MIM波导内嵌金属板结构Fano共振传感特性

基于法诺(Fano)共振传感特性,提出了一种金属-介质-金属(MIM)波导耦合矩形腔结构,目的是为了实现高灵敏度、高可靠性的折射率传感检测。通过耦合模理论和有限元数值模拟仿真,分析了矩形腔中有无内嵌金属板两种结构的Fano透射光谱特征,并且进一步优化了矩形腔内嵌金属板结构参数,最后阐明了结构参数对其传感特性的内在影响。结果表明,当入射光以TM模式入射到矩形谐振腔时,会形成两个Fano模式共振峰:第一种模式的品质因数(FOM)达9.4×10⁴,灵敏度为700nm/RIU;第二种模式的FOM达8.4×10³,灵敏度为1200nm/RIU。研究结果表明此结构设计实现了双Fano峰检测,同时各个模式品质因数都很高,这为高性能微纳光学折射率传感器的设计提供了一定的理论参考依据。     

高k HfLaO栅介质MoS2晶体管的性能研究

比较研究了HfO₂与HfLaO栅介质多层MoS₂场效应晶体管。实验结果表明,与HfO₂栅介质MoS₂晶体管相比,HfLaO栅介质MoS₂晶体管表现出更优的电性能。电流开关比高达1×10⁸,亚阈斜率低至76 mV/dec,界面态密度低至1.1×10¹² cm-2·eV-1,载流子场效应迁移率高达1×10⁹ cm²·V-1·s-1。性能改善的原因在于镧(La)对HfO₂的掺杂形成HfLaO化合物,减小栅介质薄膜的表面粗糙度,降低缺陷电荷密度,改善了栅介质/沟道界面特性,从而减小了界面态密度,抑制了库仑散射和界面粗糙散射。最终,提高了多层MoS₂晶体管的场效应迁移率,改善了晶体管的亚阈特性。     

多层透射式光纤氢气传感器的氢敏光谱特性

针对多层透射式光纤氢气(H₂)传感器其特殊的多层结构造成了类似于F-P 腔 效应的周期性光谱特性变化尚未可知问题,构建了一种适用于多层 透射式探头的原位H₂敏光谱观测系统,通过实验研究了在不同H₂浓度下这种多层膜 结构的光谱特性, 讨论了光源波长变化对传感器测量稳定性的影响规律,为进一步提高传感器性能奠定了实 验基础。实验 结果表明,光源波长变化对传感器测量的可靠性有显著影响,但是通过扫描波长的方式测 量可以有效避免这类H₂传感器的波长漂移问题,达到较高的测量可靠性。     

NH3等离子体处理钝化层致Ge MOS界面特性的改善

制备了以TaYON作为钝化层,以HfTiON作为高k栅介质的Ge MOS电容。研究了NH₃和N₂等离子体处理TaYON对界面特性的影响。结果表明,N₂和NH₃等离子体处理可以有效改善器件的界面及电性能,其中,NH₃等离子体处理的效果更好,可获得更高的k值(25.9)、更低的界面态密度(6.72×10¹¹ eV-1·cm-2)和等效氧化物电荷密度(-9.43×10¹¹ cm-2),以及更小的栅极漏电流(5.18×10-5 A/cm²@V_g=1 V+V_fb)。原因在于NH₃等离子体分解产生的N原子或H原子以及NH基团能有效钝化界面附近的悬挂键和缺陷态,防止GeO_x低k界面层的形成,N原子的结合也增加了介质的热稳定性。     

基于CdSe/ZnS和Alq3的白光量子点LED的研究

采用CdSe/ZnS红光量子点(QD),利用旋涂和真 空蒸镀工艺制备了结构为ITO/TPD+PVK/QDs/Alq₃/LiF/Al的量 子点发光器件(QD-LED),并对器件的发光性能做了测试。研究了ITO表面处理、TPD空穴 传输层和QD发光层的厚 度对QD-LED性能的影响,并通过调整QD发光层和Alq₃电子传输层的 厚度,制备了可用于照明 的白光QD-LED。实验结果表明,ITO的表面处理可有效降低器件的开启电压,开启 电压从9V降到7V左右; TPD空穴传输层和QD发光层的厚度对器件的电流密度和发光亮度有较大的影响,而Alq₃电 子传输层和QD发光层 的合理配比可以混合出较高色温的白光。通过优化器件各参数,当TPD和PVK质量比为5∶1、QD度为1.0mg/ml和 Alq₃厚为60nm时,制备的器件在15V电压 时发光效率达到了1500c d/m²,色坐标为(0.3628,0.3796) ,显色指数为88.1。     

层状下转换材料KLa0.90Nb2O7:Eu3+的制备和发光性质研究

利用高温固相反应法,制备了具有层状钙钛矿结构 的下转换材料KLa0.90Nb₂O₇:Eu³⁺。采用X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见吸收(UV-Vis)和荧光分光光度计分别对产物的晶体结构 、微观形貌和光致发光(PL)性质进行 了检测。XRD结果表明,产物KLa0.90Nb₂O₇:Eu³⁺属正交晶系的钙钛矿结构 晶体,产物中有EuNbO₄的杂相存在。煅烧温度和 时间分别为1150℃、12h是合成KLa0.90Nb₂O₇:Eu³⁺的适 宜条件。PL谱显示,在363nm波长激发下,KLa0.90Nb₂O₇:Eu³⁺有波长为578nm, 592和614nm 3个发光峰。KLa0.90Nb₂O₇:Eu³⁺因层状结构在制备薄膜 器件时具有优势,有望在光伏器件尤其是Si基太阳能电池中增加光电转换效率并且延长器 件使用寿命。     

表面等离子体共振类熊猫型光子晶体光纤传感器

分析了基于表面等离子体共振类熊猫型的光子晶体光纤传感器,采用基于全矢量有限元法（FEM）对光纤模式进行了数值计算,在各向异性完美匹配层（PML）边界条件下,求解模场的有效折射率。讨论了各个参量的尺寸对传感的影响。计算表明,激发的等离子体对环境介质折射率的变化非常敏感,所设计传感器最大光谱灵敏度达到2 μm/RIU,若光谱仪的分辨率为10 pm,则传感器的分辨率可以达到5×10-6 RIU。     

ZnO缓冲层改善Rubrene/C70有机太阳能电池的性能

通过制备结构为ITO/ZnO/C₇₀ /Rubrene/MoO₃/Al 的有机太阳能电池(OSCs),研究了ZnO作为阴极 修饰层对Rubrene/C70有机太阳能电池性能的改善。同时通过 优化ZnO的厚度研究了ZnO的工作机理。 从实验结果可以看出,随着ZnO厚度的变化,器件的短路电流密度(J_sc)、开路电压(V_oc)、填充因子 (FF)、光电转换效率(PCE)和串联电阻(R_s)等性能参数呈现出了规律 性变化,当ZnO层厚度比较 薄时,器件PCE随着厚度的增加不断增大,当ZnO层厚度为53nm时,器件PCE达到最高为1.13%, 对应的J_sc、V_oc、FF分别为2.82mA·cm－2、0. 84V、45.86%,R_s为66.2Ω·cm²,当ZnO层厚度继续增 加时,器件PCE开始减小。对比没有ZnO阴极修饰层,器件最优时 的Jsc、V_oc、FF和PCE 分别提高了49%、17%,R_s降低了56%。     

基于介质嵌层的热电式微波功率传感器特性研究

为改善热电式MEMS微波功率传感器的电-热-电转换效率,提出了一种新型介质嵌层结构。选用Si₃N₄、新型材料石墨烯分别作为介质嵌层。建立介质嵌层结构的热学模型,采用Ansys软件对热学特性进行了仿真。结果表明,当石墨烯作为介质嵌层时,热电偶热端的温度提高了12 K,有效改善了传热效率,提高了热电堆温差。建立介质嵌层结构的电磁模型,采用Hfss软件对微波性能进行了仿真。结果表明,在8~12 GHz范围内,S参数约为-18 dB,传感器仍具有良好的匹配特性。该介质嵌层结构对热电式MEMS微波功率传感器研究有参考价值。     

基于 InSe/MoTe2 异质结构的超灵敏宽光谱光电探测器

基于光栅效应的二维材料垂直结构可实现高灵敏度和宽光谱光探测器。本文报告了一种基于硒化铟（InSe）/二碲化钼（MoTe₂）垂直异质结构的高灵敏度光电探测器,该探测器在 365~965 nm 波长范围内具有出色的宽光谱探测能力。顶层的InSe用作调节沟道电流的光栅层,MoTe₂ 则用作传输层。通过结合两种材料的优势,该光电探测器的响应时间为 21.6 ms,比探测率在365 nm光照下可以达到1.05×10¹³ Jones,在965nm光照下也可达到10⁹ Jones数量级。外量子效率可达 1.03×10⁵%,显示出强大的光电转换能力。     

基于偏振复用的单边带光生毫米波传输系统的研究北大核心CSCD

光子辅助的毫米波通信因其超带宽优势在下一代宽带无线接入网中有着广泛的应用前景,本文基于单个激光源和一个双极化马赫-曾德尔调制器(dual-polarization Mach-Zehnder modulator,DP-MZM)的光路结构产生了频率稳定的偏振复用毫米波信号,联合VPI与MATLAB仿真环境对单边带(single sideband,SSB)偏振复用四相相移键控(polarization-division-multiplexing,PDM)quadrature phase shift keying,QPSK、16阶正交幅度调制(16-ary quadrature amplitude modulation,16QAM)和32阶正交幅度调制(32-ary quadrature amplitude modulation,32QAM)信号分别实现了70 km、65 km与50 km的有效传输,并结合概率整形(probability shaping,PS)技术在28 GHz波段上,以相同净比特传输速率对比分析了均匀16QAM与PS-16QAM,均匀32QAM与PS-32QAM的SSB矢量毫米波(millimeter wave,MMW)信号在光纤传输条件下的误码率(bit error rate,BER)性能。仿真结果表明:在相同净比特速率,以硬判决阈值3.8×10^(-3)为判断条件,在普通单模光纤(single-mode fiber,SMF)传输系统中,PS-16QAM/32QAM信号光功率约有0.3 dBm的提升,非线性光纤(nonlinear fiber NLF)传输系统中,PS-16QAM信号光功率约有0.8 dBm的提升,PS-32QAM信号光功率约有0.5 dBm的提升,结果表明:经过PS后的MMW信号光纤传输性能有明显改善。     

基于Agent的智能决策支持系统

针对传统DSS的不足，把专家系统和范例推理技术以及数据仓库、数据挖掘技术运用于DSS中，把传统的DSS改进为IDSS，鉴于agent技术构件重用等特点，把agent技术运用到IDSS中，提出了一个实现基于agent技术的IDSS框架，最后探讨了系统实现的主要技术。     

基于LGS的高温无线声表面波传感系统的研究

高温环境下供电和导线联接困难，一般电子元件难以正常工作，因此高温环境下温度、压力等物理量的监测一直是一项较难解决的技术难题。新兴的硅酸钾镧(LGS)压电晶体具有良好的压电和高温特性，为声表面波(SAW)传感器的高温应用提供了可能。该文分析了新兴LGS压电晶体的高温及SAW特性，讨论了它在高温无线无源传感方面的应用途径和关键问题。初步的实验证明了基于LGS的高温SAW无线无源传感系统的可行性。     

基于OTDR的准分布光纤温度报警系统

针对矿山、油田等易燃易爆地段温度报警的空间准确定位要求,研究了基于光时域反射计 (OTDR)原理的准分布光纤温度报警系统.依据系统的结构与原理分析,完成了半导体激光器(LD)的高速驱动电路和雪崩光电二极管(APD)增益的温漂补偿电路等硬件设计,优化了系统软件的编译.结合在线调试,设计了基于形状记忆效应的温度阈值执行器.试验结果表明系统能稳定运行,且具有1.5 m的空间分辨率和低于16 s的响应时间等优良的性能参数.     

Microcutting Materials on Polymer Substrates

The production of micrometer and sub‐micrometer features over large areas for use in electronic and optical structures remains challenging, particularly as requirements extend beyond traditional electronic materials to ceramics and polymers. We demonstrate that the technique of microcutting allows patterning of such structures on polymer substrates of these materials as exemplified by the ceramic indium tin oxide (ITO) and the conducting polymer poly(3,4‐ethylenedioxythiophene) (PEDOT). Given the brittleness of most ceramics such as ITO, this is very unexpected, but we find no evidence for microcracking and find high electrical conductivities in narrow tracks (∼2.5 μm) that are separated by less than 500 nm. The micrometer‐scale patterns also act as very efficient alignment layers for liquid crystals (LCs), and allow complex alignment patterns.     

The TR-UWB receiver based on spatial diversity

This paper presents a new Transmitted Reference (TR) Ultra-WideBand (UWB) receiver based on Spatial Diversity (SD), which employs Multi-Antenna Technology (MAT) to improve the performance of TR-UWB receiver. According to the amplitude of correlator output of every antenna branch, this paper analyzed the performances of the proposed TR-UWB receiver employing three different kinds of combina-tion strategies, i.e., Maximum Ratio Combination (MRC), Equal Gain Combination (EGC), and Selective Combination (SC), which are different from conventional ones, and theoretically proved that the performance of EGC is better than MRC. Simulation results verify that when EGC is adopted and BER=10–3, increasing three antennas provides Signal to Noise Ratio (SNR) gain of about 3 dB in CM4 channel and SNR gain of about 2 dB in CM2 channel.     

基于并联SOA的全光广播式超宽带脉冲形状调制技术

基于半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制(XGM)效应,采用SOA的并联结构,提出了一种全光产生广播式超宽带(UWB)脉冲形状调制(PSM)信号的方案。该方案同时产生三路超宽带PSM信号,具有多用户传输数据的能力,可为多址通信作理论基础;采用相向的工作方式可以改善输出信号的消光比。利用OptiSystem7.0软件对方案进行仿真,分析了输入信号脉冲宽度、输入光功率和波长对产生的超宽带PSM信号的影响,对信号的传输特性进行了研究。结果表明,本文方案对输入信号脉冲宽度和输入光波长具有良好的容忍度,并且给出了输入光功率的优化范围。     

基于GMPLS的动态分布式WDM网状网路由选择算法研究

研究了在基于GMPLS的WDM网络中,当节点不具备波长变换能力并且配备有限个光收发器对时,如何为到达的业务请求建立标记交换路径(LSP)的问题。提出一种以跳数和带宽碎片要求为权重,合理分配带宽资源的新算法。仿真结果表明,该算法在保证用户业务可靠性要求的同时,能够更有效地提高全网资源的利用率,并大大降低网络阻塞的可能性。     

基于单边带调制的直接探测光OFDM-RoF系统研究

研究基于单边带调制(SSB)的直接探测光正交频分复用-光载射频(OFDM-RoF)系统的性能。10Gbit/s的二进制数据信号经过QAM符号映射和OFDM调制后,与10GHz射频信号混频并驱动双电极LiNbO3马赫-曾德尔调制器(LN-MZM)产生SSB-OFDM信号,调制信号通过光纤传输至基站,进行直接探测转换为毫米波电信号后再无线发送到用户端。仿真结果证实,OFDMRoF系统在4QAM和16QAM两种调制格式下的EVM都满足FEC的要求。同时,理论分析并仿真验证存在一个最佳调制指数可以使信号传输性能达到最佳,并且最佳调制指数与光纤长度无关。     

超宽带脉冲信号的光学生成方法研究

近年来超宽带(UWB)通信技术迅猛发展,在测量、雷达技术、民用和军事无线通信中有着重要的应用,UWB-over-fiber技术已经成为目前研究的热点,其中就包括UWB脉冲信号的产生方法。区别于传统的电子学方法,光子学产生方法不受电子瓶颈制约,可以实现很高的带宽,并且具有抗电磁干扰、重量轻、结构紧凑的优点。通过对比国内外本领域研究成果,讨论及总结了以下三种原理的UWB脉冲信号的光学生成方法:1)相位调制-强度调制转换(PM-IM);2)半导体光放大器(SOA)的非线性效应;3)频谱塑形和色散所致频域-时域映射,然后对各种方案进行了对比分析。