SiC吸附極性分子誘導Lorenz電路的機理分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、氣敏薄膜器件吸附極性氣體分子產(chǎn)生微弱的電流變化可用來誘導混沌電路,進而產(chǎn)生不同混沌吸引子相圖可表征氣體濃度空間分布,由此制作的氣敏傳感器具有很大發(fā)展前景。目前雖然氣敏傳感器種類繁多,但在實際應用中存在各種各樣的問題,尤其對于那些與人們生命與財產(chǎn)息息相關(guān)的瓦斯傳感器在性能方面飽受詬病。傳感器的微型化、低功耗、高靈敏度和多功能化成為目前瓦斯器件的發(fā)展趨向。這就要求人們不僅要生產(chǎn)出優(yōu)良的氣敏材料,還要在已有的信號檢測方法基礎(chǔ)上改善和發(fā)展更好的

2、信號檢測技術(shù)。作為第三代半導體材料的典范,碳化硅因其寬禁帶、高電子遷移率、高飽和電子漂移速率等優(yōu)點,有利于高頻率、耐高溫、抗輻射、高穩(wěn)定性的傳感器件制作。基于混沌系統(tǒng)對初始條件高度敏感性和有界性的特點而發(fā)展而來的信號檢測方法,能顯著地提高相關(guān)傳感器的分辨率和靈敏度。
  為獲得SiC(011)表面吸附電導特性,本文基于第一性原理的密度泛函理論的計算,建立了CO分子在SiC(011)薄膜表面三個典型吸附位的化學吸附模型,對比分析了系

3、統(tǒng)吸附前后的表面結(jié)構(gòu)變化、吸附能以及差分電荷密度差圖。計算結(jié)果表明,在吸附過程中三個不同位置均能觀察到電荷的轉(zhuǎn)移過程。
  為了很好的將傳感器檢測到的微電流變化與混沌系統(tǒng)的吸引子軌跡變化聯(lián)系起來,本文以Lorenz混沌系統(tǒng)為研究對象,設(shè)計出相應的微電流信號處理電路來對極性氣體分子吸附在氣敏薄膜產(chǎn)生的微弱電流進行轉(zhuǎn)換、放大和數(shù)字化處理,最終滿足控制混沌電路的數(shù)據(jù)要求。并提出了模擬型混沌電路和數(shù)字型混沌電路以及相關(guān)的控制電路設(shè)計方案,

4、為進一步應用開發(fā)提供研究基礎(chǔ)。
  采用改進型模塊化的設(shè)計流程,利用分立元器件組成的非線性基本單元設(shè)計出相應的模擬型Lorenz電路。從Lorenz混沌電路的初始條件敏感性出發(fā),設(shè)計了兩種可行的混沌控制方案,一是電路元件參數(shù)敏感控制;二是電路初始值敏感控制。通過相關(guān)的電路分析和仿真結(jié)果對比,我們發(fā)現(xiàn)控制混沌電路的初始值,能更好地滿足微弱電流信號檢測的要求。
  基于IEEE-754標準的雙精度浮點數(shù)運算規(guī)范,對連續(xù)Loren

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