基于半导体仿真软件Silvaco TCAD对薄膜晶体管(TFT)进行器件仿真, 并结合实验验证, 重点分析不同绝缘层材料及结构对TFT器件性能的影响。仿真及实验所用薄膜晶体管为底栅电极结构, 沟道层采用非晶IGZO材料, 绝缘层采用SiNx和HfO2多种不同组合的叠层结构。仿真及实验结果表明: 含有高k材料的栅绝缘层叠层结构较单一SiNx绝缘层结构的TFT性能更优; 对SiNx/HfO2/SiNx栅绝缘层叠层结构TFT, HfO2取40 nm较为合适; 对含有高k材料的3层和5层绝缘层叠层结构TFT, 各叠层厚度相同的对称结构TFT性能最优。本文通过仿真获得了TFT性能较优的器件结构参数, 对实际制备TFT器件具有指导作用。

提出一种新型结构的表面传导电子发射导电薄膜，该导电薄膜在中间位置向内有凹陷，基于电形成过程中焦耳热引起薄膜龟裂的原理，会在凹陷附近诱导纳米级裂缝形成，控制纳米裂缝形成位置。分析了此结构导电薄膜对裂缝产生位置的影响及2种不同电形成方法对裂缝形貌的影响，测试了电子发射性能，得到了发射电流特性曲线和发光图像。实验结果表明，这种新型导电薄膜能一定程度上控制纳米裂缝的形成位置，有利于改进表面传导电子发射的均匀性，在阳极高压20 kV、阴极板电子发射单元施加的器件电压14 V时，新型结构导电薄膜实现了均匀发光，发射电流最大为18 μA。

采用聚焦离子束制备了500nm和1.5μm周期两种结构, 使GaN基LED光效显著提高。比较长、短周期光子晶体提高光效的程度、制备工艺、设备及其相应的成本，宜采用长周期光子晶体结构来提高蓝光GaN基LED的发光效率。采用聚焦离子束和激光干涉两种方法，在GaN基LED导电层（ITO）上制备了长周期光子晶体，利用光纤光谱仪、显微镜和功率计对光提取效率进行了实验测试，结果表明长周期光子晶体LED比无光子晶体LED的光提取效率提高了90%以上。还采用激光干涉直写方法，以扫描的方式在较大面积上制备了光子晶体LED, 确认了该方法及工艺批量化、低成本制备光子晶体的可行性。聚焦离子束方法虽然能够产生较精确的光子晶体图形，但由于耗时长、效率低、成本高等问题，仅适于在实验研究中选择和优化光子晶体的结构和参数。