yè)總體規(guī)模小，有人統(tǒng)計過，所有設(shè)計企業(yè)總產(chǎn)值不如美國高通公司的1/2、所有待工企業(yè)產(chǎn)值不如臺積電、所有封測企業(yè)產(chǎn)值不如日月光。

在芯片設(shè)計方面，我國主流芯片設(shè)計采用130nm和180nm技術(shù)，65nm技術(shù)在我國逐漸開展起來，雖然國際上一些廠商已經(jīng)開始應(yīng)用40nm技術(shù)設(shè)計產(chǎn)品了，但由于65nm技術(shù)成熟，優(yōu)良率高，將是未來幾年贏利的主流技術(shù).設(shè)計公司數(shù)量不斷增長但規(guī)模都較小，屬于初始發(fā)展時期。芯片制造方面，2010國外許多廠商開始制造32nm的CPU但大規(guī)模采用的是65nm技術(shù)，而中國國產(chǎn)芯片中的龍芯還在采用130nm技術(shù)，中芯國際的65nm技術(shù)才開始量產(chǎn)，國產(chǎn)的自主知識產(chǎn)權(quán)還沒達(dá)到250技術(shù)。在封裝測試技術(shù)方面，這是我國集成電路企業(yè)的主要業(yè)務(wù)，也是我國的主要出口品，有數(shù)據(jù)顯示我國集成電路產(chǎn)業(yè)的50%以上的產(chǎn)值都由封裝產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造，隨著技術(shù)的成熟，部分高端技術(shù)在國內(nèi)逐步開始開展，但有已經(jīng)開始下降的趨勢雜志網(wǎng)。在電子信息材料業(yè)方面，下一代晶圓標(biāo)準(zhǔn)是450mm，有資料顯示將于2012年試制，現(xiàn)在國際主流晶圓尺寸是300mm，而我國正在由200mm到300mm過渡。在GaAs單晶、InP單晶、光電子材料、磁性材料，壓電晶體材料、電子陶瓷材料等領(lǐng)域無論是在研發(fā)還是在生產(chǎn)均較大落后于國外，總體來說我國新型元件材料基本靠進口。在半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)方面畢業(yè)論文提綱，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計我國95%的設(shè)備是外國設(shè)備，而且二手設(shè)備占較大比例，重要的半導(dǎo)體設(shè)備幾乎都是國外設(shè)備，從全球范圍來講美日一直壟斷其生產(chǎn)和研發(fā)，臺灣最近也有有了較大發(fā)展，而我國半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)發(fā)展較為緩慢。

我國規(guī)劃和建成了7個集成電路產(chǎn)業(yè)基地，產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)初步顯現(xiàn)出來，其中長江三角洲、京津的上海、杭州、無錫和北京等地區(qū),是我國集成電路的主要積聚地，這些地區(qū)集中了我國近半數(shù)的集成電路企業(yè)和銷售額，其次是中南地區(qū)約占整個產(chǎn)業(yè)企業(yè)數(shù)和銷售額的三分之一，其中深圳基地的IC設(shè)計業(yè)居全國首位，制造企業(yè)也在近一部壯大，由于勞動力價格相對廉價，我國集成電路產(chǎn)業(yè)正向成都、西安的產(chǎn)業(yè)帶轉(zhuǎn)移。

二、我國集成電路業(yè)發(fā)展存在的問題剖析

首先，我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈還很薄弱，科研與生產(chǎn)還沒有很好的結(jié)合起來，應(yīng)用十分有限，雖然新聞上時常宣傳中科院以及大專院校有一些成果，但尚未經(jīng)過市場的運作和考驗。另外集成電路產(chǎn)品的缺乏應(yīng)用途徑這就使得研究成果的產(chǎn)業(yè)化難以推廣和積累成長。

其次，我國集成電路產(chǎn)業(yè)尚處于幼年期，企業(yè)規(guī)模小，集中度低，資金缺乏，人才缺乏，市場占有率低，不能實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)，相比國外同類企業(yè)在各項資源的占有上差距較大。由于集成電路行業(yè)的風(fēng)險大，換代快，這就造成了企業(yè)的融資困難，使得我國企業(yè)發(fā)展緩慢，有數(shù)據(jù)顯示我國集成電路產(chǎn)業(yè)有80%的投資都來自海外畢業(yè)論文提綱，企業(yè)的主要負(fù)責(zé)人大都是從臺灣引進的。

再次，我國集成電路產(chǎn)業(yè)相關(guān)配套工業(yè)落后，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱。集成電路產(chǎn)業(yè)的上游集成電路設(shè)備制造的高端設(shè)備只有美日等幾家公司有能力制造，這就大大制約了我國集成電路工藝的發(fā)展速度，使我國的發(fā)展受制于人。

還有，我國集成電路產(chǎn)成品處于產(chǎn)品價值鏈的中、低端，難以提出自己的標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)，研發(fā)能力不足，缺少核心技術(shù)，處于低附加值、廉價產(chǎn)品的向國外技術(shù)模仿學(xué)習(xí)階段。有數(shù)據(jù)顯示我國集成電路使用中有80%都是從國外進口或設(shè)計的，國產(chǎn)20%僅為一些低端芯片，而由于產(chǎn)品相對廉價這當(dāng)中的百分之七八十又用于出口。

三、我國集成電路發(fā)展趨勢

有數(shù)據(jù)顯示PC機市場是我國集成電路應(yīng)用最大的市場，汽車電子、通信類設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)多媒體終端將是我國集成電路未來增長最快應(yīng)用領(lǐng)域. Memory、CPU、ASIC和計算機外圍器件將是最主要的幾大產(chǎn)品。國際集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐步走向成熟階段，集成電路制造正在向我國大規(guī)模轉(zhuǎn)移，造成我國集成電路產(chǎn)量上升，如Intel在2004年和2005年在成都投資4.5億元后，2007年又投資25億美元在大連投資建廠預(yù)計2010年投產(chǎn)。

另外我國代工產(chǎn)業(yè)增速逐漸放緩，增速從當(dāng)初的20%降低到現(xiàn)在的6%-8%，低附加值產(chǎn)業(yè)逐漸減小。集成電路設(shè)計業(yè)占集成點設(shè)計業(yè)的比重不斷加大，2008、2009兩年在受到金融危機的影響下在其他專業(yè)大幅下降的情況下任然保持一個較高的增長率，而且最近幾年集成電路設(shè)計業(yè)都是增長最快的領(lǐng)域，說明我國的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善和合理，設(shè)計、制造、封裝測試三行業(yè)開始向“3：4：4”的國際通行比例不斷靠近。從發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗來看都是以集成電路設(shè)計公司比重不斷加大，制造公司向不發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)移作為集成電路產(chǎn)業(yè)走向成熟的標(biāo)志。

我國集成電路產(chǎn)業(yè)逐漸向優(yōu)勢企業(yè)集中,產(chǎn)業(yè)鏈不斷聯(lián)合重組，集中資源和擴大規(guī)模，增強競爭優(yōu)勢和抗風(fēng)險能力，主要核心企業(yè)銷售額所占全行業(yè)比重從2004年得32%到2008年的49%，體現(xiàn)我國集成電路企業(yè)不斷向優(yōu)勢企業(yè)集中，行業(yè)越來越成熟，從美國集成電路廠商來看當(dāng)行業(yè)走向成熟時只有較大的核心企業(yè)和專注某一領(lǐng)域的企業(yè)能最后存活下來。

我國集成電路進口量增速逐年下降從2004年的52.6%下降為2008年的1.2%,出口量增速下降幅度小于進口量增速。預(yù)計2010年以后我國集成電路進口增速將小于出口增速，我國正在由集成電路消費大國向制造大國邁進。

四、關(guān)于我國集成電路發(fā)展的幾點建議

第一、不斷探索和完善有利于集成電路業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)模式和運作機制。中國高校和中科院研究所中有相對寬松的環(huán)境使得其適合醞釀研發(fā)畢業(yè)論文提綱，但中國的高端集成電路研究還局限在高校和中科院的實驗室里，沒有一個循序漸進的產(chǎn)業(yè)運作和可持續(xù)發(fā)展機制，這就使得國產(chǎn)高端芯片在社會上認(rèn)可度很低，得不到應(yīng)用和升級。在產(chǎn)業(yè)化成果推廣的解決方面?？梢越梃b美國的國家采購計劃，以政府出資在武器和航空航天領(lǐng)域進行國家采購以保證研發(fā)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用得以實現(xiàn)雜志網(wǎng)。只有依靠公共研發(fā)機構(gòu)的環(huán)境、人才和技術(shù)優(yōu)勢結(jié)合企業(yè)的市場運作優(yōu)勢，走基于公共研發(fā)機構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化道路才是問題的正確路徑。

第二、集成電路的研發(fā)是個高投入高風(fēng)險的行業(yè)是技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，有數(shù)據(jù)顯示集成電路研發(fā)費用要占銷售額的15%，固定資產(chǎn)投資占銷售額的20%，銷售額如果達(dá)不到100億美元將無力承擔(dān)新一代產(chǎn)品的研發(fā)，在這種情況下由于民族集成電路產(chǎn)業(yè)在資金上積累有限，幾乎沒有抗風(fēng)險能力，技術(shù)上缺乏積累，經(jīng)不起和國際集成電路巨頭的競爭，再加上我國是一個勞動力密集型產(chǎn)業(yè)國，根據(jù)國際貿(mào)易規(guī)律，資本密集型的研發(fā)產(chǎn)業(yè)傾向于向發(fā)達(dá)國家集中，要想是我國在未來的高技術(shù)的集成電路研發(fā)有一席之地只有國家給予一定的積極的產(chǎn)業(yè)政策，使其形成規(guī)模經(jīng)濟的優(yōu)勢地位，才能使集成電路業(yè)進入良性發(fā)展的軌道.對整個產(chǎn)業(yè)鏈，特別是產(chǎn)業(yè)鏈的低端更要予以一定的政策支持。由政府出資風(fēng)險投資，通過風(fēng)險投資公司作為企業(yè)與政府的隔離，在成功投資后政府收回投資回報退出公司經(jīng)營，不失為一種良策。資料顯示美國半導(dǎo)體業(yè)融資的主要渠道就是靠風(fēng)險基金。臺灣地區(qū)之所以成為全球第四大半導(dǎo)體基地臺就與其6年建設(shè)計劃對集成電路產(chǎn)業(yè)的重點扶植有密切關(guān)系，最近灣當(dāng)局的“科學(xué)委員會”就在最近提出了擬扶植集成電路產(chǎn)業(yè)使其達(dá)到世界第二的目標(biāo)。

第三、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以走先官辦和引進外資再民營化道路，在產(chǎn)業(yè)初期由于資金技術(shù)壁壘大人才也較為匱乏民營資本難于介入，這樣只有利用政府力量和外資力量，但到一定時期后只有民營資本的介入才能使集成電路產(chǎn)業(yè)走向良性化發(fā)展的軌道。技術(shù)競爭有利于技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，集成電路業(yè)的技術(shù)快速更新的性質(zhì)使得民營企業(yè)的競爭性的優(yōu)勢得以體現(xiàn)，集成電路每個子領(lǐng)域技術(shù)的專用化特別高分工特別細(xì)，每個子領(lǐng)域有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，不適合求小而且全的模式。集成電路產(chǎn)業(yè)各個子模塊經(jīng)營將朝著分散化畢業(yè)論文提綱，專業(yè)化的方向發(fā)展，每個企業(yè)專注于各自領(lǐng)域，在以形成的設(shè)計、封裝、測試、新材料、設(shè)備制、造自動化平臺設(shè)計、IP設(shè)計等幾大領(lǐng)域內(nèi)分化出有各自擅長的專業(yè)領(lǐng)域深入發(fā)展并相互補充，這正好適應(yīng)民營經(jīng)濟的經(jīng)營使其能更加專注，以有限的資本規(guī)模經(jīng)營能力能夠達(dá)到自主研發(fā)高投入，適應(yīng)市場高度分工的要求，所以民間資本的投入會使市場更加有效率。

第四、技術(shù)引進吸收再創(chuàng)新將是我國集成電路技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的可以采用的重要方式。美國國家工程院院士馬佐平曾今說過：中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有著良好的基礎(chǔ)，如果要趕超世界先進水平，必須要找準(zhǔn)方向、加強合作。只有站在別人的基礎(chǔ)上，吸取國外研發(fā)的經(jīng)驗教訓(xùn)，并充分合作才是我國集成電路業(yè)發(fā)展快速發(fā)展有限途徑，我國資金有限，技術(shù)底子薄，要想快速發(fā)展只有借鑒別人的技術(shù)在此基礎(chǔ)上朝正確方向發(fā)展，而不是從頭再來另立門戶。國際集成電路產(chǎn)業(yè)鏈分工與國家集成電路工業(yè)發(fā)展階段有很大關(guān)系，隨著產(chǎn)業(yè)的不斷成熟和不斷向我國轉(zhuǎn)移使得我國可以走先生產(chǎn)，在有一定的技術(shù)和資金積累后再研發(fā)的途徑。技術(shù)引進再創(chuàng)新的一條有效路徑就是吸引海外人才到我國集成電路企業(yè)，美國等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟不景氣正好加速了人才向我國企業(yè)的流動，對我國是十分有利的。

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[6]李珂.2008年中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧與展望[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2009，(3):6-10.

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[8]翁壽松.中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2009，(10):13-15，45.

[9]尹小平崔巖.日美半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭中的國家干預(yù)――以戰(zhàn)略性貿(mào)易政策為視角的分析[J].現(xiàn)代日本經(jīng)濟，2010，(1):8-12.

[10]李珂.2009年中國集成電路產(chǎn)業(yè)回顧與2010年發(fā)展展望[J].電子工業(yè)專用設(shè)備，2010，(3):5-6.

篇(5)

本書主要介紹了高豐度的28Si的超高分辨率的光致發(fā)光研究。這種高豐度的硅同位素獨有的特性，大大提高了光譜分辨率。本書揭示了該同位素的獨特特性及其摻雜的詳細(xì)成分，并糾正了先前研究中有誤的地方。書中還介紹了幾類不同的摻雜混合物成分，這些成分包含鋰、銅、銀、金、鉑等金屬的四或五個原子，并詳細(xì)介紹了這些成分的性質(zhì)和特點，如非聲子躍遷能量、非聲子同位素移動、局域振動模式的能量、局域振動模式能量的同位素移動。本書提供的關(guān)于這些同位素及其成分的數(shù)據(jù)，對解釋其形成、穩(wěn)定性及所具有性能的理論是非常有幫助的。

本書主要分為5章：1.引言和背景，主要介紹本書涉及到的一些基本概念和知識，包含硅同位素和硅中摻雜的過渡金屬的一些基本特性；2.在硅同位素中觀察到過渡金屬成分的研究發(fā)展歷史；3.相關(guān)的實驗方法；4-5.結(jié)果討論和分析。

本書為邁克爾·斯蒂格于2011年完成的加拿大西蒙弗雷澤大學(xué)博士學(xué)位論文。作者還因為本研究而獲得了“優(yōu)秀研究生院長獎?wù)隆薄＿~克爾·斯蒂格已發(fā)表了備受同行好評的若干篇學(xué)術(shù)論文，并參加多次國際學(xué)術(shù)會議。

本書適合于從事硅材料及半導(dǎo)體器件的研究生和研究人員閱讀。

楊盈瑩，助理研究員

（中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所）

篇(6)

一、科技情況考察報告

科技情況考察報告其內(nèi)容深度是介于科技論文和科普作品之間的。比起科普作品，它常常使用專業(yè)詞匯和術(shù)語來介紹抽象、深奧的科學(xué)知識和復(fù)雜的生產(chǎn)技術(shù)；比之于科學(xué)論文，則不像科學(xué)論文那樣注重論證說理?？萍记闆r考察報告是運用通俗易懂、明白入理的文字直述其所見到的科學(xué)技術(shù)事實，為科技工作者傳達(dá)科技方面的最新發(fā)展動態(tài)，進而為科研提供情報線索。

隨著科學(xué)研究的逐步深入，科技寫作的研究也碩果累累。在體裁上，科技情況考察報告由過去的類別單一發(fā)展為現(xiàn)時的多種類別并存，其中有：某一國家科技情況的考察報告；某一國家某一學(xué)科的考察報告；幾個國家某一相同學(xué)科的科技情況考察報告。體裁形式的多樣化，增強了科技情況考察報告的表現(xiàn)力度，為科技情況考察報告的寫作創(chuàng)造了更為廣闊的天地。

科技情況考察報告的格式為前言、概述、考察細(xì)目三個部分。

“前言”部分，主要是簡單地介紹本考察團的名稱、組成，考察過程中所訪問的國別、城市、機構(gòu)、參觀的具體單位等。

“概述”，也有單獨寫，或者和前言放在一起寫的。這部分主要是交待考察的總體情況。寫這部分內(nèi)容時，不但要寫得通俗易懂，而且要清楚地寫出考察的內(nèi)容和收獲。

“考察細(xì)目”是考察報告的主體，主要內(nèi)容都在這部分。寫法上，可把考察內(nèi)容分成若干條，然后逐條詳細(xì)介紹考察所獲得的專業(yè)內(nèi)容?？梢允褂每萍夹g(shù)語，語句力求簡明扼要。

科技考察報告

例文：

《日本半導(dǎo)體器件技術(shù)概況考察報告》的提綱是：

（1）題目

（2）考察團名稱

（3）前言

（4）綜述（介紹日本半導(dǎo)體的發(fā)展現(xiàn)狀、動向以及特點）

（5）日本集成電路發(fā)展概況和工藝

（6）日本集成電路的制版工藝

（7）日本集成電路生產(chǎn)的凈化技術(shù)

（8）日本集成電路的生產(chǎn)設(shè)備

（9）日本集成電路的外殼封裝

（10）日本微波半導(dǎo)體器件的發(fā)展概況。

二、科技會議考察報告

科技會議考察報告是為完整地反映各種科技會議所取得的成果而寫成的綜合材料。在這里，科技會議是其考察的基礎(chǔ)，會議上宣讀的各種文獻(xiàn)則是它要深入考察的所在，因為會議的主題內(nèi)容都反映在會議文獻(xiàn)中。

科技會議考察報告的寫作一般從兩個方面著手。

第一部分“概況”，要寫明會議名稱、主辦機構(gòu)，會議的時間、地點、參加人員，會議的主要議題、開會的方式等等。

第二部分“收獲”，這是考察報告的主體部分。包括三方面內(nèi)容：:

一是本次會議上本學(xué)科在研究方面的新動向，出現(xiàn)的新成果、新技術(shù)和新方法，那個分支領(lǐng)域?qū)⒊蔀閷W(xué)科發(fā)展的主流。

二是介紹會議的主要論文，要具體到圖表、數(shù)據(jù)、方法、論證、結(jié)論等。在方法上要注意選擇會議中最主要的論文，摘取其精華進行介紹，不能流水帳式地進行介紹，也不能照錄全文。

三是結(jié)合國內(nèi)具體情況，介紹國外在本學(xué)科上的科學(xué)管理、學(xué)科方向選擇、技術(shù)設(shè)備、數(shù)據(jù)處理等方面的先進經(jīng)驗，以便國內(nèi)借鑒、汲取、運用。

三、學(xué)科研究考察報告

學(xué)科研究考察報告，是科技研究人員為了某一科研目的，通過實地考察，得到研究成果而寫成的報告。

學(xué)科研究考察報告的范圍很廣。搞地質(zhì)的科研人員可以對某一地區(qū)的地層地質(zhì)發(fā)育情況進行考察，也可以對某一雪山的冰川進行考察；學(xué)生物的科研人員可以對某一稀有動物進行考察，也可以對某一經(jīng)濟作物的生長習(xí)性、經(jīng)濟價值進行考察。只要他們對實地考察得來的材料進行整理、分析，得出科學(xué)的結(jié)論，用文字表達(dá)出來，就可以成為學(xué)科研究考察報告。

學(xué)科研究考察報告的結(jié)構(gòu)方式靈活多樣，有直貫到底的，有分成幾部分的，還有采用日記體裁寫的。例如，我國古代地理學(xué)家徐弘祖的《徐霞客游記》，采用的是日記體裁；物候?qū)W家竺可楨的《雷瓊地區(qū)考察報告》在結(jié)構(gòu)方式上是“小標(biāo)題式”；地理學(xué)家徐蓉的《天目山冰桌的發(fā)現(xiàn)及其古氣候意義》在結(jié)構(gòu)方式是分成幾部分?jǐn)⑹龊驼撌觥?/p>

考察報告格式·民辦教育考察報告·服裝企業(yè)考察報告·赴外地學(xué)習(xí)考察報告

學(xué)科研究考察報告的格式是：

（1）題目；

（2）作者及單位；

（3）摘要；

（4）引言；

（5）考察方法；

篇(7)

關(guān)鍵詞：保溫控制；TEC；DS18b20；多通道

中圖分類號：V443文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

在現(xiàn)代，CCD相機在多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，成為人類獲取信息的主要工具之一。做為一種半導(dǎo)體集成器件，CCD相機對環(huán)境溫度變化非常敏感，環(huán)境溫度過高，引起光學(xué)和機械誤差將導(dǎo)致相機的視軸漂移和光學(xué)系統(tǒng)的波前畸變，造成影像模糊，嚴(yán)重破壞成像質(zhì)量，而環(huán)境溫度過低直接會導(dǎo)致CCD相機不能工作。這就限制了其在一些溫度環(huán)境相對惡劣條件下的使用 。如產(chǎn)品環(huán)境模擬試驗，環(huán)境溫度低溫達(dá)到-40℃，高溫要60℃，這就要求CCD相機應(yīng)具有較寬的工作溫度適應(yīng)能力，通常有兩種方法，一是采用制造工藝，生產(chǎn)寬溫器件，二是采用保溫措施保證CCD器件的工作環(huán)境溫度，因后者的成本較前者低，被廣泛采用。據(jù)此文中設(shè)計了多通道CCD保溫儀，采用DS18b20為溫度傳感器和TEC半導(dǎo)體為制冷制熱器件，STC89c52為中心控制器件，可實現(xiàn)-50℃～+70℃較惡劣環(huán)境溫度下CCD相機正常過工作條件。

1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本次設(shè)計的測溫系統(tǒng)不僅要求能夠?qū)崿F(xiàn)多通道同時測溫，而且測溫精度較高，圖1是保溫儀的系統(tǒng)硬件設(shè)計的總體框架。

1.1單片機控制系統(tǒng)

整個系統(tǒng)由STC89C52進行集中控制和管理。STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案 。

1.2單總線測溫系統(tǒng)

DS18b20是由美國DALLAS公司推出的第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易配微處理器等優(yōu)點，可以直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供處理器處理 。

DS18b20獨特的單線接口方式，它與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18b20的雙向通信，并且支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18b20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫，在使用中不需要任何元件，全部傳感器及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)，測量溫度范圍為-55℃―+125℃，可編程分辨率為9―12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃，0.25℃，0.125℃，在-10℃―+85℃時精度為±0.5℃ 。

1.3 驅(qū)動系統(tǒng)

驅(qū)動系統(tǒng)主要是控制保溫儀的加熱、制冷，以及散熱。通常制冷有風(fēng)冷、水冷、壓縮機制冷、TEC制冷等幾種方式 。本系統(tǒng)采用TEC加熱/制冷，TEC是利用半導(dǎo)體的熱―電效應(yīng)制取冷量的器件，又稱熱―電制冷片 。利用半導(dǎo)體材料的帕爾貼效應(yīng)，當(dāng)直流電通過兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時，在電偶兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，實現(xiàn)制冷的目的 。本系統(tǒng)采用TEC1-12706。系統(tǒng)采用了6片制冷片，同時控制六個保溫儀，輸入電壓選用12V，總的制冷功率達(dá)到 330W。為了保證TEC加熱制冷功率，會在TEC的一面加上散熱組件（風(fēng)扇和散熱片）。

驅(qū)動系統(tǒng)電路如圖4（a）所示，由單刀雙擲繼電器、PNP8550、IN4007以及 兩端接的TEC組成，通過三極管 、 的導(dǎo)通和截止來控制繼電器的吸合與斷開，從而使TEC兩端導(dǎo)通，對系統(tǒng)進行加熱或是制冷。繼電器兩端反接的二極管IN4007為消耗二極管，用來消耗反向電動勢。

1.4 LCD顯示系統(tǒng)

顯示系統(tǒng)采用128×64 的 LCD 顯示器。5V電壓驅(qū)動，帶背光，液晶顯示模塊是 128×64 點陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置國標(biāo) GB2312碼簡體中文字庫（16×16 點陣）、128 個字符（8×16 點陣）及 64×256 點陣顯示 RAM（GDRAM）。與 CPU 直接接口，提供兩種接口來連接微處理機：8位并行及串行兩種連接方式 。 本系統(tǒng)采用并行鏈接方式。圖5是其和單片機的接口。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件設(shè)計是保溫儀的重要組成部分，軟件流程圖如圖6所示。

上電以后，單片機首先對其進行初始化設(shè)置，設(shè)置與繼電器連接的個引腳輸出低電平，繼電器斷開，制冷組件停止工作，然后初始化12864，初始化DS18b20溫度傳感器，開始測溫，需要注意的是由于系統(tǒng)是多通道DS18b20同時測溫，所以需要先將DS18b20溫度傳感器的序列號讀取出來，然后在測溫時通過匹配序列號判斷所讀取的是哪個保溫儀的溫度，最后將各保溫儀的溫度與設(shè)定值相比較，如果不在設(shè)定溫度范圍內(nèi)則調(diào)用溫控子程序。根據(jù)實驗需要，在最開始將系統(tǒng)的溫度值設(shè)定為高溫25℃，低溫20℃，也可以根據(jù)實驗環(huán)境需要，設(shè)定溫度警報值，當(dāng)某個保溫儀內(nèi)溫度超出警報溫度范圍，則調(diào)用報警程序，并盡快將系統(tǒng)關(guān)閉，以免將其他器件燒毀。

3 應(yīng)用試驗

應(yīng)用在高低溫環(huán)境下對瞄準(zhǔn)鏡進行可靠性試驗，，需要CCD相機進行圖像采集，試驗溫度要求在-50℃～60℃。圖9（a）為高低溫箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，將CCD相機及保溫儀系統(tǒng)放到放在高低溫箱內(nèi)部，高低溫箱負(fù)責(zé)給實驗提供溫度條件。（b）保溫儀實物圖。

℃

高低溫箱溫度 1號保溫箱內(nèi)溫度 2號保溫箱內(nèi)溫度 3號保溫箱內(nèi)溫度 4號保溫箱內(nèi)溫度

-50℃ 19.8℃ 19.6℃ 19.4℃ 19.6℃

-40℃ 19.9℃ 19.7℃ 19.6℃ 19.4℃

0℃ 21.3℃ 22.1℃ 21.4℃ 21.7℃

40℃ 23.2℃ 24.1℃ 23.8℃ 24.0℃

50℃ 24.9℃ 25.1℃ 24.8℃ 25.0℃

保溫儀是為確保在一些極端溫度下實驗可以正常進行，所以系統(tǒng)采用的測溫精度為0.1，由測量結(jié)果可以看出在高溫和低溫情況下保溫儀內(nèi)溫度合理的控制在了CCD相機的工作溫度范圍呢，且四通道恒保溫儀溫度一致性比較好，溫度波動性小與±1℃，滿足了設(shè)計要求。

5結(jié)論

采用DS18b20為溫度傳感器的多通道TEC保溫儀，電路簡單，不易干擾，不僅為高低溫下進行的CCD圖像采集實驗提供了溫度保障，并且也可以應(yīng)用與其他極端溫度下的實驗，為工作溫度范圍較窄的電子器件提供溫度保障，保證了個電子器件在高溫或是低溫下正常工作，不影響實驗結(jié)構(gòu)，并且生產(chǎn)簡單，操作簡單，適合與多種實驗與生產(chǎn)中。

參考文獻(xiàn)

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