敏感材料和固态传感器的发展

木文介绍当前敏感材料和固态传感器发展的情况．新型敏感材料和新工艺的出现，使传感器不断趋向于微型化、智能化，而且性能也愈来愈好．固态传感器是当前主要发展方向．文中介绍了半导体传感器、固体陶瓷传感器、功能有机薄膜传感器、光纤传感器、表面波传感器和复合敏感材料传感器等方面的发展．在半导体传感器中着重介绍当前新兴的微机械加工技术和利用微机械加工技术及大规模集成电路技术发展出的智能传感器．     

动态光调控多态太赫兹超材料吸收器

基于光敏半导体材料电导率可被外部泵浦光调控的特性,通过在嵌套的类方环单元结构中嵌入半导体材料砷化镓,设计了一种动态光控单频/双频可切换的超材料吸收器。在此基础上,根据不同波长的泵浦光对不同半导体材料的激发特性,引入第二种半导体材料锗,将第一种结构进行拓展,提出了一种光可控的多频段超材料吸收器,利用不同波长的泵浦光调控半导体材料的电导率,实现了单频/双频/三频吸收状态任意切换的吸收特性。仿真结果表明,所设计的吸收器具有偏振不敏感和宽角度入射的特性,有望在调制器、频率选择器、探测器等领域得到应用。     

线宽增强因子对外光注入半导体激光器非线性单周期振荡特性的影响

线宽增强因子是影响半导体激光器输出特性的一个重要参量,不同材料不同结构类型的半导体激光器的线宽增强因子有较大的差异.利用光注入半导体激光器的单模速率方程模型,数值研究了线宽增强因子对外光注入半导体激光器的非线性单周期振荡特性的影响.结果表明:外光注入半导体激光器的动态特性对线宽增强因子的变化极为敏感,随着线宽增强因子的...     

稀磁半导体--自旋和电荷的桥梁

稀磁半导体可能同时利用载流子的自旋和电荷自由度构造将磁、电集于一体的半导体器件．尤其是铁磁半导体材料的出现带动了半导体自旋电子学的发展．室温铁磁半导体材料的制备，半导体材料中有效的自旋注入，以及自旋在半导体结构中输运和操作已成为目前半导体自旋电子学领域中的热门课题．稀磁半导体呈现出强烈的自旋相关的光学性质和输运性质，这些效应为人们制备半导体自旋电子学器件提供了物理基础．     

基于GaAs-AlGaAs非对称耦合量子阱材料的半导体弱光开关

提出了一种基于在GaAs-AlGaAs非对称耦合量子阱材料子带跃迁的量子干涉的半导体弱光开关，分析了驰豫速率γ21对光开关的影响，这种半导体弱光开关是半导体超晶格材料共振隧穿作用导致的子带跃迁的Fano干涉的结果，由于半导体结构与材料可以人为地选择，相干强度可以控制和改变，这种半导体弱光开关比采用原子系统更实用，这也是一种在半导体材料中实现一束光控制另一束光的方法。     

晶片、微电子与技术升级

人类社会正处在世纪之交的转变年代．２０世纪是科学技术突飞猛进的１００年，原子能、半导体、激光和电子计算机成为２０世纪的四大发明创造．可以看出，后三大发明是紧密相关的．激光器可以有气体激光器、半导体激光器和其他固体激光器等．其中半导体激光器是用半导体材料制作的．而组装电子计算机的芯片也是半导体集成电路．所以，可以说激光和电子计算机都是以半导体材料作为基础的．计算机和激光技术都是信息技术的重要支撑技术．因此，半导体材料技术在信息技术，以至于整个高技术领域有着举足轻重的作用．可以说半导体技术是人类进入…     

硅中δ掺杂的新进展

δ掺杂Ｓｉ材料是一种新型半导体材料，它是利用杂质工程和能带工程的结合来调节半导体的性质的。它的许多物质为低维半导体系统的研究开辟了一个新领域，同时正是这些物理特性使得该材料在硅基光电子晶件，电子器件研制中具有广阔的应用前景，文章介绍了硅中δ掺杂方面的研究新进展。     

基于二维半导体材料浮栅存储器的研究进展：从材料到结构

半导体浮栅存储器在半导体存储器乃至整个数据存储行业都占据着较大的市场份额，目前在计算机、便携式设备存储器等领域都有广泛应用.随着存储器件进一步小型化和集成化，在未来需要新材料和新结构对浮栅存储器进行革新以延续摩尔定律的发展.具有原子级厚度的二维层状半导体材料具有优异的电学性能和稳定性，被广泛认为是极具潜力的新型半导体材料之一，可用于下一代半导体浮栅存储器.本文主要介绍近年来二维半导体材料在浮栅存储器领域的应用，并对其未来的发展趋势进行了思考和展望.     

GaP材料热导率的测量

针对目前用于半导体材料掺杂浓度纵向深度分布测量用的方法，如Ｃ－Ｖ法、电化学法等方法对样品造成的损伤或污染，本文提出一种非接触式的光热法测量技术。并结合室温下光热法测得的实验数据计算了ＧａＰ∶Ｎ多层材料中不同杂质浓度下的热导率，获得热导率随半导体内掺入的杂质浓度增加而减小的关系。这一结果与现有用光热法测量单层结构的半导体材料得到的规律相符合，从而表明了用光热法对层状半导体材料进行掺杂浓度纵向分布测量的可行性；同时还讨论半导体内临近层间结晶程度的差异对光热信号幅度造成的影响。     

外推法测定半导体材料的折射率

利用半导体激光器，根据菲涅耳公式及折射定律，测量了部分半导体材料的复折射率的实数部分．     

谱带吸收式光纤温度传感器

本文提出了一种新颖的半导体谱带吸收式光纤温度传感器系统结构.分析了半导体谱带吸收式光纤温度传感器的原理,推导了其数学模型.该传感器用反射式传感结构,以砷化镓半导体材料作为温度敏感元件,并利用除法器消除了传感器光源的波动及光纤的连接损耗,使传感器具有结构简单、抗环境干扰、高可靠性特点.文中对传感器的整个系统进行了设计和分析,并进行了实验测试,实验结果显示:该传感器在－20～110℃的温度范围内有1℃的测量精确度,并且温度从110℃降到15℃时的时间响应为25s.     

吸收式光纤温度传感器的研究

提出了一种利用半导体光吸收谱随温度变化原理设计的半导体吸收式光纤温度传感器.该传感器用GaAs晶片作为温度敏感元件,以光纤作为传光介质,发光二极管作为光源,光电管作为光电转换器件.利用双光束补偿原理,消除了由于光源不稳定产生的干扰.研制出的光纤传感器具有体积小,结构简单,抗电磁干扰,灵敏度高等优点.实验表明:该传感器在－20℃~85℃温度范围内可以达到0.1℃的准确度,可以实现强电磁干扰下的高空飞行器内环境温度的测量.为进一步实现光传飞控系统中的温度测控奠定了基础.     

光纤温度传感器输出特性研究

设计了一种基于半导体光吸收原理用于对环境温度进行测量的光纤温度传感器.该传感器使用砷化镓晶体为温度敏感材料,采用透射式探头结构,以塑料光纤为传光介质,具有结构简单、可靠、成本低的特点;通过实验研究了采用不同光源时传感器系统的输出随温度的变化关系,分析了光源的光谱特性对传感器系统的测温范围及灵敏度的影响;最后提出一种采用双波长补偿系统提高系统抗干扰能力和稳定性的改进意见.     

Characteristic responses of a semiconductor gas sensor depending on the frequency of a periodic temperature change

A novel gas-sensing system based on a dynamic nonlinear response is reported to enhance the selectivity toward sample gases using a single detector. A periodic temperature change was applied to a semiconductor gas sensor and the resulting conductance of the sensor was evaluated by fast Fourier transformation (FFT). The dynamic nonlinear response to the sample gases was further characterized depending on the frequency of the temperature change. The characteristic sensor response under the application of a temperature change was theoretically simulated by considering the kinetics of gas molecules on the semiconductor surface.     

采用半导体激光器自身pn结特性测温的 半导体激光器恒温控制

温度对半导体激光器的发射波长有很大的影响,而很多应用都要求半导体激光器的发射波长是稳定的。针对使用测温元件作为温度传感器进行半导体激光器恒温控制中存在的温度误差,提出了以半导体激光器自身pn结作为温度检测元件进行半导体激光器恒温控制的方法,设计了半导体制冷器的驱动电路。该方法利用pn结的温度敏感特性,首先通过实际测量标定pn结的温度与其两端压降的对应关系,然后通过测量压降得出相应的实际温度。实验结果表明,采用该方法消除了使用温度传感器进行半导体激光器恒温控制中温度梯度造成的恒温误差,提高了测量速度,显著减小了超调量,消除了静差和波动。     

基于单片机的光纤半导体温度传感器的研究

提出了一种基于单片机技术的光纤半导体温度传感器.利用GaAs晶体对光的吸收率与温度所存在的确定关系进行测温,并采用单片机进行信号检测与信号处理.实验表明,所研制的传感器具有较高精度,精度为0.2℃(-50～150℃).现场试用情况表明,此光纤半导体温度传感器具有较高时间稳定性、高重复性、高可靠性、高性价比等特点,是一种应用前景广阔的传感器.     

半导体制冷电脑CPU恒温散热研究

用风冷的方法给CPU降温存在着降温效率低、反应速度慢、风扇的机械转动可靠性差、噪音大等弊病.因此,这里设计了一种用半导体制冷降温的装置来提高CPU的散热效率.它用温度传感器检测电脑CPU温度,当CPU温度超过设定温度的时侯,控制电路供电使半导体制冷块制冷,使CPU温度保持恒定.为防止冷凝结露,采用绝热材料密封导热铜板及...     

SiC materials: a semiconductor family for the next century

The current status of SiC semiconductor materials is reviewed, with emphasize on forthcoming applications. In a first part one focuses on the most important physical properties. Then, power device and micro-opto-electronic applications, using both 4H and 6H-SiC, are presented. Technological problems which have to be solved in order to realize simple planar device are considered. Emphasize is set on the French and European efforts, and on the USA and Japan's ones. In a second part, one deals with advanced high temperature industrial sensor applications. Interest for cubic 3C-SiC eposited on Silicon On Insulator (SOI) is demonstrated and results of comparative examinations of different 3CSiC/SOI materials are briefly given.     

固体线膨胀系数测定仪的研制与改进

通过引入半导体恒温加热器、温度自动控制电路及拉杆式位移传感器,对现有的仪器进行改进,设计了数字智能化固体线膨胀系数测定仪.     

半导体光纤温度传感器

本文利用半导体材料的吸收光谱随温度变化的特性,研制了数字显示光纤测温仪。经过反复试验,该仪器在-20°～200℃温度范围内的测温精度为±2℃。