应用于毫米波无线接收系统的高集成化LTCC AIP设计

介绍了一种基于低温共烧陶瓷工艺的新型高度集成毫米波无源接收前端, 该前端由阵列天线、馈电网络和带通滤波器构成.上述无源器件以天线集成封装方式经过一体化设计, 并应用于毫米波无线系统.首先, 设计了2×2线极化空气腔阵列天线, 通过采用新颖的内埋空气腔体结构, 使天线最大增益提高了2.9 dB.其次, 将具有双层谐振结构的三阶小型化发卡型带通滤波器和天线馈电网络进行一体化设计.该滤波器测试结果显示:插入损耗为1.9 dB, 3 dB相对带宽为8.1%(中心频率为34 GHz).最后将上述天线和滤波网络进行一体化设计, 实现了三维无线接收前端.在集成结构中, 通过采用金属柱栅栏抑制了寄生模式.测试结果显示天线最大增益可达14.3dB, 通过集成滤波馈电网络, 其阻抗带宽为2.8 GHz.该新型一体化集成前端系统具有良好的射频性能, 可作为全集成无源前端应用于Ka波段无线系统中.     

多层纳米微结构的制备与陷光机理研究

采用电化学腐蚀方法在单晶硅片表面制备了折射率渐变的多层纳米微结构。用扫描电镜和UV-VIS-NIR分光光度计分别分析了多层纳米微结构的表面形貌和反射率。研究了腐蚀电流密度和腐蚀时间对微结构减反射性能的影响并分析了多层纳米微结构的陷光机理。结果表明:硅片表面的纳米孔径随着腐蚀电流密度和腐蚀时间增加而增大,初始腐蚀电流密度为12.25mA/cm2和腐蚀时间为2s时,表面最大的纳米孔径为30nm,在400nm～800nm的可见光波长范围内的反射率为3.4%,在200 nm～2000nm的宽波长范围内反射率仅为5.8%,远小于常规金字塔对应的反射率。这种宽波段范围的低反射率来源于多层纳米微结构中邻层相差很小的等效折射率。     

硅基自锐式纳米针尖一次成型制作工艺的研究

对采用KOH溶液腐蚀单晶硅制备自锐式纳米针尖的一次成型制作工艺进行了研究,为提高自锐式纳米针尖的纵横比,根据各向异性腐蚀针尖的自锐效应模型,分析了腐蚀溶液的浓度及掩模形状对针尖形状的影响,得到了提高自锐式纳米针尖纵横比的条件,实验结果表明,在15 rnol/L,60℃的KOH腐蚀液中采用五边形掩模可获取纵横比约等于1,针尖曲率半径小于10 nm的自锐式纳米针尖,针尖侧壁由{113}晶面组成.     

多孔硅在多晶Si太阳电池中的应用研究

采用化学腐蚀法分别在单晶Si和多晶Si上制备了多孔Si。对室温下HF、HNO3的不同配比进行了实验比较,用显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了多孔Si的表面形貌,用紫外激发观察了它的荧光光谱并用反射光谱测试结果研究了多孔Si的光学特性。采用一步多孔Si法制备了1cm×1cm的单晶和多晶Si电池,比较了制备多孔Si前后电池的各项性能参数。实验表明:多孔Si对于提高单晶Si和多晶Si电池的电学特性都有重要作用。     

X射线二极管平响应滤片的制作

针对X射线二极管平响应滤片的设计要求,采用电子束蒸发生长薄金层、紫外光曝光光刻、微电镀厚金层、体硅腐蚀制作镂空结构和等离子体刻蚀去掉PI等技术,成功制备了阵列结构的圆孔直径为5μm,周期为10.854μm,金层厚度分别为50,400nm的薄、厚两种金层滤片。电镀过程中采用台阶仪多次测量图形四周电镀厚度后取均值的方法得到尽可能准确的电镀厚金层。滤片交付实验后,在X光能量0.1～4keV取得的平响应曲线标准偏差与均值之比在13%以内,可以满足相关单位的具体物理研究实验要求。     

用于单光子探测的APD的低温特性

采用半导体致冷技术,对雪崩光电二极管(APD)快速降温,最低温度可达到-35℃,并对其低温特性进行了测试.结果表明:APD在低温下工作其雪崩电压下降,暗电流噪声降低,解决了量子密码通信中的红外单光子探测的一个关键技术点.     

晶向对InGaP/GaAs HBT性能的影响

在对In Ga P/ Ga As HBT特性的研究中发现,发射极长边与主对准边垂直([0 1 1 ]方向)和平行([0 1 1 ]方向)放置时,其直流电流增益和截止频率是不同的.[0 1 1 ]方向的直流电流增益远远大于[0 1 1 ]方向,而它的截止频率则略小于[0 1 1 ]方向.文献中认为电流增益的不同是压电效应产生的,但这种观点并不能很好地解释截止频率的晶向依赖性.文中用压电效应和两个互相垂直方向上发射区侧向腐蚀形状的不同很好地解释了所有实验结果     

用800nm表面态方法和低温方法结合吸收区的半导体可饱和吸收镜实现掺钛蓝宝石激光克尔镜锁模

研制了一种新型的80 0 nm布拉格反射镜型半导体可饱和吸收镜,其吸收区是低温方法和表面态方法相结合.用该吸收体实现了氩离子激光器泵浦的掺钛蓝宝石激光器被动锁模,脉冲宽度达到4 0 fs,光谱带宽为5 6 nm,后者意味着它可以支持2 0 fs的锁模.脉冲序列的重复率为97.5 MHz,泵浦源为4 .4 5 W下平均输出功率为30 0 m W.     

数控低温电流比较仪精密电流源设计

本文设计了一种数控精密电流源,由DSP作为核心控制芯片,可以输出两路可调比例电流,其比例输出电流具有较高控制精度和稳定性。该低温电流比较仪用于测量1Ω-10KΩ的电阻,其中的比例误差,具有相对稳定,相对重复的特点。     

"自上而下"法制备高性能GaN纳米线阵列

针对自下而上生长GaN纳米线的尺寸、形态、取向不易控制的问题,文中采用自上而下刻蚀的方法来制备GaN纳米线材料。以图形化的金属Ni作为掩膜对GaN进行ICP刻蚀,系统研究了刻蚀参数,主要是ICP功率以及RF功率对GaN纳米线形貌以及拉曼、PL光谱的影响,同时也对比了干法刻蚀后,有无湿法处理的影响。研究发现,当ICP功率为1 000 W,RF功率为100 W时,GaN纳米线的拉曼和PL光谱强度较大,表明此功率下刻蚀的纳米线损伤较小。经过KOH浸泡30 min后,GaN纳米线的形貌得到了改善,拉曼和PL光谱强度均优于单纯的干法刻蚀,为下一步器件的制备提供了良好的材料基础。