结构参量对左手材料通带位置影响的研究

基于金属短板对和连续金属线(short-slab pair and continuous wires)复合结构,从理论上系统地研究了在THz波段结构参量对左手材料通带位置的影响.数值模拟结果表明,改变金属板宽度或厚度、连续金属线的长度或厚度都会引起左手材料通带位置向较高频段偏移. 关键词： 负折射 左手材料 结构参量 通带     

抗磁悬浮振动能量采集器动力学响应的仿真分析

分析了微型抗磁悬浮振动能量采集器中悬浮磁体的受力特性,发现了能量采集器的单稳态和双稳态现象,研究了能量采集器在不同工作状态下该两种稳态类型时的动力学响应特性.当能量采集器处于非工作的单稳态状态时,其动力学响应是在线性系统的基础上加入非线性扰动、幅频响应曲线向右偏转;热解石墨板间距越大,非线性扰动越强烈,右偏现象则越显著.当能量采集器处于非工作的双稳态状态时,其动力学响应比较复杂,出现倍周期、4倍周期以及混沌等非线性系统特有的现象.当能量采集器处于工作状态的双稳态状态时,其振动频率和外界激励频率保持一致,进行周期振动.该研究对抗磁悬浮振动能量采集器的结构设计具有重要的参考价值,为提高能量采集器的响应特性和输出性能提供了理论指导.     

一种宽频带超材料吸波体的设计及其特性

为了获得吸收率高、吸波带宽宽的超材料,设计了一种谐振超材料吸波体.该吸波体由多个开口圆环组成,采用商业软件CST Studio Suite 2009频域求解器计算了其在25～35 GHz波段内的S参量,并计算了其吸波率A(ω),在28.4 GHz处吸收率达到86％,带宽达到3.5 GHz.利用不同吸波频段的叠加效应,设计了一种谐振超材料吸波组合体,计算了在25～35 GHz波段的S参量,在29.7 GHz处吸波率达99.9％,吸波带宽达到3.1 GHz,吸收率明显增加.将GHz波段的结构缩小1 000倍,在THz波段同样可以达到高吸收,说明超材料吸波体可以通过对结构尺寸调节改变吸收波段.同时,对其阵列进行仿真计算,发现不同的排列方式仿真结果不同.由于各个谐振环之间的相互作用对吸收效果影响较大,吸收率减小.该吸波材料由金属组成,能灵活地对介电常量和磁导率进行调节,从而实现高吸收.     

菲涅耳非相干数字全息大视场研究

菲涅尔非相干相关全息术(Fresnel incoherent correlation holography, FINCH)通过空间光调制器(spatial light modulator, SLM)将来自物点的光波分解为曲率半径不同的两束自相干光,干涉条纹由CCD记录.由于受限于SLM与CCD的像素数目及像素尺寸, FINCH技术与光学全息术相比记录视场要小得多.本文通过对FINCH系统的记录过程进行理论分析,给出了SLM所能记录的视场角,说明通过调控加载在SLM上的双透镜光轴中心,能够扩大SLM的有效直径从而将SLM的有效记录范围增大2.77倍,有效扩大了系统的记录视场.搭建了非相干光反射式数字全息记录系统并对理论分析进行了实验验证,结果表明:在SLM上依次加载不同光轴中心位置的双透镜掩模进行FINCH记录及再现,将得到的各子图像拼接融合可以得到高分辨率大视场图像,为菲涅尔非相干全息术在高分辨大视场显微成像的进一步应用提供了有力支撑.     

Effects of proton irradiation at different incident angles on InAlAs/InGaAs InP-based HEMTs

InP-based high electron mobility transistors(HEMTs) will be affected by protons from different directions in space radiation applications. The proton irradiation effects on InAlAs/InGaAs hetero-junction structures of InP-based HEMTs are studied at incident angles ranging from 0 to 89.9° by SRIM software. With the increase of proton incident angle, the change trend of induced vacancy defects in the InAlAs/InGaAs hetero-junction region is consistent with the vacancy energy loss trend of incident protons. Namely, they both have shown an initial increase, followed by a decrease after incident angle has reached 30°. Besides, the average range and ultimate stopping positions of incident protons shift gradually from buffer layer to hetero-junction region, and then go up to gate metal. Finally, the electrical characteristics of InP-based HEMTs are investigated after proton irradiation at different incident angles by Sentaurus-TCAD. The induced vacancy defects are considered self-consistently through solving Poisson's and current continuity equations. Consequently, the extrinsic transconductance, pinch-off voltage and channel current demonstrate the most serious degradation at the incident angle of 30?, which can be accounted for the most severe carrier sheet density reduction under this condition.     

Enhancement of radiation hardness of InP-based HEMT with double Si-doped plane

An anti-radiation structure of In P-based high electron mobility transistor(HEMT) has been proposed and optimized with double Si-doped planes. The additional Si-doped plane under channel layer has made a huge promotion in channel current, transconductance, current gain cut-off frequency, and maximum oscillation frequency of In P-based HEMTs. Moreover, direct current(DC) and radio frequency(RF) characteristic properties and their reduction rates have been compared in detail between single Si-doped and double Si-doped structures after 75-keV proton irradiation with dose of 5× 10¹¹ cm^-2,1× 10¹² cm^-2, and 5× 10¹² cm^-2. DC and RF characteristics for both structures are observed to decrease gradually as irradiation dose rises, which particularly show a drastic drop at dose of 5× 10¹² cm^-2. Besides, characteristic degradation degree of the double Si-doped structure is significantly lower than that of the single Si-doped structure, especially at large proton irradiation dose. The enhancement of proton radiation tolerance by the insertion of another Si-doped plane could be accounted for the tremendously increased native carriers, which are bound to weaken substantially the carrier removal effect by irradiation-induced defects.     

掩膜板凸出环隔离压缩式纳米压印施压气体的研究

在半导体微纳加工技术中, 纳米压印由于具备低成本、高产出、超高分辨率等诸多优势而备受研究者和半导体厂商的青睐, 有望成为下一代光刻技术的重要备选支撑技术之一. 然而在其施压流程中, 由于气体诱捕或陷入所造成的气泡缺陷问题直接关系到图案复制的成功率和完整性, 因此避免气泡缺陷, 阻止气泡进入模穴是亟待解决的关键问题. 提出一种适用于在气体环境中进行气压压缩式纳米压印工艺并避免气体进入掩膜板基板间隙的方法. 采用带有刻蚀一定宽度凸出环的掩膜板, 凸出环与基板形成环板毛细缝隙, 图形转移介质流体在其中形成毛细液桥, 使掩膜板-介质-基板形成独立的封闭腔, 转移介质黏附力所产生的静摩擦力及介质流体表面张力所诱导的毛细力抵抗施压气体, 有效地阻止气体进入空穴形成气泡缺陷.通过理论解析推导求出针对具有不同表面特性转移介质流体的凸出环有效宽度, 为掩膜板制备提供理论依据. 关键词： 纳米压印 凸出环 毛细液桥 静摩擦力     

单层MoSe2-WSe2平面异质结的可控生长及表征

二维(2D)材料由于其独特的性质和原子级厚度而受到了广泛的关注.尽管目前学术界与工业界已经成功地制备了具有不同光学和电学性质的单种2D材料,但是为了构建用于实际应用的更复杂的器件,必须开发用于制造2D异质结构的策略.在这里主要研究了单层二硒化钼(MoSe2)与二硒化钨(WSe2)平面异质结的生长,以水溶性钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)与钨酸铵((NH4)10W12O41)分别作为钼源与钨源,通过改进的一步生长法,并调控前驱体反应位置、含量与生长时间、温度等关键生长参数,采用化学气相沉积(CVD)法在SiO2/Si衬底上制备出平面异质结,并使用光学显微镜,拉曼光谱(RAMAN),光致发光光谱(PL),原子力显微镜(AFM),扫描电子显微镜(SEM)等,对异质结的样貌、物质组分、表面形貌、表面形态等进行表征.分析可见制备的异质结由单层硒化钼与硒化钨组成,且高度为0.8 nm.这种连续可控的方法具有很强的普适性,为其他多结异质结的制备开辟了道路.     

一种宽频带超材料吸波体的设计及其特性

为了获得吸收率高、吸波带宽宽的超材料,设计了一种谐振超材料吸波体.该吸波体由多个开口圆环组成,采用商业软件CST Studio Suite 2009频域求解器计算了其在25~35 GHz波段内的S参量,并计算了其吸波率A(ω),在28.4 GHz处吸收率达到86%,带宽达到3.5 GHz.利用不同吸波频段的叠加效应,设计了一种谐振超材料吸波组合体,计算了在25~35 GHz波段的S参量,在29.7 GHz处吸波率达99.9%,吸波带宽达到3.1 GHz,吸收率明显增加.将GHz波段的结构缩小1 000倍,在THz波段同样可以达到高吸收,说明超材料吸波体可以通过对结构尺寸调节改变吸收波段.同时,对其阵列进行仿真计算,发现不同的排列方式仿真结果不同.由于各个谐振环之间的相互作用对吸收效果影响较大,吸收率减小.该吸波材料由金属组成,能灵活地对介电常量和磁导率进行调节,从而实现高吸收.     

基于空间光调制器的非相干数字全息单次曝光研究

菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel incoherent correlation holography,FINCH)利用在空间光调制器(spatial light modulator,SLM)上加载双透镜模式对同一物点光分束自相干,并通过改变加载的相位因子得到不同的相移全息图.本系统利用SLM可分区编码调制特性,将FINCH成像中SLM上分三次加载的0°,120°,240°相位双透镜掩模各提取1/3组成一幅复合相移模式加载,并研究了三种相位分布方式对FINCH成像质量的影响.结果表明:三个相位在SLM上分布间隔越大,再现像越清晰.在此基础上,提出了一种新的掩模加载方式,在SLM加载透镜阵列,每一个相位因子对应一个双透镜,具有一个光轴.实验表明,通过这种加载方式,通过SLM后形成的三个相移图能够一次在电荷耦合器上记录,并且三个相移图不重叠,然后通过MATLAB编程计算将不同相移角度的全息图分别提取出来,通过三步相移计算合成一幅包含有物光波的复值全息图,最后通过数值再现算法重建待测样品.此系统可用于对光源相干性较低的实时成像系统,也为微小形变测量、动态物体的观测提供了新方法,为非相干数字全息术的发展提供了新思路.