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纳米线MOSFET量子电容讨论 被引量:2
1
作者 张洪涛 《武汉工业学院学报》 CAS 2006年第4期29-31,共3页
讨论了纳米线MOSFET量子电容测量及影响因素,同时讨论了计算方法,得出量子电容为1.2 aF。观察到室温单电子遂穿现象,是一个单电子晶体管。提出了一种新的模型,解释室温出现大电流单电子库仑阻塞效应,认为是类似于库柏对电子对纳米线岛... 讨论了纳米线MOSFET量子电容测量及影响因素,同时讨论了计算方法,得出量子电容为1.2 aF。观察到室温单电子遂穿现象,是一个单电子晶体管。提出了一种新的模型,解释室温出现大电流单电子库仑阻塞效应,认为是类似于库柏对电子对纳米线岛“似单电荷”的库仑阻塞效应起作用,亦即进入岛的非单子而是电子对,出岛的也如此。这样就解释了大电流量子台阶出现的现象。 展开更多
关键词 纳米线 碳化硅 量子电容 单电子晶体管 库柏对
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量子电容谱测试系统研制
2
作者 诸君浩 刘坤 +1 位作者 郭少令 汤定元 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期225-230,共6页
采用差分电桥,超导磁体和双氦池等技术研制成功高灵敏的量子电容谱测试系统,系统灵敏度高达0.001PF,系统信噪比在测试频率大于100Hz、被测信号为10PF时高达150。
关键词 量子电容 测试系统 灵敏度
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双层堆叠对石墨烯材料量子电容影响的理论研究
3
作者 崔光宇 易宗琳 +2 位作者 苏方远 陈成猛 韩培德 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1062-1072,共11页
石墨烯材料由于比表面积大、导电性能好,被作为正极材料与多孔炭材料一起用于锂离子电容器。石墨烯材料在制备和使用过程中易发生片层堆叠积聚,难以保证单层存在。堆叠会影响材料的电子结构进而影响量子电容。为了考察层间相互作用对石... 石墨烯材料由于比表面积大、导电性能好,被作为正极材料与多孔炭材料一起用于锂离子电容器。石墨烯材料在制备和使用过程中易发生片层堆叠积聚,难以保证单层存在。堆叠会影响材料的电子结构进而影响量子电容。为了考察层间相互作用对石墨烯电子结构和量子电容性能的影响规律,基于密度泛函理论计算,本文系统研究了堆叠对于多种缺陷结构石墨烯材料的量子电容、表面电量等性能的影响。计算发现,由于层间相互作用以及基底层提供了部分电荷,单层石墨烯堆叠后量子电容性能增加,并且相较于完整和表面带有点缺陷的石墨烯,掺N双层石墨烯的量子电容提升幅度较大。同时在层间相互作用影响下,堆叠后拥有相近结构的石墨烯之间的量子电容性能差距减小。对于顶层不含悬挂键和孤对电子的石墨烯片层,发生堆叠后量子电容曲线随电压变化的波动趋势降低。 展开更多
关键词 石墨烯 缺陷 量子电容 态密度 密度泛函理论
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异质栅类MOS碳纳米场效应管中量子电容的影响
4
作者 周海亮 张民选 方粮 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第2期70-74,共5页
本研究小组提出的基于异质栅类MOS碳纳米场效应管器件设计结构不仅能增大开关电流比、调节阈值电压、降低器件功耗,而且还能有效消除传统类MOS碳纳米场效应管的双极性传输特性。但是,作为典型的低维系统,该新型器件设计不可避免地受到... 本研究小组提出的基于异质栅类MOS碳纳米场效应管器件设计结构不仅能增大开关电流比、调节阈值电压、降低器件功耗,而且还能有效消除传统类MOS碳纳米场效应管的双极性传输特性。但是,作为典型的低维系统,该新型器件设计不可避免地受到量子电容的影响。本文在分析其工作原理的基础上首次研究了量子电容对其传输特性的影响。研究结果表明,量子电容不仅能增大该新型器件的关断电流、减小开关电流比,而且还能破坏其单极性传输特性,给其在电路中的应用带来负面影响。本文最后给出了几点减少量子电容影响的建议。 展开更多
关键词 量子电容 异质栅 碳纳米场效应管 双极性传输 非平衡格林函数
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石墨烯量子电容的理论研究
5
作者 张馨 闫丹丹 +2 位作者 黄丽 王晓凤 杨光敏 《科技视界》 2015年第25期286-286,共1页
石墨烯的量子电容可通过N掺杂、空位缺陷和吸附过渡金属原子的方法提升,量子电容的增加与局限态接近狄拉克点或缺陷和掺杂造成的费米能级移动有关。
关键词 石墨烯 量子电容 狄拉克点
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硅烯量子电容的研究
6
作者 赵鑫宇 司雪 +4 位作者 佘维汉 郑力文 薛翔文 李子烨 杨光敏 《信息记录材料》 2020年第5期16-17,共2页
硅烯的总界面电容受到与量子电容与双层电容两部分共同调控,在低应用电位下,硅烯的量子电容限制了其性能。本文就硅烯的特性与量子电容的相关问题进行说明,硅烯是一种潜在的超级电容器的电极材料。
关键词 硅烯 量子电容 第一性原理
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锗烯基电极材料的量子电容研究
7
作者 司雪 杨鑫林 +3 位作者 李卓 王思奇 佘维汉 杨光敏 《科学技术创新》 2021年第26期23-24,共2页
锗烯在作为超级电容器电极材料方面有很大的应用前景。基于第一性原理的密度泛函理论研究,本文模拟计算了Au、Al、Ti金属原子及B、N、S非金属原子吸附锗烯的量子电容。结果表明吸附后的锗烯材料的量子电容得到明显改善,提高了总界面电容... 锗烯在作为超级电容器电极材料方面有很大的应用前景。基于第一性原理的密度泛函理论研究,本文模拟计算了Au、Al、Ti金属原子及B、N、S非金属原子吸附锗烯的量子电容。结果表明吸附后的锗烯材料的量子电容得到明显改善,提高了总界面电容,改进了超8级电容器能量密度低的问题。 展开更多
关键词 锗烯 超级电容 量子电容 第一性原理
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单层1T-VS_(2)的电子结构和量子电容性质研究
8
作者 李雯婷 王维华 《南开大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期73-78,共6页
以石墨烯为代表的低维材料由于费米能级附近有限的态密度,导致量子电容较低,限制了其作为电极材料的超级电容器双电层电容的提升.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,以1T-VS_(2)为例,研究具有类石墨烯结构的准二维材料的量子电... 以石墨烯为代表的低维材料由于费米能级附近有限的态密度,导致量子电容较低,限制了其作为电极材料的超级电容器双电层电容的提升.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,以1T-VS_(2)为例,研究具有类石墨烯结构的准二维材料的量子电容的微观机理及其性能调控.研究结果表明,铁磁性的本征和含V空位缺陷的1T-VS_(2)在零偏压处的量子电容为~300μF/cm^(2),远高于石墨烯.此外,含有V空位缺陷体系在负偏压区的高量子电容区间更加扩展,可以匹配更宽工作电压窗口的电解质材料,有利于提高能量密度. 展开更多
关键词 1T-VS_(2) 电子结构 量子电容 本征缺陷 第一性原理计算
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不同N掺杂构型石墨烯的量子电容研究 被引量:4
9
作者 杨光敏 徐强 +2 位作者 李冰 张汉壮 贺小光 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期354-359,共6页
超级电容器是一种利用界面双电层储能或在电极材料表面及近表面发生快速可逆氧化还原反应而储能的装置,其特点是功率密度高、循环寿命长.制备出兼有高能量密度的电极材料是当前超级电容器研究的重点.以提高电容储能为目标,通过掺杂N原... 超级电容器是一种利用界面双电层储能或在电极材料表面及近表面发生快速可逆氧化还原反应而储能的装置,其特点是功率密度高、循环寿命长.制备出兼有高能量密度的电极材料是当前超级电容器研究的重点.以提高电容储能为目标,通过掺杂N原子来调制石墨烯的电子结构,使用基于密度泛函理论的第一原理计算了不同N掺杂构型石墨烯的态密度和能带结构,拟合出了石墨烯的量子电容,分析了量子电容储能提升的原因. 展开更多
关键词 石墨烯 密度泛函理论 N掺杂 量子电容
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纳米隧道结的量子电容现象
10
作者 王兵 鲁山 +2 位作者 杨金龙 侯建国 肖旭东 《物理》 CAS 北大核心 2002年第4期200-202,共3页
利用STM针尖和二维Au纳米团簇构造的双隧道结 ,通过对单电子隧穿谱的测量 ,研究了纳米隧道结的电容随隧道结宽度的变化 ,发现电容随结宽度的变化偏离了经典电容的行为 ,为纳米隧道结的量子电容效应提供了实验证据 .
关键词 量子电容 纳米隧道结 单电子隧穿效应 半导体 量子力学
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量子电容对CNT填充的屏蔽型TSV的传输性能影响研究
11
作者 苏晋荣 张文梅 《量子光学学报》 北大核心 2017年第1期67-73,共7页
本文提出以苯并环丁烯(benzocyclobutene,BCB)或硅为介质层材料,用碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT)填充的屏蔽型硅通孔(Shielded Through-Silicon Vias,S-TSV)结构,利用等效传输线模型计算了其正向传输系数和衰减常数,分析了量子电容(Qua... 本文提出以苯并环丁烯(benzocyclobutene,BCB)或硅为介质层材料,用碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT)填充的屏蔽型硅通孔(Shielded Through-Silicon Vias,S-TSV)结构,利用等效传输线模型计算了其正向传输系数和衰减常数,分析了量子电容(Quantum Capacitance,Cq)对S-TSV传输性能的影响。研究发现,Cq能改善以BCB为介质层,填充多壁碳纳米管束(Multi-walled carbon nanotube bundle,MWCNTB)的S-TSV高于20GHz频段的传输性能。此外,Cq可以明显提升以硅为介质层的S-TSV的传输性能,且Cq的温度效应能与硅电导的温度效应平衡,从而提高S-TSV的热稳定性。 展开更多
关键词 碳纳米管 硅通孔 量子电容 正向传输系数
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石墨烯的量子电容 被引量:1
12
作者 邱晨光 徐慧龙 +1 位作者 张志勇 彭练矛 《物理》 CAS 北大核心 2012年第12期789-795,共7页
量子电容在半导体纳米材料和器件中是一个日趋重要的参数,测量和提取石墨烯的量子电容,不仅可以得到石墨烯的重要物理性质,而且对石墨烯晶体管的尺寸缩减行为具有重要指导意义.文章中采用简单工艺在石墨烯上制备出均匀超薄的高质量Y2O3... 量子电容在半导体纳米材料和器件中是一个日趋重要的参数,测量和提取石墨烯的量子电容,不仅可以得到石墨烯的重要物理性质,而且对石墨烯晶体管的尺寸缩减行为具有重要指导意义.文章中采用简单工艺在石墨烯上制备出均匀超薄的高质量Y2O3栅介质,其等效栅氧厚度(EOT)可缩减至1.5nm,通过控制栅介质厚度的变化,精确测量并提取了石墨烯量子电容,其电容值在远离狄拉克点时与理论计算相符合;在此基础上,文章作者提出了基于电势涨落的量子电容微观模型,通过采用单一参数——电势涨落δV,可以定量地描述Dirac点附近的量子电容行为,从而在全能量范围内实现对石墨烯量子电容测量值的完美拟合,并得到了石墨烯的相关重要参数.进而,作者从量子电容的角度,探索了石墨烯晶体管的性能极限,并比较其相对于Ⅲ-Ⅴ族场效应晶体管的潜在优势. 展开更多
关键词 石墨烯 量子电容 顶栅场效应晶体管 纵向缩减 Y2O3
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氮掺杂石墨烯的量子电容的第一性原理研究 被引量:1
13
作者 王瑾 吴杰 《南开大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期78-83,共6页
石墨烯和石墨烯基材料由于其大的比表面积和良好的导电性,最近已成为超级电容器潜在的电极材料而引起广泛关注.然而,由于费米能级附近低的态密度,本征石墨烯通常表现出非常有限的电容值.基于第一性原理,研究氮掺杂对石墨烯量子电容的调... 石墨烯和石墨烯基材料由于其大的比表面积和良好的导电性,最近已成为超级电容器潜在的电极材料而引起广泛关注.然而,由于费米能级附近低的态密度,本征石墨烯通常表现出非常有限的电容值.基于第一性原理,研究氮掺杂对石墨烯量子电容的调制,当引入氮掺杂时,石墨烯的量子电容可以增加一倍,这是由于掺杂的氮原子在态密度费米能级附近形成了较为局域的新态.进一步探究更高浓度的氮掺杂,发现量子电容在一定条件下有限增加.研究表明,氮掺杂可以有效改善石墨烯基超级电容器的量子电容. 展开更多
关键词 石墨烯 氮掺杂 量子电容 第一性原理计算
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微电极研究单分子层保护团簇的量子化电容充电 被引量:2
14
作者 陈玉静 胡效亚 +1 位作者 王胤 郭荣 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1779-1783,共5页
利用微电极在二氯甲烷溶液中研究了单分子层保护金纳米团簇 ( MPCs)的量子化电容充电效应 .用示差脉冲伏安法及循环伏安法获得了明显的 5对量子化电容充电峰 ,并测量出单个 MPCs的平均电容 .单阶跃计时库仑法的研究表明 ,每对峰对应于... 利用微电极在二氯甲烷溶液中研究了单分子层保护金纳米团簇 ( MPCs)的量子化电容充电效应 .用示差脉冲伏安法及循环伏安法获得了明显的 5对量子化电容充电峰 ,并测量出单个 MPCs的平均电容 .单阶跃计时库仑法的研究表明 ,每对峰对应于一个电子的充入或放出 .求得电荷传递系数α=0 .44和反应速率常数 k0 =1 .65× 1 0 -2 cm/s.与常规铂电极相比 ,微电极可获得更明显的量子化充电峰 . 展开更多
关键词 微电极 单分子层保护团簇 量子电容充电 金纳米团簇 电化学
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自组装单层保护金纳米团簇的量子化电容充电 被引量:1
15
作者 文莉 周剑章 +2 位作者 陈巧琳 陈国良 林仲华 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期9-13,共5页
本文研究自组装单层保护金纳米团簇(C12 Au MPC)在常温下二氯甲烷溶液中的量子化电容充电效应.示差脉冲伏安曲线显示金核平均直径为2.0nm的C12 Au MPC在-0.6~0.6V电位区间内有9个明显的量子化电容充电峰,其双电层电容总的变化... 本文研究自组装单层保护金纳米团簇(C12 Au MPC)在常温下二氯甲烷溶液中的量子化电容充电效应.示差脉冲伏安曲线显示金核平均直径为2.0nm的C12 Au MPC在-0.6~0.6V电位区间内有9个明显的量子化电容充电峰,其双电层电容总的变化趋势为在零电荷电位附近最小,随着电位正移或负移电容变大.而且随着该金核尺寸的增大,MPC双电层电容值也变大. 展开更多
关键词 自组装金纳米颗粒 量子电容充电 金核尺寸 库仑台阶
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碳纳米管中量子电容研究
16
作者 王光儒 陈闽江 《物理教学》 2015年第2期2-4,共3页
对纳米材料电容器电容的研究中,由于尺寸效应,需要考虑对经典概念的修改和补充。本文介绍了对于由碳纳米管材料作为极板之一的电容器电容特性研究的最新进展。
关键词 碳纳米管 电容特性 量子电容
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超电容储能电极材料的密度泛函理论研究
17
作者 徐强 司雪 +1 位作者 佘维汉 杨光敏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期260-267,共8页
由于量子限域效应和态密度的限制,石墨烯、硅烯等二维材料的量子电容在费米能级附近趋近于零.基于密度泛函理论的第一性原理研究发现,掺杂和吸附使石墨烯等二维电极材料的电子结构得以有效的调制,它促进狄拉克点附近局域电子态的形成和... 由于量子限域效应和态密度的限制,石墨烯、硅烯等二维材料的量子电容在费米能级附近趋近于零.基于密度泛函理论的第一性原理研究发现,掺杂和吸附使石墨烯等二维电极材料的电子结构得以有效的调制,它促进狄拉克点附近局域电子态的形成和/或费米能级的移动,从而使量子电容得到了提高.比较Ti(Au,Ag,Cu,Al)和3-B(N,P,S)掺杂单空位石墨烯(硅烯,锗烯)的量子电容,发现3-N掺杂单空位石墨烯和Ti原子吸附单空位硅烯、锗烯的量子电容明显得到了提升,量子电容分别为118.42μF/cm^(2),79.84μF/cm^(2)和76.54μF/cm^(2).另外还研究了3-N掺杂三种烯类的浓度效应,随掺杂浓度的增加,量子电容呈增加趋势.通过研究各掺杂体系的热力学稳定性问题,发现Ti是最稳定的吸附原子,因为Ti和C原子之间可以形成强键.在B,N,P,S掺杂单空位硅烯和锗烯中,S是最稳定的掺杂原子,而对于石墨烯,N掺杂的形成能最低,量子电容最高.上述二维电极材料的理论模拟计算为超级电容器和场效应晶体管中的实际应用做出了探索性的工作. 展开更多
关键词 量子电容 二维电极材料 掺杂 第一性原理
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二硫化钼在超级电容器中的应用
18
作者 商晓雪 司雪 +2 位作者 佘维汉 李卓 王思奇 《区域治理》 2020年第52期194-194,共1页
近年来,能源危机己经再次引起了广泛的社会关注并逐渐成为一个全球性的大问题。传统复合化石能源消耗过剩问题日趋严峻,研究人 员发现通过应用具有更加优越利用性能的新复合材料来帮助解决化石能源消耗问题已经发展成为一个促进现代人... 近年来,能源危机己经再次引起了广泛的社会关注并逐渐成为一个全球性的大问题。传统复合化石能源消耗过剩问题日趋严峻,研究人 员发现通过应用具有更加优越利用性能的新复合材料来帮助解决化石能源消耗问题已经发展成为一个促进现代人类经济发展的重大技术问题。 独特的二维矩形层状晶体结构、良好的分子电学反应性能和极大的比重和表面积等都是二维层状结构二硫化钼的优异化学特性。近年来在我国 能源化学领域已经引起了专业研究工作人员们的高度关注。在研究二硫化钼的量子电容时,定义为由总界面电容和双层电容共同调控,运用密度 泛函理论第一原理得出提升量子电容的最佳掺杂方式。本文就单层二硫化钼的电子结构与相关问题进行说明。二硫化钼材料是一种优异清洁的 超级导体电容器中的电极导体材料。 展开更多
关键词 二硫化钼 量子电容 密度泛函理论第一原理
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非水体系中单分子层保护团簇在超微铂电极上的量子化充电
19
作者 周培 胡效亚 +1 位作者 王赪胤 郭荣 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期117-121,共5页
用示差脉冲伏安法和循环伏安法比较了单层保护金团簇 (MPC)在超微铂电极和常规铂电极上 ,在四氢呋喃 (THF)溶液中的量子化充电行为。结果表明 ,超微铂电极表征MPC的电化学性质具有许多优越性。在没有电解质的 0 1mol/L己硫醇保护的金MP... 用示差脉冲伏安法和循环伏安法比较了单层保护金团簇 (MPC)在超微铂电极和常规铂电极上 ,在四氢呋喃 (THF)溶液中的量子化充电行为。结果表明 ,超微铂电极表征MPC的电化学性质具有许多优越性。在没有电解质的 0 1mol/L己硫醇保护的金MPC的THF溶液中 ,超微铂电极示差脉冲伏安扫描谱上可以出现 6对明显的量子化充电峰。在高速扫描的情况下 ,仍显示良好的电化学可逆性。单阶跃计时库仑法的研究表明 ,每对量子充电峰对应于 1个电荷的充放电。 展开更多
关键词 超微铂电极 单层保护团簇 量子电容充电
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