SiC因其优越的电学特性，已发展成为高压功率器件领域的翘楚。然而，SiC与SiO2界面存在高密度界面态，使得SiC MOSFET沟道迁移率远低于SiC材料本身的体迁移率，大大约束了SiC材料本身电学性能的发挥。为改善反型层沟道迁移率，不同功率器件厂商采用了不同的栅极氧化工艺，所实现的栅极氧化层界面态密度各有不同，现有的功率器件仿真软件提供的多种界面态能级分布模型都需要芯片厂商实际的流片数据作为支撑，这对功率器件上游设计人员产生了阻碍。基于此，文章通过流片测试数据，结合TCAD仿真软件给出了一种用于SiC MOSFET器件仿真的界面态能级分布模型。利用给出的界面态能级分布模型，与实际产品对比，仿真得出的I-V曲线与测试曲线基本重合。

研究了混合模式应力损伤对SiGe HBT器件直流电性能的影响,对比了混合模式损伤前后器件1/f噪声特性的变化。结果表明,在SiGe HBT器件中,混合模式损伤在Si/SiO2界面产生界面态缺陷Pb,导致小注入下基极电流增加;H原子对多晶硅晶界悬挂键的钝化作用引起中等注入区基极电流减小,导致电流增益增强。混合模式损伤缺陷位于硅禁带宽度内本征费米能级附近,虽然使基区SRH复合电流增加,却不会改变器件的低频噪声特性。

光子晶体确定性界面态因其在光波导等领域的广泛应用引起了研究人员广泛的研究热情。尝试利用光子晶体的有效电磁参数来对确定性界面态的产生进行预测，这是对现有能带的Zak相位理论的推广。有效电磁参数的优势在于不需要计算复杂的能带结构与Zak相位，用于更简便地设计光子晶体中的确定性界面态。与表面等离子体激元类似，确定性界面态的存在需要构成界面的两种光子晶体的阻抗之和为零，因此各向异性光子晶体中确定性界面态的存在只取决于特定方向的有效介电常数与有效磁导率。通过设计有效电磁参数满足条件的各向异性光子晶体，可以保证确定性界面态存在且只沿特定的界面方向传播。仿真结果证实了光子晶体有效介质理论的准确性以及界面态的存在。

从氧化后退火处理、氮化处理、碳帽、钡夹层、淀积氧化物后退火处理五个方面介绍了碳化硅钝化工艺。通过改进钝化工艺可以有效降低界面态密度。针对这几种钝化工艺对SiC/SiO2界面态密度的影响进行讨论,分析几种钝化工艺的优劣,并重点介绍了氧化后退火处理和氮化处理两种钝化方法。研究发现,NO氮化工艺能有效降低界面态密度,提高界面可靠性。该工艺适用于SiC MOS器件的制造。

作为一类具有代表性的光学共振模式,光学束缚态已被用于大幅增大古斯-汉欣位移。然而,在大多数的研究工作中,人们利用的是透射型的束缚态来增大古斯-汉欣位移。因此,古斯-汉欣位移的峰值位于透射谱的极大值(即反射谱的极小值)处,对应的反射率很低,这不利于实验测量与实际应用。本综述阐述了本课题组在近年来利用两种奇异的光学束缚态增大古斯-汉欣位移的研究情况。第一种光学束缚态为四部分光栅-波导复合结构中的连续谱准束缚态。古斯-汉欣位移的峰值位于反射谱的极大值处,反射率高达100%。第二种束缚态为光子晶体异质结中的界面态。界面态的反射率可由光子晶体的虚相位的失配程度进行灵活调节。古斯-汉欣位移的峰值虽位于反射谱的极小值处,但反射率仍可达到97.6%。这两种奇异的光学束缚态在大幅增大古斯-汉欣位移的同时,保持了较高的反射率,这克服了传统增大古斯-汉欣位移的方法的低反射缺点。由于这两种奇异的光学束缚态具有较高的反射率,古斯-汉欣位移将更容易在实验上被测量到,因此后续有望将其应用在各类高性能传感器、光开关、光存储器件、波分(解)复用器件和偏振分光器件的设计中。

基于传输矩阵法,通过计算一维有限光子结构的阻抗,研究了由反转对称层状光子结构构成的组合结构中界面态存在的条件。对于分别由反转对称中心不同的元胞构成的两个光子结构而言,其阻抗虚部在所有奇数带隙内符号相反,在偶数带隙内符号相同,因此两个反转对称结构存在阻抗虚部之和在奇数带隙内为零的特征频率,由两个光子结构构成的组合结构在该特征频率处存在一个界面态,同时整个组合结构的阻抗虚部在该特征频率处也等于零。若由多个反转对称中心不同的有限大层状结构按照交替排列的方式构成组合结构,则在同一个奇数带隙内会出现多个界面态,在这些界面态频率处组合结构的阻抗虚部仍然等于零,各界面态光波的电场分布在组合界面处表现出显著的局域性。通过改变其中一部分结构的元胞数来调控组合结构中出现的多个界面态的位置,可满足不同的应用需求。

设计并制备了基于石墨烯/n型硅肖特基结的光电探测器，并从能带角度研究和分析了其I-V及C-V特性.结果表明，石墨烯/氮化硅/硅（金属-绝缘层-半导体）电容器对器件的I-V及C-V特性有较大影响.在808 nm近红外光的照射下，器件反向电流和正向电流大小接近，归因于氮化硅/硅界面堆积的光生空穴向石墨烯/硅肖特基结的扩散，器件光响应度为0.26 A/W.基于热发射模型从I-V暗电流曲线提取的肖特基势垒高度及理想因子分别为0.859 eV和2.3.利用肖特基二极管耗尽层电容公式从C^-2-V曲线提取的势垒高度随着频率的增加而增加并趋于稳定在0.82 eV.由于界面态的影响，石墨烯/硅肖特基结耗尽层宽度随频率增加而增加，而硅施主原子的掺杂浓度及器件电容则随频率增加而减小.

基于Silvaco二维数值仿真研究了界面陷阱对背照式p-on-n台面型InSb光伏红外探测器串音和量子效率的影响,通过分析探测器中复合率分布、空穴电流密度分布、电场分布等与界面陷阱的空间分布及浓度的相关性,揭示了界面陷阱影响探测器的稳态性能的内在物理机制.研究结果表明,N-型InSb有源区与钝化层界面处的陷阱和像元台面间的界面陷阱都会在提高串音性能的同时降低量子效率,但由于两者作用区域不同,所以对两种性能的影响程度不同.

以P型<100>硅作为衬底, 采用射频磁控溅射技术, 在室温下制备了氮掺杂氧化铟锡锌薄膜晶体管(ITZO TFTs), 研究了氮气流量对氧化铟锡锌薄膜晶体管结构、光学、电学特性以及稳定性的影响。实验结果表明: 在不同氮气流量条件下制备的氧化铟锡锌薄膜均为非晶态, 在可见光范围内的平均透过率均在90%左右, 光学带隙数值在3.28~3.32 eV之间变化。在氮气流量为4 mL/min时制备的ITZO TFTs, 有源层与栅极电介质界面处的界面态密度(Nmaxs)仅为4.3×1011 cm-2, 场效应迁移率( μFE )为18.72 cm2/(V·s), 开关比(Ion/off)为106, 亚阈值摆幅(S)为 0.39 V/dec, 电学性能最优。栅极正偏压应力测试结果表明, 该器件具有最强的稳定性。因此, 适量的氮掺杂可有效地实现器件氧空位的钝化, 降低器件的界面态密度, 提高ITZO TFTs的电学性能及稳定性。