半导体纳米线(带)及其场效应器件与光电探测器研究的任务书.docx

半导体纳米线(带)及其场效应器件与光电探测器研究的任务书
任务书
研究主题：
半导体纳米线（带）及其场效应器件与光电探测器的研究
研究背景：
半导体纳米线（Nanowire）近年来成为了材料科学和纳米电子学领域的研究热点之一。它不仅具有具有微观尺度的尺寸特征，更不同于传统半导体材料的特殊性质，如高载流子迁移率、优异的光学、电学和力学性能。而纳米线场效应晶体管（NanowireFET）和纳米线光电探测器（NanowirePhotodetector）等器件结构具有紧凑、高性能、低功耗、集成度高等优势，并有望在深入了解其性能的基础上得到广泛的应用。因此，对纳米线场效应晶体管和纳米线光电探测器的研究，不仅有利于推动纳米电子学领域的进一步发展，而且也有望推动新型计算机和高密度存储器件的发展。
研究目的：
本课题旨在通过对半导体纳米线（带）的性质和制备方法的研究，实现纳米线场效应晶体管和纳米线光电探测器器件结构的设计，并通过实验测试与模拟仿真相结合的方法，全面分析其电学、光学特性、功能和机理，为其实际应用提供理论和实验基础。
研究内容：
1.半导体纳米线（带）的制备方法研究。采用液相法、气相法、束缚等晶格蒸发法等制备方法，表征半导体纳米线（带）的结构和表面状态，得到优质的纳米线（带）材料。
2.纳米线场效应晶体管器件的制备与性能研究。通过制备半导体纳米线（带）和刻蚀技术等相关方法，制造纳米线场效应晶体管，利用半导体器件物理学和微电子技术，对其电学特性、场效应、信号放大增益等方面进行实验测试和模拟分析。特别是研究优化界面是的表面源/漏极接触和电极材料，提高器件性能和稳定性。
3.纳米线光电探测器器件的制备与性能研究。采用半导体纳米线（带）制备方法制造高质量光电探测器件，对其光电转换功能进行实验测试，分析器件的响应速度、响应波长范围、量子效率、噪声等性能。研究信号放大和优化器件结构，以提高探测器的性能和稳定性。
4.实验测试与模拟仿真相结合的半导体纳米线（带）器件性能全面分析。通过实验测试和模拟仿真手段，对器件性能、机理和功能进行全面理解。并对器件在不同物理环境下表现出的结构的极限性能、稳定性和可靠性进行模拟研究。
研究计划：
本课题计划从2021年9月至2024年8月完成，研究周期为三年。
第一年：
1.收集半导体纳米线（带）的制备方法和相关表征技术的研究资料。
2.对半导体纳米线（带）的结构、表面状态和物理特性进行实验研究。
第二年：
1.利用半导体器件物理学和微电子技术，设计和制造纳米线场效应晶体管。
2.对纳米线场效应晶体管的电学特性、场效应、信号放大增益等方面进行实验测试和模拟分析。
第三年：
1.制造高质量的纳米线光电探测器。
2.对纳米线光电探测器的光电转换功能进行实验测试，分析器件的响应速度、响应波长范围、量子效率、噪声等性能。
3.实验测试与模拟仿真相结合的半导体纳米线（带）器件性能全面分析。
预期研究成果：
1.实现半导体纳米线（带）及其场效应晶体管和光电探测器的制备和优化设计，为其实际应用提供理论和实验基础。
2.理解和深入分析纳米线（带）的电学、光学特性、功能和机理，为其实际应用提供理论和实验基础。
3.在半导体材料、微电子技术、器件物理学和纳米电子学等领域取得一定的学术进展，为纳米电子学和信息技术的发展做出贡献。
4.发表学术论文，参加国内外学术交流会议和展览等科研活动，推动纳米电子学的发展和应用。