介觀壓容效應(yīng)在傳感器應(yīng)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(jìn)一步發(fā)展方向。半導(dǎo)體材料的發(fā)展，Ⅲ-Ⅴ族等半導(dǎo)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(yīng)用到許多電子器件當(dāng)中，介觀壓阻效應(yīng)就是以Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)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(xué)信號作用下，納米結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力分布將發(fā)生變化，一定條件下應(yīng)力變化可引起內(nèi)建電場的產(chǎn)生，內(nèi)建電場將導(dǎo)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(xué)信號轉(zhuǎn)化為一個較強(qiáng)的電學(xué)信號。
　　以介觀壓阻效應(yīng)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(jìn)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(jìn)一步豐富、探索新型的傳感理論，本文提出了介觀壓容效應(yīng)，以及其作為傳感器件理論應(yīng)用的研究。
　　介觀壓容效應(yīng)，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(xué)信號作用下，引起材料應(yīng)力分布的變化，進(jìn)而發(fā)生應(yīng)變，材料應(yīng)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(jìn)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(xué)信號作用下的該結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變對電容值產(chǎn)生的影響，從理論上得出力學(xué)信號與其電容特性之間的關(guān)系，進(jìn)而證明該介觀壓容效應(yīng)可以作為一種微型傳感器應(yīng)用理論基礎(chǔ)。
　　本文從理論上證明了介觀壓容效應(yīng)，并以介