• 用于生物遥测植入式天线体外测量的精确等效人体模型介电设计

  摘要：本文提出了一种高效的技术，利用传输矩阵法（TMM）在不同医学频率（402 MHz和2.45 GHz）下对不同人体模型进行植入天线的体外测量，以估算其有效复介电常数。这种基于计算电磁学的方法能够克服一些常用测量技术的局限性。TMM同时考虑了多层人体模型中不同组织层的反射系数和传输系数，从而预测有效复介电常数。为了验证该方法的预测准确性，设计了两款工作在FCC规定的两个医学频段（402 MHz的MICS频段和2.45 GHz的ISM频段）的天线，并将其放置在两种常见的人体模型中——三层心脏模型和七层大脑模型中。通过记录天线在广义多层模型和预测的均匀模型中的性能来评估预测的准确性。结果表明，基

  来源：IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation

  时间：2025-11-23

• 基于棕榈油的纳米流体的介电行为对闪电击穿电压的评估，及其在电力变压器中的应用

  摘要：本研究旨在通过添加纳米颗粒来改善精炼、漂白和脱臭的棕榈油（RBDPO）的性能，从而评估其作为电力变压器可持续绝缘液的潜力。具体而言，分别向RBDPO中添加了浓度为0.01 wt%的Fe3O4、TiO2和Al2O3纳米颗粒，以评估它们对介电性能和物理特性的影响。实验内容包括雷电冲击击穿电压（BDV）测试、Weibull统计分析、耗散因子测量以及动态光散射（DLS）分析，以评估颗粒分散情况。结果表明，TiO2纳米颗粒的增强效果最为显著。与未经改性的RBDPO相比，在63.2%的概率下，正极性下的击穿电压提高了32.80%，负极性下的击穿电压提高了32.01%。此外，含有TiO2的RBDPO具

  来源：IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation

  时间：2025-11-23

• 复合绝缘横臂在多因素耦合作用下的老化机理

  摘要：复合绝缘横担（CICA）可用于高压输电线路中，以替代传统的铁制横担和复合绝缘子。除了具有优异的绝缘性能外，CICA还能节省输电走廊等空间。然而，由于其水平布置方式，CICA在承受高温和高湿度环境因素的同时，还需承受复杂的机械应力。本文以110 kV的CICA为例，研究了在多因素耦合作用下的老化机制。界面性能的测试结果表明，湿热因素是导致老化的主要原因；同时，应力会通过促进水分渗透来影响界面性能。在多因素老化过程中，界面电流的变化可以分为三个阶段：电压-电流同步增长阶段、电压-恒定电流下降阶段以及界面击穿阶段。此外，CICA实验还显示，在硅橡胶和芯棒的老化过程中，湿热因素与机械因素之间存在

  来源：IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation

  时间：2025-11-23

• LDPE在直流击穿过程中的瞬态光谱特征及其与击穿统计数据的关联

  摘要：聚合物分解的本质是电荷传输不稳定性的增加。在电场的作用下，自由电荷与聚乙烯（PE）基体相互作用，导致能量以辐射（发光）和非辐射（热）两种形式释放。通过记录直流击穿过程中的时间分辨光学发射（OE）数据，我们对电荷传输和能量释放途径提供了观测上的限制，而不是简单地假设单一机制。本研究基于光谱测量技术，构建了一套用于宏观尺度低密度聚乙烯（LDPE）样品直流击穿发光测量的光谱系统，并在厚度分别为50 μm、100 μm和200 μm的LDPE样品的直流击穿过程中收集了光学信号。结果表明，直流击穿电场强度随着样品厚度的增加而减小；各样品的光谱在254 nm、270 nm、360 nm、430 nm

  来源：IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation

  时间：2025-11-23

• 真空电弧中电子密度分布的等效调控机制：横向磁场与接触间隙的作用

  摘要：以单断口直流真空断路器为研究对象，建立了一个用于收集直流真空电弧特性的实验平台。使用高速摄像机捕捉在横向磁场、平面触点以及不同换向间隙条件下真空电弧零区过程的图像。通过光谱仪采集Cu I 521.8 nm处的特征谱线，进而计算并分析了电子温度和电子密度。研究发现，在相同的工作条件下（换向间隙为6毫米），十字形横向磁场（TMF）触点能够有效调节电弧等离子体的空间分布。与无磁场情况相比，电子密度的径向分布均匀性显著提高，阴极接触面上中心与边缘之间的电子密度比值从7:1降至1.6:1。增大接触间隙也有助于改善电子密度的空间分布均匀性。在无磁场条件下，横向磁场间隙（6毫米）与增大接触间隙（10毫

  来源：IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation

  时间：2025-11-23

• 高压直流电缆30毫米绝缘层中径向导电性分布的分析

  摘要：本研究测试了电缆绝缘层不同位置的松弛电流、空间电荷和结晶度。计算了陷阱的径向分布，并分析了它们对导电性和空间电荷分布的影响。样品采用交联聚乙烯（XLPE），厚度约为0.22毫米，来源于一根±525千伏高压直流（HVDC）电缆的绝缘层（厚度为30毫米）。等温松弛试验在5千伏/毫米的电场强度下进行，J-E特性和空间电荷检测的电场范围分别为3-40千伏/毫米和6-80千伏/毫米。结果表明，陷阱密度沿径向先减小后增大。这种行为可能与电缆制造过程中的热量分布不均匀有关，从而影响了径向结晶度。J-E曲线的拟合斜率沿径向先增大后减小，与陷阱密度的变化趋势相反。然而，随着极化电场的增加，径向拟合斜率呈现

  来源：IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation

  时间：2025-11-23

• 在高达200°C的高温下用于SiC器件的硅橡胶的空间电荷特性

  摘要：为了研究高温下硅橡胶的空间电荷特性，本文开发了一种高温PEA空间电荷特性测量系统，其温度范围为室温（25°C）至200°C。该系统通过实际温度测量和校准满足了温度控制和测量的要求。利用该系统，本文研究了在25°C至200°C范围内，不同极性直流电压下硅橡胶的空间电荷特性和短路特性。随着温度的升高，电荷积累深度先增加后减小，电荷积累量也先增加后减小。负极性电荷的迁移速率大于正极性电荷的迁移速率。通过电荷耗散特性分析了不同温度下硅橡胶的陷阱特性。在较低温度下，无论是电子陷阱还是空穴陷阱，深陷阱的密度都大于浅陷阱的密度；当温度超过某一阈值后，浅陷阱的密度则大于深陷阱的密度。温度影响电荷的产生和

  来源：IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation

  时间：2025-11-23

• 针对易受辐射影响的应用场景，设计了一种具有增强软错误防护功能的稳健SRAM单元

  摘要：本文介绍了一种采用14个晶体管的软错误加固型SRAM单元（SEH-14T），旨在确保在高辐射环境中的稳定性能。该设计通过在敏感节点发生错误后策略性地延迟或阻止故障传播，同时加快受影响节点的恢复过程，从而提高了容错能力。故障注入仿真结果表明，即使在工艺、电压和温度（PVT）发生变化的情况下，SEH-14T单元也能有效抵御软错误。该单元具有较低的写入访问时间、较高的读写稳定性、适中的功耗，以及显著降低的单次事件翻转（SEU）概率，同时还具备较大的临界电荷和较低的软错误率。这些特性共同保证了其卓越的整体性能，使SEH-14T SRAM单元成为适用于辐射敏感应用的理想解决方案。

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 单向和双向脉冲电流引起的铜线电阻退化

  摘要：本文利用基于多物理场有限元方法的仿真和理论建模，分析了时变电流引起的金属线路电阻的电子迁移（EM）退化现象。研究表明，嵌入在刚性约束结构中的金属线路在受到时变电应力作用时，其内部产生的静水应力会表现出可逆的演化规律。在单向应力作用下形成的应力梯度控制着电载荷移除后的应力松弛过程；如果载荷极性发生变化，该应力梯度还会与电子迁移力共同作用于金属线路。单极脉冲电流通断期间自热效应的变化对应力松弛过程的影响较小。由于电子散射导致原子扩散激活能降低，金属线路的平均失效时间（MTF）随应力电流频率的增加而缩短。从散射电子传递到跳迁到相邻空位原子的能量取决于电场频率。对于在对称双极应力作用下的线路电阻

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 横向扩散型金属氧化物半导体在功率调制电路中单次事件性烧毁现象的研究

  摘要：随着功率调制电路从陆地和海洋环境应用到太空领域，作为这些电路关键组件的横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS）器件（尤其是在用作开关时）特别容易受到单事件烧毁（SEB）的影响。为了研究N沟道LDMOS（nLDMOS）和P沟道LDMOS（pLDMOS）在电路集成层面的SEB效应，本文提出了两种互补的单事件实验方法：（i）对用作功率调制电路中开关的互补LDMOS晶体管进行脉冲激光测试；（ii）对集成有nLDMOS和pLDMOS的功率调制电路进行重离子测试。实验结果证实，pLDMOS的SEB抗性优于nLDMOS。这项研究为未来航空航天应用中设计采用集成LDMOS器件的抗辐射功率调制电路提供了宝贵

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 总电离剂量对碳化硅MOSFET电气性能的影响

  摘要：本研究评估了总电离剂量（TID）对4H-SiC VDMOSFET的影响，重点关注在-4V和+10V的指定栅压下，以及高达3 Mrad的辐射剂量下，阈值电压、漏电流、导通电阻和击穿电压的变化。研究结果表明，在+10V栅压下阈值电压显著降低，而击穿电压略有下降。高温退火处理显著提升了器件性能，其效果优于室温退火处理。TCAD（Transistor-Circuit-Analytical Device）仿真结果支持了实验结果，有助于更深入地理解辐射引起的器件退化机制，这对于提高SiC器件在航空航天应用中的可靠性至关重要。

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 一种高度可靠的双节点容错型20T辐射加固SRAM单元，适用于航空航天领域

  摘要：在半导体器件中，由于技术进步和辐射效应的影响，单节点故障（SNU）和双节点故障（DNU）已成为严重问题。为了使SRAM单元能够在空间环境中具备抗干扰能力，研究人员提出了一种高度可靠的、耐辐射的20T（RT-20T）SRAM设计，该设计能够有效抵御单节点故障和双节点故障。仿真是在UMC 65nm CMOS工艺、27°C的温度下使用Cadence Virtuoso软件进行的。所提出的SRAM单元具有最少的敏感节点和节点对数量。与NS10T、QUCCE12T、QCCS、SCCS、DNUCTM、DNUSRM、QCCM12T、S4P8N、S8P4N、SCCS18T、CC18T、LPDNUR相比，

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 退火SiC MOS器件中再氧化诱导的非对称可靠性

  摘要：本研究通过击穿测试和偏压温度不稳定性（BTI）测试，系统地研究了后氧化退火（POA）过程中的再氧化对4H-SiC MOS器件稳定性的影响，比较了高温N2O退火和低温O2退火的效果。这两种退火方法都能降低漏电流并提高介电击穿强度，表明再氧化有效地抑制了SiO2/SiC界面处的电子陷阱，并增加了导带偏移。正偏压温度不稳定性（PBTI）的结果证实了正偏压温度稳定性的提升。然而，负偏压温度不稳定性（NBTI）表明在负偏压下器件稳定性下降，这归因于不利再氧化条件下产生的氧空位，这些氧空位会引入有害的空穴陷阱。这些发现表明，基于再氧化的退火工艺会对器件的长期高温可靠性产生不利影响，为SiC功率器件的

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• SiC MOSFET中由重离子辐照和栅极后应力引起的SiC损伤

  摘要：本研究详细探讨了SiC MOSFET中异常的SiC损伤形态及其相关的失效机制。这些器件在80 V的漏极偏压下，受到能量传递（LET）值为80.7 MeV∙cm/mg的钽（Ta）离子辐照。辐照后，进行了辐照后栅极应力（PIGS）测试，以引发氧化物击穿和相邻的SiC损伤。通过失效分析技术，发现了SiC损伤的独特特征，包括一个连接着细长体损伤轨迹的半圆形异常表面损伤区。此外，在损伤轨迹的上部还检测到一个局部晶体排列区域。进一步分析表明，这种异常损伤形态是由于初始离子撞击与随后的PIGS测试之间的协同作用所致。本文还进一步讨论了离子撞击以及PIGS测试过程中SiC结构破坏的影响。这一实验发现有助

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 基于NbOx的阈值开关器件的非传统工作原理及其在片上静电放电（ESD）保护中的应用

  摘要：保护集成电路免受静电放电（ESD）的影响仍然是半导体行业中一个长期存在的挑战，这一问题受到了研究和工业界的广泛关注。为了有效地将大量ESD电流从敏感器件中导出，片上ESD保护装置需要在极短的时间内（纳秒级别）变为导电状态，然后在放电事件结束后恢复到绝缘状态。绝缘体-金属转变（IMT）材料本身就具备这种特性。然而，关于常用的IMT材料——氧化铌（NbO2）的静电放电特性，目前的研究还非常有限。在这项研究中，我们对50纳米厚的NbO2垂直结构进行了传输线脉冲（TLP）测试，并利用X射线光电子能谱、扫描电子显微镜等手段分析了其ESD特性和失效机制。实验观察到了器件在TLP测试过程中的I-V曲线

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 单晶BaTiO3电阻退化机制研究：电场、温度与尺寸效应的多阶段演化规律

  在电动汽车、航空航天和可再生能源系统中，功率电子系统如同心脏般持续泵送能量，而电容器则是维持这颗心脏正常搏动的关键细胞。其中，基于钛酸钡(BaTiO3)的多层陶瓷电容器(MLCC)因其高介电常数、低等效串联电阻等优势，成为功率转换器的核心元件。然而统计显示，约30%的转换器故障源于电容器在高温高压下的退化失效，这就像电子设备中潜藏的"定时炸弹"。传统研究多聚焦于掺杂BaTiO3陶瓷材料，但晶界会阻碍氧空位迁移，使退化过程变得复杂。为揭示本征退化机制，Southern Methodist University的Menglin Wang团队选择非故意掺杂单晶BaTiO3作为模型系统，通过精确控制电

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 闪存故障位计数之间的可靠性相关系数

  摘要：NAND闪存设备的可靠性相关系数是一种统计指标，用于衡量在不同烘烤时间后，故障位计数（λFBC）之间的线性关联程度。通过对商用2D和3D NAND闪存设备在温度作用下的故障位计数（λFBC）随时间的变化进行测量，得出了这些设备的块级数据保留可靠性相关系数。当NAND处于120°C的烘烤温度下时，评估了初始故障位计数（t=0小时）与最终故障位计数（t=7小时）之间的相关性系数。由于λFBC的差异，垂直结构3D MLC NAND的可靠性相关系数临界值（r=0.93）远高于平面结构2D MLC NAND（r=0.60）。此外，我们证明高相关性系数（r=0.93）可以在不降低纠错能力的前提下，将

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 在热负荷作用下，TSV（Through-Silicon Vias）和TGV（Through-Gate Vias）互连结构中电气传输特性的演变

  摘要：硅通孔（TSV）和玻璃通孔（TGV）对于先进的芯片封装至关重要，它们实现了垂直互连并提升了带宽。芯片密度的增加导致热量产生大幅上升，这引发了TSV和TGV之间的热膨胀系数（CTE）不匹配问题，进而产生了内部应力，可能降低电气性能和可靠性。本研究探讨了TSV和TGV互连结构，在热负荷条件下评估了它们的电气传输特性，并以电气传输特性作为衡量标准来比较两者之间的可靠性差异。研究结果表明，TGV的电气传输特性通常优于TSV。特别是通过增加信号通孔间距和添加额外的接地通孔进行优化后，TGV在高频性能方面表现出显著提升。此外，热冲击测试显示，TSV在较低的热冲击次数下就会迅速出现传输特性下降，而TG

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 关于累积过程中界面缺陷的响应时间常数

  摘要：MOS器件的界面缺陷密度测量方法（如高低电容变化法（hi-lo CV method）和电导法）非常重要且应用广泛。界面缺陷的响应时间是这些测量方法及其结果解释中的一个关键参数。普遍认为，位于能带边缘附近的界面缺陷响应时间太短，无法通过这些技术准确测量，除非使用非常高的测量频率，但这会大大增加实验难度。因此，靠近能带边缘的界面缺陷通常被认为不可靠，一般不会被报告。在这里，我们指出人们对能带边缘缺陷的响应时间常数存在误解。具体来说，当电容器被偏置到积累状态（这是测量能带边缘附近缺陷水平的必要条件）时，缺陷的响应时间会趋于稳定，而不会继续减小。因此，常用的1MHz测量频率对于能带边缘附近的缺陷

  来源：IEEE Transactions on Device and Materials Reliability

  时间：2025-11-23

• 一种用于LES求解和ΔMV计算的实时硬件，在VVC仿射预测中应用

  摘要：随着互联网和移动设备的普及，数字视频已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。然而，由于数字视频数据量庞大，压缩变得至关重要。多功能视频编码（VVC）标准代表了视频压缩领域的最新技术，它引入了仿射预测机制来提高编码效率。不过，这种技术计算成本较高，需要专用硬件加速器才能实现实时处理。本文提出了一种实时硬件设计，用于在VVC的仿射预测过程中求解线性方程组（LES）并计算Delta运动矢量（ΔMV）。所提出的LES-ΔMV单元能够在40纳米ASIC芯片上处理超高清（UHD）4K@60fps的视频流，功耗仅为165.07毫瓦，占用281,920个逻辑门，且在BD-BR编码标准下的编码效率损失仅为0

  来源：IEEE Design & Test

  时间：2025-11-23

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