基于二维纳米材料的半导体器件模拟方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61250014
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0404.半导体电子器件与集成
  • 结题年份:
    2013
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2013-12-31

项目摘要

A self-consistent simulator based on Tight-binding-NEGF and 3D Poisson equation solver is developed by our group for graphene nanoribbons based devices. Based on the work we have done, the device simulation method for the two-dimensional nanomaterial based semiconductor devices including transition metal dichalcogenides (such as MoS2 ) and Silicene will be developed. .The method to correctly produce relevant electronic structure information including the band structure, density of states, Fermi energy for the two-dimensional nanomaterial with transition metal/sp3 hybridization will be investigated. The carrier transport mechanism of the two-dimensional nanomaterial will be evaluated and modeled. The reasons that the effective mobility of the two-dimensional nanomaterial based semiconductor devices degradation seriously will be investigated. The scattering model including phonon scattering, surface phonon scattering, surface roughness scattering and the other scattering mechanism which degradation the effective mobility will be modeled. .The method to simulate time-dependent transport in low-dimensional by using the nonequilibrium Green's functions (NEGF) especially including the scattering effect will be investigated. By combining NEGF-DFT with the NEGF-TB, a novel multi-scale modeling and simulation framework based on the nonequilibrium quantum transport will be developed. The software of device Simulation from band structure, transport properities to I-V characteristics for the two-dimensional nanomaterial based semiconductor devices will be developed, verified and calibrated. The works we will finish are the key points for the challenge of device simulating for nano-scale, low-dimensional semiconductor devices. Our work can help to develop CAD tool for the next generation of semiconductor devices.
本项目将在前期单层石墨烯纳米带器件模型、模拟研究及量子输云的含时模拟方法研究基础上,进一步开展基于过渡金属二硫化物等二维纳米材料的器件的模拟方法研究,发展适于过渡金属或sp3杂化等复杂情况下的电子结构计算方法,研究适于二维纳米材料特点的输运模型和模拟方法,研究影响基于二维材料半导体器件中载流子迁移率下降的原因,建立相应的模型,探索研究含时量子输运的模拟方法,发展从能带,输运直到I-V特性的基于二维纳米材料的原子级器件模拟方法,编写相应的程序并开展可计算性研究。其中电子结构计算、计入散射的量子输运模型与方法以及含时量子输运的模拟方法均是纳米尺度低维电子器件模拟中的关键共性问题,这些问题的突破将为我国新一代电子器件的研究提供理论基础和计算机辅助设计工具。

结项摘要

在过渡金属二硫化物二维纳米材料电子结构、应变效应、输运机理、散射机制及相应模型与模拟方法等方面开展了研究,基于密度泛函理论计算了二维和一维过渡金属二硫化物(MoS2,WS2)的电学特性,研究了层数,应力对二维过渡金属二硫化物的电学特性;研究了宽度以及钝化方式对过渡金属二硫化物纳米带的电子结构的影响;提出了有利于提高纳米带稳定性和载流子迁移率的钝化方式。开发了适于过渡金属二硫化物二维纳米材料的蒙特卡罗模拟程序,对单层二硫化钼中的载流子输运进行了模拟和验证,研究了单层二硫化钼中载流子的高场非线性输运,揭示了光学声子和声学声子对单层二硫化钼中载流子的不同作用;建立了考虑高k栅介质对外界杂质电荷的屏蔽效应和高k栅介质中的远程声子散射的散射模型,利用所建立的模型与模拟程序,解释了使用高k栅介质之后的过渡金属二硫化物二维纳米材料载流子迁移率远远低于只考虑声子散射情况下的载流子迁移率的原因,为基于过渡金属二硫化物二维纳米材料的器件设计和优化提供了理论基础和工具。一年来来我们在国内外核心刊物和国际会议上接收或发表论文5篇,其中被SCI收录1篇、另外2篇已接收的论文也将发表在SCI收录的刊物上。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Strain Affected Electronic Propertiesof Bilayer Tungsten Disulfide (WS2)
应变影响双层二硫化钨 (WS2) 的电子性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Japanese Journal of Applied Physics
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Zheng Xin;Lang Zeng;Yijiao Wang;Kangliang Wei;Gang Du;Xiaoyan Liu
  • 通讯作者:
    Xiaoyan Liu

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其他文献

制造企业服务平台如何创造价值?——日日顺与琴趣平台双案例研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    研究与发展管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘晓彦;简兆权;刘洋
  • 通讯作者:
    刘洋
基于海尔的服务型制造企业“平台 小微企业”型组织结构案例研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1672-884x.2017.11.003
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    管理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    简兆权;刘晓彦;李雷
  • 通讯作者:
    李雷
双栅肖特基源漏MOSFET的阈值电压模型(英文)
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    半导体学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘晓彦;杜刚;徐博卷;夏志良;曾朗;韩汝琦
  • 通讯作者:
    韩汝琦
互联网环境下服务战略与组织结构的匹配——基于制造业的多案例研究
  • DOI:
    10.7511/jmcs20170502
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    管理案例研究与评论
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    简兆权;刘晓彦
  • 通讯作者:
    刘晓彦
制造业服务化组织设计研究述评与展望
  • DOI:
    10.19616/j.cnki.bmj.2017.08.013
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    经济管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    简兆权;刘晓彦;李雷
  • 通讯作者:
    李雷

其他文献

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刘晓彦的其他基金

基于化合物半导体材料的新型器件模型模拟研究
  • 批准号:
    61674008
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    7.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
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  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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