用于中子位置灵敏探测器的SiPM性能研究

为满足中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)工程材料衍射谱仪的探测器需求,CSNS探测器组设计并研制了基于硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)读出的闪烁体探测器。本工作针对该探测器,选取了Sensl MicroFJ-30035-TSV和Hamamatsu S13363-3050NE-16两种型号的SiPM,开展了其击穿电压、增益、温度特性、暗计数率等关键性能的测试。测试结果显示,两者单光子分辨能力,增益、暗计数率等性能均可满足当前闪烁体探测器需求,相同过偏压下,前者增益高于后者,且Hamamatsu SiPM增益对温度更敏感。测试了两SiPM的温度补偿系数分别为22.0 mV/℃(Sens1)和53.6 mV/℃(Hamamatsu),为后续SiPM温度补偿电路设计奠定了基础。利用研制的探测器工程样机,在CSNS BL09下测试了两种SiPM读出的探测器对2.8 ?中子探测效率分别为76%和68%,为目标探测器及同类型探测器的SiPM选型提供了参考。     

基于Royer振荡器的硅基雪崩光电二极管偏压电路

针对雪崩光电二极管（Si-APD）所加偏压需要随环境温度作调整,且偏压电路所需的低纹波低噪声等因素,构建了以Royer振荡器和微控制器为核心的偏压电路。该Si-APD偏压电路以BL8032型同步降压控制器作为Royer振荡器的输入电源,以MS5221M型DAC作为该输入电源的调整单元,以AD8606型集成运放和AD7980型ADC作为Royer振荡器输出电压采样单元,以STM32F103TBU6型微控制器作为计算与时序控制单元。本偏压电路不仅具有温度自适应性,而且具有低纹波、低噪声、低功耗和电气安全隔离的特点,能在9～36 VDC宽输入电压范围和-40～70℃环境下良好工作。     

硅醚与硫(VI)氟化合物SuFEx点击反应进展

Su FEx点击反应自2014年被提出以后取得了快速的进展,分别从小分子制备与聚合物合成方面介绍硅醚与有机硫(VI)氟化合物之间的点击化学反应,对目前发展的硅醚与硫(Ⅵ)氟化合物Su FEx典型点击反应重点按照底物类型进行了梳理,探讨了未来的研究方向.     

可见光/路易斯碱协同催化的三氟甲基取代烯烃脱氟硅化反应研究

以三氟甲基取代烯烃为底物,使用硅硼烷为硅自由基供体,开发了一项可见光/路易斯碱协同催化的脱氟硅化反应新技术,实现了多样性偕二氟烯丙基硅砌块的绿色高效合成.新反应以奎宁环为路易斯碱催化剂,通过其对硅硼键的辅助活化促进硅自由基生成,表现出绿色温和、体系简单、易于放大、底物适用范围广和官能团兼容性强等优势.此外,本研究还初步展示了该类合成砌块在多类型含偕二氟甲基结构单元构建中的应用.     

基于光敏硅的多功能可重构超表面

提出一种双C环光敏硅可重构超表面,该超表面通过改变光敏硅电导率可以实现在太赫兹波段的多功能切换。当大小C环的电导率分别为5.0×10⁵ S/m和0 S/m时,所设计超表面表现为线-线极化转换器,在2.10～3.15 THz频率范围内极化转换率大于90%;当大小C环的电导率分别为0 S/m和5.0×10⁵ S/m,该结构在2.33～2.47 THz和2.78～4.40 THz频率范围内表现为线-圆极化转换器;当大小C环的电导率同时变化为2.5×10⁵ S/m时,该结构转化为吸收器,在2.40～4.60 THz频率范围内吸收率大于90%。将大小C环电导率都为0 S/m的单元与大小环电导率都为2.5×10⁵ S/m的单元进行编码,该结构在2.80～3.00 THz范围内实现近场成像。将大小C环电导率分别为5.0×10⁵ S/m和0 S/m的单元与大小环电导率都为0 S/m的单元进行周期性编码,该结构可实现对太赫兹波二分束和四分束。结果表明,通过改变外部光照条件,可以实现对所设计超表面...     

冶金法生产太阳能级硅的除硼方法、技术及工艺

太阳能作为一种绿色可再生能源受到了广泛关注,而杂质去除是从冶金级硅中获得太阳能级硅所需的纯化过程,对硅基太阳能电池的制备至关重要。冶金法制备太阳能级多晶硅新工艺技术由于其能耗低、成本低和污染少等优点,成为研究开发的热点,但如何有效地去除硼是我们面临的最严峻的挑战之一。本文综述了硼的热力学和动力学性质(溶解度、扩散率、扩散系数、传质系数和活度系数)以及近年来除硼的相关课题研究(吹气、炉渣处理、等离子体处理、酸浸和溶剂精炼)。研究发现,溶剂精炼是一种很有前途的获取高纯硅的方法,硅的富集率以及硼的去除率均可达到90%以上,而添加剂能够加强硼化物的形成和析出来改进除硼工艺,且后续几乎可被完全消除,不会对精炼硅造成污染,这将更加有效除硼并增加工艺实用性。最后本文对几种除硼工艺进行了比较分析,并对冶金法的应用前景进行了展望。     

超薄屏蔽层300 V SOI LDMOS抗电离辐射总剂量仿真研究

本文研究了300 V绝缘体上硅横向双扩散金属氧化物半导体场效应管在电离辐射总剂量效应下的线性电流退化机理,提出了一种具有超薄屏蔽层的抗辐射结构实现线性电流加固.超薄屏蔽层位于器件场氧化层的下方,旨在阻止P型掺杂层表面发生反型,从而截断表面电流路径,有效抑制线性电流的退化.对于横向双扩散金属氧化物半导体场效应管,漂移区上的场氧化层中引入的空穴对线性电流的退化起着主导作用.本文基于器件工艺仿真软件,研究器件在辐照前后的电学特性,对超薄屏蔽层的长度、注入能量、横向间距进行优化,给出相应的剂量窗口,在电离辐射总剂量为0—500 krad(Si)的条件下,将最大线性电流增量从传统结构的447%缩减至10%以内,且辐照前后击穿电压均维持在300 V以上.     

基于交叉相位调制效应的硅基全光Fredkin门

虽然传统的Fredkin门可以很好地实现相应的逻辑功能,但是其消光比和串扰还有待进一步改善.鉴于此,本文提出并设计一种基于交叉相位调制效应的硅基全光Fredkin门,该全光可逆逻辑门由两个2×2的定向耦合器、一个2×1的定向耦合器、一个1×2的定向耦合器以及两个相移臂构成.利用泵浦光与信号光在相移臂中引发的交叉相位调制...     

硅异质结太阳能电池工艺优化

硅异质结太阳能电池的制作过程中,所有工艺步骤都会影响其性能.通过扫描电镜、反射率、量子效率及少子寿命测试,逐步优化硅异质结太阳能电池的性能.结果表明,单晶硅片钝化的最佳锥体尺寸约为6～9μm.利用高质量的本征氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜钝化硅片,获得了超过5 ms的少数载流子寿命.采用大带隙p型a-SiCx:H薄膜替...     

面向先进光源的硅像素传感器保护环结构仿真研究

硅像素传感器上的保护环结构有利于提高传感器的耐高电压性能,为评估保护环结构对硅像素传感器的保护效果,仿真分析了三种保护环结构.通过计算机辅助设计技术对三种保护环结构进行二维建模,利用TACD内置的电学模型对三种保护环结构的I-V特性进行了仿真.研究结果表明,电流收集环会提高像素的耐高电压性能,同时不等间距保护环、保护环...