锰钴镍型红外探测器空间环境效应与1/f噪声甄别方法

在模拟的空间环境试验中测试了锰钴镍型红外探测器的电阻值和低频噪声参量.采用钴-60源分别在10 rad(si)/s和0.1 rad(si)/s的剂量率下对两组样品累积辐照到总剂量150 krad(si),结果表明:在0.1rad(si)/s剂量率下探测器低频噪声退化量远大于10 rad(si)/s剂量率下的低频噪声退化量.对第三组样品先后施加了三种热应力,即无偏热应力(40℃,保持4h),加偏热应力(偏置电压±15 V,40℃,保持600 h)和无偏热循环(-40℃到40℃,温度变化率1℃/s,峰值温度保持1h,20个循环),结果表明:热应力试验中,样品电阻值变化规律相对一致,但低频噪声的退化趋势存在明显差异,且失效探测器表现为低频噪声突然增大.分析表明,无偏热应力与加偏热应力引起的低频噪声退化来源于电阻薄片内部的缺陷,而热循环导致的低频噪声退化来源于连接Pt引线焊点接触处的潜在缺陷.研究发现噪声系数是锰钴镍型红外探测器低频噪声退化的敏感参量,热应力与热循环则可以有效甄别该类器件噪声退化.     

锰钴镍型红外探测器空间环境效应与1/f噪声甄别方法（英文）

在模拟的空间环境试验中测试了锰钴镍型红外探测器的电阻值和低频噪声参量.采用钴-60源分别在10rad(si)/s和0.1rad(si)/s的剂量率下对两组样品累积辐照到总剂量150krad(si),结果表明:在0.1rad(si)/s剂量率下探测器低频噪声退化量远大于10rad(si)/s剂量率下的低频噪声退化量.对第三组样品先后施加了三种热应力,即无偏热应力(40℃,保持4h),加偏热应力(偏置电压±15V,40℃,保持600h)和无偏热循环(-40℃到40℃,温度变化率1℃/s,峰值温度保持1h,20个循环),结果表明:热应力试验中,样品电阻值变化规律相对一致,但低频噪声的退化趋势存在明显差异,且失效探测器表现为低频噪声突然增大.分析表明,无偏热应力与加偏热应力引起的低频噪声退化来源于电阻薄片内部的缺陷,而热循环导致的低频噪声退化来源于连接Pt引线焊点接触处的潜在缺陷.研究发现噪声系数是锰钴镍型红外探测器低频噪声退化的敏感参量,热应力与热循环则可以有效甄别该类器件噪声退化.     

一种数字有源降噪耳机控制器设计方法

为了得到一种作用于低频宽带噪声的有源降噪耳机,采用固定系数的数字控制器实施降噪,并提出了一种前反馈混合的控制器设计方法。比较了前馈及混合两种控制模式下对低频宽带噪声的控制效果;进一步提出了一种综合优化方法,改善噪声不同角度入射下的降噪性能。仿真和基于DSP平台的实验表明,提出的方法对多方向入射的20～1500 Hz低频宽带噪声均具有较好控制效果。     

一种用于主动降噪耳机的权重滤波误差信号滤波-x最小均方算法*

针对传统FxLMS算法前馈自适应主动降噪耳机系统因果性条件不足时在宽带噪声环境中产生的高频噪声抬升问题,该文引入权重滤波误差信号FxLMS算法用于抑制高频噪声的抬升,但该算法带来了低频降噪量不足问题。因此,进一步提出将固定系数混合控制器与权重滤波误差信号FxLMS算法结合,在解决高频噪声抬升问题的同时,保证了良好的低频降噪量。基于DSP平台实现了提出的主动降噪耳机方案。实验证明,该方案针对宽带和单频等噪声都取得了较好的降噪效果。     

超材料型周期管路声传播特性及低频宽带控制

船舶管路系统噪声的低频宽带控制是船舶设计和制造中亟待解决的关键问题之一。将超材料理论引入船舶管路系统的结构设计,构造了具有低频声波带隙的一维周期管路结构,并给出了周期管路声波带隙和声波透射系数的计算方法。计算结果表明,该周期管路同时存在声波布拉格带隙和局域共振带隙。在这两种带隙频率范围内,声波在系统中的传播将被衰减抑制。进一步发现,布拉格和局域共振带隙在一定条件会发生耦合,出现带隙耦合展宽现象,且两种带隙存在精确耦合条件。利用带隙耦合的展宽效应和低频设计,可实现声波在低频范围内的传播操控,从而达到船舶管路系统低频噪声宽带控制的目的。      

GaN HEMT栅边缘电容用于缺陷的研究

本文对GaN HEMT栅漏电容的频率色散特性进行分析,认为栅边缘电容的色散是导致栅漏电容频率色散特性不同于圆肖特基二极管电容的主要原因. 通过对不同栅偏置条件下缺陷附加电容与频率关系的拟合,发现小栅压下的缺陷附加电容仅满足单能级缺陷模型,而强反向栅压下的缺陷附加电容同时满足单能级和连续能级缺陷模型. 实验中栅边缘电容的频率色散现象在钝化工艺后出现,其反映的缺陷很可能是钝化工艺引入,且位于源漏间栅金属未覆盖区域的表面. 最后通过低频噪声技术进一步验证栅边缘电容提取缺陷参数的可行性. 低频噪声技术获得的单能级 关键词： HEMT 边缘电容 缺陷 低频噪声     

Sn掺杂ZnO薄膜的室温气敏性能及其气敏机理

采用化学气相沉积方法在预制好电极的玻璃基底上制备出Sn掺杂ZnO薄膜和纯ZnO薄膜. 两种样品典型的形貌为四足状ZnO晶须, 其直径约为150-400 nm, 呈疏松状结构. 气敏测试结果显示Sn掺杂ZnO薄膜具有优良的室温气敏性, 并对乙醇具有良好的气敏选择性, 而纯ZnO薄膜在室温条件下对乙醇和丙酮均没有气敏响应. X射线衍射结果表明两种样品均为六方纤锌矿结构. Sn掺杂ZnO样品中没有出现Sn及其氧化物的衍射峰, 其衍射结果与纯ZnO样品对比, 衍射峰向小角度偏移. 光致发光结果表明, Sn掺杂ZnO薄膜与纯ZnO薄膜均出现紫外发光峰和缺陷发光峰, 但是Sn的掺杂使得ZnO的缺陷发光峰明显增强. 将Sn掺杂ZnO样品在空气中退火后, 其室温气敏性消失, 说明Sn掺杂ZnO样品的室温气敏性可能与其缺陷含量高有关. 采用自由电子散射模型解释了Sn掺杂ZnO薄膜的室温气敏机理.     

溶胶-凝胶法制备Ce3+掺杂纳米SiO2材料光致发光研究

通过溶胶-凝胶技术制备了掺杂Ce^3＋离子的纳米SiO2材料,并经较低温度下煅烧,研究其光致发光（PL）性能。X射线衍射（XRD）及透射电子显微镜（TEM）测试结果表明该纳米材料具有非晶态结构,颗粒尺寸为20～30nm。对其光致发光谱的测定显示：经450℃低温煅烧,未掺杂SiO2样品的光致发光谱明显为多峰的宽带结构,而微量Ce^3＋掺杂的样品在230nm激发下存在着唯一的一个很强的、主峰位于346nm左右的紫外发光峰,与未掺杂SiO2及Cu^2＋掺杂SiO2样品的比较表明该发光峰并非常见的Ce^3＋离子的d-f跃迁产生的特征发光带,而是起源于SiO2中的某种本征缺陷中心。通过不同煅烧温度以及不同Ce^3＋离子掺杂量对346nm发光峰强度的影响,讨论该发光峰起源可能的结构模型。     

声管中的宽带脉冲法的水声材料吸声系数测量

现有的水声管吸声系数测量的脉冲法,由于水声管高度的限制,存在低频限制。提出了基于"后置""逆滤波的宽带脉冲声测试方法,在测量获得系统的传递函数后,换能器发射宽频短脉冲信号,然后对接收到的标准反射体和待测样本的反射信号分别进行逆滤波处理,恢复未经传递系统"污染"的反射信号,计算待测样品的反射系数和吸声系数。仿真实验分析了"后置"逆滤波相对于传统"前置"逆滤波的在低频测试方面优势。对橡胶材料样品进行了实验测试,无论在低频段还是中高频段,宽带脉冲法和CW (Continuous Wave)脉冲法测试结果均吻合较好。宽带脉冲法是一种有效的测试方法,其低频测试能达到350 Hz,能有效拓展低频测试范围。      

基于低频吸声超构材料的复合消声器研究*

针对管道内低频噪声难以抑制的问题，本文基于亥姆霍兹共振腔（HR）阵列吸声板和穿孔管消声器组合，设计了一种复合式宽带消声器。首先利用有限元法仿真分析传统穿孔管消声器，发现中低频消声能力较差，通过嵌入HR阵列吸声板吸收中低频噪声。采用仿真与实验的方式研究吸声板的声学性能：在400-1000 Hz频段内的平均吸声系数达到了0.88。然后对复合式消声器进行数值模拟及3D打印阻抗管实验测试对比：复合式消声器在400-1718Hz频率范围内的平均传递损失为18.15 dB ，最终实现了管道内全频带噪声有效控制。     

Initial decoherence in solid state qubits

We study decoherence due to low frequency noise in Josephson qubits. Non-Markovian classical noise due to switching impurities determines inhomogeneous broadening of the signal. The theory is extended to include effects of high-frequency quantum noise, due to impurities or to the electromagnetic environment. The interplay of slow noise with intrinsically non-Gaussian noise sources may explain the rich physics observed in the spectroscopy and in the dynamics of charge based devices.     

Low frequency noise in GaAs structures with embedded In(Ga)As quantum dots

Current–voltage and low frequency excess electrical noise characteristics of two different—Schottky diode and n-i-n diode—GaAs structures embedded with self-assembled In(Ga)As quantum dots are reported. We find the growth of quantum dots induces defects not only near the quantum dot but also extended to quite a distance toward the growth direction. In Schottky diode structure, comparing with the reference sample without the quantum dot layer, the current dependence of the low frequency noise spectral density indicated that the noise is from the generated interface states with the density increasing towards the band tail. Also the crystal quality of the Schottky diode including the quantum dot layer, deduced from the Hooge parameter, was slightly worse than that of the reference sample. For n-i-n diode structure, the current–voltage relation was linear, and a quadratic current dependence of the noise spectral density was observed. The Hooge parameter for the n-i-n structure was determined to be on the order of unity indicating the general degradation of the structure.     

PbS红外探测器低频噪声物理模型及缺陷表征研究

为了表征PbS薄膜光导红外探测器的材料缺陷,详细推导了1/f和产生-复合(g-r)噪声物理模型,并由实验数据验证了模型的准确性. 利用1/f噪声与表面缺陷关系,计算了不同偏压下表面陷阱密度. 得到该值随偏压升高而增加,由此得出1/f噪声与所加偏压成正比变化,与实验测试结果相一致. 在此模型基础上,研究了g-r噪声与深能级缺陷特征参量的关系,提出由低频噪声表征缺陷激活能、简并因子、俘获截面等缺陷参数的方法. 关键词： 红外探测器 1/f噪声')" href="#">1/f噪声 噪声')" href="#">g-r噪声 缺陷     

静电放电对功率肖特基二极管I-V及低频噪声特性的影响

本文基于人体放电模型分别对肖特基势垒二极管的阴极和阳极进行同一电压脉冲下的多次放电, 利用热电子发射理论、1/f噪声的迁移率涨落模型和白噪声理论, 分别深入研究静电放电损伤对器件I-V和低频噪声的影响. 结果表明, 静电放电作用于肖特基二极管阴极时损伤更严重, 噪声参量变化率更大. 随着放电次数的增加, 正向特性无变化, 反向电流总体增大, 偶有减小; 而正向和反向 1/f噪声均增大. 鉴于噪声与应力条件下器件内部产生的缺陷与损伤有关, 且更敏感, 故可将低频噪声特性用作肖特基二极管的静电放电损伤灵敏表征工具.     

部分耗尽结构绝缘体上硅器件的低频噪声特性

针对部分耗尽结构绝缘体上硅(silicon-on-insulator, SOI)器件低频噪声特性展开实验与理论研究. 实验结果表明, 器件低频噪声主要来源于SiO₂-Si界面附近缺陷态对载流子的俘获与释放过程; 基于此理论可提取前栅和背栅氧化层界面附近缺陷态密度分别为8×10¹⁷ eV^-1·cm^-3和2.76×10¹⁷ eV^-1·cm^-3. 基于电荷隧穿机理, 在考虑隧穿削弱因子、隧穿距离与时间常数之间关系的基础上, 提取了前、背栅氧化层内缺陷态密度随空间的分布情况. 此外, SOI器件沟道电流归一化噪声功率谱密度随沟道长度的增加而线性减小, 这表明器件低频噪声主要来源于沟道的闪烁噪声. 最后, 基于电荷耦合效应, 分析了背栅电压对前栅阈值电压、沟道电流以及沟道电流噪声功率谱密度的影响.     

Effects of junction defect healing in Germanium n-MOSFET through thermal annealing

In this paper, the impact of junction defect healing through thermal annealing in Ge n-metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) is thoroughly investigated. Germanium (Ge) is strongly affected by the presence of point defects within the crystal, which is the source of leakage current and low frequency noise. For MOSFET applications, these defects at the junction of the source and drain area are created by ion implantation. However, these can be significantly reduced by proper thermal treatment. Here, the effect of defect healing is investigated and presented through current–voltage characteristics of a n⁺/p diode and MOSFET I_D-V_G measurement, and secondary ion mass spectroscopy (SIMS).     

金属材料次表面缺陷成像检测系统及其应用

介绍了一种基于光热光偏转检测技术的原理,可以检测金属材料次表面缺陷空间分布的激光热波探测系统.该系统具有结构紧凑,调试简便,运行稳定,测试结果可靠的特点,它用半导体激光作泵浦光源和探测光源,采用电源调制的方式对泵浦光束进行调制,有频率稳定、噪音小的优点,同时系统可以用低压直流电源供电,为仪器化和便携化研究创造了条件.利用该系统对金属铝片次表面不同深度的凹槽作了检测,得到了与实际样品一致的检测结果.     

基于滤波差分的双阈值弱划痕提取算法

高质量光学元件表面缺陷中存在一些深度较浅或者宽度较窄的划痕,在暗场成像检测中,该类划痕产生的散射光灰度值很低,甚至淹没在背景光中,很难被目视或常规机器视觉识别,造成划痕缺陷的漏检。针对该问题,以既有的疵病检测系统为基础,根据划痕灰度的等级特征,提出双阈值法分类处理划痕缺陷。在低阈值的弱划痕处理中,根据弱划痕和背景的频率特征以及空间对比度特征,设计了频域滤波及背景差分算法。通过空间域以及频率域的滤波处理,排除高频噪声以及高亮度噪声,根据几何特征等提取弱划痕图像中的复杂背景。经差分处理后,提取弱划痕并增强对比度,最后与正常灰度级划痕信息一同通过高阈值(正常阈值)进行后续划痕的特征提取,即得到所有的划痕信息,为划痕缺陷总长度计算以及最大长度的分级判定奠定基础。实验结果表明,该算法避免了过低二值化阈值引入的背景等不规则噪声,使得划痕与背景的对比度大大增强。目前该算法已经应用于惯性约束聚变系统中大口径光学表面划痕的定量检测,并且使长度计量的准确度已提升到约80%。     

Low-Frequency Noise in Gate Tunable Topological Insulator Nanowire Field Emission Transistor near the Dirac Point

Low-frequency flicker noise is usually associated with material defects or imperfection of fabrication procedure.Up to now,there is only very limited knowledge about flicker noise of the topological insulator,whose topologically protected conducting surface is theoretically immune to back scattering.To suppress the bulk conductivity we synthesize antimony doped Bi_2Se_3 nanowires and conduct transport measurements at cryogenic temperatures.The low-frequency current noise measurement shows that the noise amplitude at the high-drain current regime can be described by Hooge's empirical relationship,while the noise level is significantly lower than that predicted by Hooge's model near the Dirac point.Furthermore,different frequency responses of noise power spectrum density for specific drain currents at the low drain current regime indicate the complex origin of noise sources of topological insulator.     

Modulation of noise in submicron GaAs/AlGaAs hall devices by gating

We present a systematic characterization of fluctuations in submicron Hall devices based on GaAs/AlGaAs two-dimensional electron gas heterostructures at temperatures between 1.5 to 60 K. A large variety of noise spectra, from 1/f to Lorentzian, are obtained by gating the Hall devices. The noise level can be reduced by up to several orders of magnitude with a moderate gate voltage of 0.2 V, whereas the carrier density increases less than 60% in the same range. The significant dependence of the Hall noise spectra on temperature and gate voltage is explained in terms of the switching processes related to impurities in n-AlGaAs.