研究目的
研究金属-多层绝缘体-金属二极管中直流与高频电学特性等效的错误假设，并展示绝缘体层间正确的分压方法。
研究成果
研究得出结论：与常用的电容分压法不同，电阻分压法才是分析直流条件下双绝缘体MIM二极管的正确方法。该研究揭示了双绝缘体二极管在直流与高频条件下I(V)特性存在显著差异，强调不能利用直流特性来预测高频行为。
研究不足
该研究强调了利用直流特性预测多层绝缘体MIM二极管高频行为时存在的技术限制。潜在的优化方向包括精确测定材料特性以及开发更精准的仿真模型。
1：实验设计与方法选择：
研究通过制备单绝缘体和双绝缘体MIM二极管，比较其直流与高频特性。采用理论模型和仿真分析绝缘层间的电压分配情况。
2：样本选择与数据来源：
制备的二极管包含单绝缘体（Ni/NiO/CrAu）和双绝缘体（Ni/NiO/Al2O3/CrAu）结构。通过直流I(V)测量及10.6微米光照下的光学响应测量收集数据。
3：6微米光照下的光学响应测量收集数据。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括用于直流测量的四探针装置、用于光学测量的脉冲CO2激光器以及计算二极管面积的扫描电镜。材料包含镍、氧化镍、氧化铝、铬和金。
4：实验流程与操作步骤：
使用四探针装置测量直流特性，在10.6微米光照下测量光学响应以评估高频行为，通过仿真拟合实测数据并预测高频特性。
5：6微米光照下测量光学响应以评估高频行为，通过仿真拟合实测数据并预测高频特性。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：对直流I(V)数据进行指数拟合以消除噪声，仿真采用电阻与电容分压模型分析二极管的直流与高频行为。
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function generator
Agilent 33220A
Agilent
Used for pulse width modulation of the CO2 laser.
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shutter
SH05
ThorLabs
Used to monitor the noise level under dark conditions.
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half-wave plate
PRM1Z8
ThorLabs
Used to rotate the laser polarization with respect to the antenna axis.
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Ni
Used as a metal contact in the MIM diode structure.
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NiO
Used as an insulator layer in the MIM diode structure.
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Al2O3
Used as an insulator layer in the double-insulator MIM diode structure.
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Cr
Used as a metal contact in the MIM diode structure.
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Au
Used as a metal contact in the MIM diode structure, chosen for its low loss tangent at optical frequencies.
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CO2 laser
Synrad 48-1SWJ
Synrad
Used for illuminating the rectenna with 10.6 μm linearly polarized radiation.
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lock-in amplifier
SR830
Used for reference generation in the optical measurement setup.
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