渐近波形估计技术加速的频域有限差分法

本文提出了一种基于三维频域有限差分法（３Ｄ－ＦＤＦＤ）和渐近波形估计技术（ＡＷＥ）设计三维微波结构Ｓ参数的快速算法。在分析中,将输入和输出端口的电场分别展开成某抽样频率点处的泰勒级数,通过Ｐａｄｅ逼近及奇异值分解技术求出电场与频率的有理函数解析表达式,从而获得频带内的Ｓ参数,数值计算结果与已有结果吻合良好,并且与传统ＦＤＦＤ法相比,计算效率提高很多。     

不同形貌InxGa1-xN纳米材料的制备及发光性能研究

采用常压化学气相沉积法(APCVD),分别以金属镓(Ga),铟(In)和氨气(NH3)为镓源,铟源和氮源,在Si衬底上利用催化剂Au成功合成了不同形貌的InxGa1-xN纳米材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS)和光致发光谱(PL)对比研究了InxGa1-xN(x=0,0.25)纳米材料在形貌,化学成分,晶体结构以及发光特性的变化。分析结果表明:当没有催化剂时,所生成的InxGa1-xN样品形貌由片状结构自组装成花状结构,而在催化剂Au的作用下,生成的InxGa1-xN纳米晶的形貌变为以纳米线为轴在其上生长的片状的"塔"状结构;虽然在催化剂Au的作用下生成的InxGa1-xN(x=0.25)形貌发生了很大变化,但晶体结构未发生改变,均为六方纤锌矿结构;PL分析结果显示InxGa1-xN纳米结构的发光性能随着In含量的增加,发光谱的强度增加且同时出现了蓝光区,在催化剂Au的作用下生成的InxGa1-xN的发光强度最强。最后对不同形貌InxGa1-xN其生长机理做简单分析。     

S2-控制剂对Ag纳米产物的形貌及光学性能的影响

采用改装的微波冷凝回流装置,以乙二醇作为还原剂和溶剂,在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮的保护下,添加Na2S与AgNO3反应生成Ag2S,对Ag2S进行热分解即可获得Ag纳米产物。保持其它参数(加热功率、加热时间、表面活性剂浓度和反应物溶液浓度等)不变的条件下,通过改变Na2S的浓度得到不同形貌的Ag纳米产物。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和紫外-可见分析仪对所得Ag纳米产物的形貌、物相和光学性能进行分析表征,结果表明,在微波冷凝回流作用下,Na2S浓度的逐渐增大使银纳米产物经历了一个类球形-立方体-线形的形貌演变。此外,通过分析反应过程,对S2-如何影响Ag纳米产物的形貌及Ag纳米线的生长机理作了进一步研究探讨。     

n波导层铟组分对GaN基绿光激光二极管光电性能的影响

高功率GaN基激光二极管外延结构理论仿真对提高GaN基激光二极管的光电性能具有重要的指导意义。设计了一种n侧双波导结构的绿光激光二极管外延结构，讨论了激光器外延结构中n-In_xGa_1?xN波导层中铟组分对其光电性能的影响，揭示了n-In_xGa_1?xN波导层对激光二极管光电性能的影响机制。通过调控n-In_xGa_1?xN波导层中铟组分，调控外延层中的光场分布，使光场发生了偏移。结果表明，当n侧In_xGa_1?xN波导层中铟组分最佳值为0.07时，将光子损耗降低了0.2 cm?1，阈值电流由193.49 mA降低到115.98 mA，此外，器件的光子损耗最少，阈值电流最小，工作电压最低，从而提高了激光二极管的输出功率和电光转换效率。因此，当绿光激光二极管的注入电流密度为6 kA/cm2时，功率输出达234.95 mW。n侧双波导结构设计为制备高功率绿光激光二极管提供了理论指导和数据支撑。     

Ag作催化剂制备的GaN的形貌及其性能

用化学气相沉积法(CVD)在Si(100)衬底上以Ag纳米颗粒为催化剂制备了微纳米结构的GaN,原料是熔融态的金属Ga和气态的NH3。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、X-ray能谱仪(EDS)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、光致发光能谱(PL)和霍尔效应测试对样品进行了结构、成分、形貌和发光、电学性能分析。结果表明:生成的自组装GaN为六方纤锌矿的类似小梯子的微纳米单晶结构,且在不同的温度下,GaN的发光性能和电学性能也有所不同,相对于强的紫外发光峰,其它杂质发光峰很微弱,且均呈p型导电。对本实验所得到的GaN微纳米结构的可能形成机理进行了探讨。     

Ag/ZnO/ZnSe三元异质结的合成及其可见光光催化性能

以Ag纳米线为模板,通过两步水浴法合成了Ag/ZnO/ZnSe三元异质结光催化材料。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电子显微镜(FETEM)对样品的形貌和结构进行了表征。结果显示,Ag/ZnO/ZnSe三元异质结为蠕虫状的Ag/ZnO二元异质结外镶嵌着ZnSe小颗粒。在可见光下,对比纯Ag纳米线、纯ZnO纳米球、Ag/ZnO异质结对罗丹明B的可见光降解效率,结果发现Ag/ZnO/ZnSe异质结表现出了更高的光催化效率。其光催化性能的提高主要是由于Ag/ZnO/ZnSe异质结的作用促使电子空穴对的分离,降低了电子空穴对的复合机率,从而提高了材料的光催化效率。     

一维TiO2亚波长光栅的衍射异常现象及其结构设计

研究了一维TiO₂亚波长光栅（SWG）的衍射异常现象,具体表现为泄漏模共振效应和瑞利异常。研究表明,一定参数条件下的横磁波（TM偏振）和横电波（TE偏振）入射均会出现瑞利异常和泄漏模共振效应。在TM偏振光情况下,会出现传统的窄带、高衍射效率泄漏模共振效应,而在TE偏振光情况下,由于多个接近的泄漏模共振峰相互叠加,故会形成宽带、高衍射效率的反射谱。采用严格耦合波理论计算了一维TiO₂ SWG的衍射效率,研究了光栅周期、高度和占空比对光栅反射率的影响。当光栅周期为0.49μm,高度为0.25μm,占空比为0.34时,SWG具有TE偏振选择性,在0.52μm波段处的反射率接近1,且高反带（反射率达到99.9%以上）宽度为26 nm。优化各结构参数,得到光栅周期、占空比、高度的制作容差分别为1.6%、8.3%、2.0%,故SWG理论上可以作为垂直腔面发射激光器的反射镜。     

基于模糊RBF网络的噪声消除方法

为有效消除通信系统中的噪声干扰,利用模糊RBFI网络逼近未知系统模型的特性,将噪声传输过程综合为一非线性化模型,针对噪声传输特性,设计了模糊RBF网络结构,采用δ学习规则训练网络,实现了对未知非线性模型的精确逼近.仿真算例表明,与ANFIS方法相比,模糊RBF网络具有更高的逼近精度和更快的收敛速度.     

基于光栅结构薄膜太阳能电池吸收层结构设计和优化

设计了一种具有光栅结构砷化镓吸收层的薄膜太阳能电池,利用严格耦合波方法分析了矩形光栅和双层矩形光栅结构砷化镓吸收层在280~900nm入射波长范围内的吸收效率.分析表明:在吸收层厚度一定的条件下,矩形光栅结构相比于平坦形吸收层的吸收率有较大提高;双层矩形光栅吸收效果更为明显,其对可见光的吸收率在较大波长范围内比单层矩形光栅提高了至少10%,比平坦形提高了至少20%.可见通过结构设计,光子在光栅内随机反射增加了光在吸收层的作用时间和距离,增强了吸收层对光的吸收率,进而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率.     

1300nm应变补偿量子阱激光器光电性能研究北大核心CSCD

为了提升1300nm半导体激光器的光电特性,采取k·p方法的激光器模拟软件SiLENSe设计了GaAsSb/GaAsP/InGaAsSb应变补偿激光器,调控了有源区的能带结构,并对该结构进行了仿真计算。结果表明,与传统InGaAsSb/GaAsSb有源区对比,应变补偿结构LD2阈值电流从135mA降低至95mA。在15 A的注入电流下,工作电压从138 V降低至125 V,其输出功率从107W提高到121W,电光转换效率从521提高至646。这主要由于在势垒中引入张应变改善了有源区的能带结构,从而使载流子的泄漏受到抑制,器件性能得到了显著提升。该有源区的设计将对制备高性能中红外单模半导体激光器具有重要的理论参考价值。