General approaches in ensemble quantum computing

We have developed methodology for NMR quantum computing focusing on enhancing the efficiency of initialization, of logic gate implementation and of readout. Our general strategy involves the application of rotating frame pulse sequences to prepare pseudopure states and to perform logic operations. We demonstrate experimentally our methodology for both homonuclear and heteronuclear spin ensembles. On model two-spin systems, the initialization time of one of our sequences is three-fourths (in the heteronuclear case) or one-fourth (in the homonuclear case), of the typical pulsed free precession sequences, attaining the same initialization efficiency. We have implemented the logical SWAP operation in homonuclear AMX spin systems using selective isotropic mixing, reducing the duration taken to a third compared to the standard re-focused INEPT-type sequence. We introduce the 1D version for readout of the rotating frame SWAP operation, in an attempt to reduce readout time. We further demonstrate the Hadamard mode of 1D SWAP, which offers 2^N-fold reduction in experiment time for a system with N-working bits, attaining the same sensitivity as the standard 1D version.     

含氧化还原活性基团的荧光分子开关构建与门

报道了一个基于光致电子转移(PET)机理的双稳态荧光分子开关,其中具有氧化还原活性的二茂铁基团作为荧光团蒽PET过程的氧化还原控制单元,通过双Schiff碱C=N键与蒽相连。研究了不同条件下蒽的荧光发射行为。以不同的化学试剂作为体系的输入信号,以不同的荧光发射强度作为输出信号,利用荧光分子开关的质子化反应和氧化反应实现了一个分子水平的逻辑功能。输入信号及其相应的输出结果在分子水平上符合数字逻辑与门的真值表。     

新型经由三氮唑连接的含芘基团的杯[4]芳烃：对锌离子的比率荧光识别及其在组合逻辑门中的应用

通过“click”反应合成了两个新的由三氮唑连接的含芘的杯[4]芳烃。 化合物1含有两个芘单元,对Zn2+表现出比率荧光响应,且对Cu2+, Hg2+ 和 Pb2+表现出选择性的荧光淬灭;而化合物2只含一个芘单元,对铜离子有显著的荧光淬灭,对汞离子有中等程度的荧光淬灭。利用化合物1对锌离子和铜离子不同的荧光响应,设计了INH和NOR逻辑门。     

提高GaN功率器件开关频率的技术途径

GaN基增强型高速开关器件是提升X波段微系统集成放大器工作效率的核心器件.介绍了凹槽栅结构、F-注入等制作GaN基增强型器件的关键技术,同时分析了场板、介质栅等对器件击穿特性的影响.针对影响GaN基功率器件开关特性的主要因素,重点分析了提高增强型GaN基功率器件开关频率的主要技术途径.减小器件的接触电阻、沟道方块电阻可以降低器件电阻对频率的影响.小栅长器件中栅电容较低,电子的沟道渡越时间较短,也可以提高器件的频率特性.此外,由于GaN基的功率器件频率高,设计应用在GaN器件上的栅驱动电路显得尤为重要.     

兆声清洗在GaAs PHEMT栅凹槽工艺中的应用

对GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)在栅凹槽光刻和栅凹槽腐蚀过程中光刻窗口内经常出现的一些沾污颗粒进行了分析.设计了一系列实验来分析残留在芯片上的颗粒度参数,采用4英寸(1英寸=2.54 cm)圆片模拟实际的栅凹槽清洗工艺过程,利用颗粒度测试仪分别测试了4英寸圆片表面不同粒径的沾污颗粒数在喷淋和兆声清洗两种条件下的变化情况.比较两种清洗结果,兆声清洗方法可以有效去除栅凹槽颗粒沾污.在实际流片过程中,采用兆声清洗方法大幅降低了源漏间沟道漏电数值,同时芯片的直流参数成品率由之前的75％提高到了93％.     

SRAM型FPGA中SEM IP核的验证与自动注错方法

星载设备长时间工作在空间环境中,宇宙中的带电粒子会造成器件功能异常,产生存储器软错误,严重时会损坏硬件电路.为模拟辐照环境对器件的影响,利用Xilinx公司的软错误缓解(SEM)控制器IP核,搭建了基于Xilinx Kintex-7的验证与测试平台,完成对SEM IP核的功能验证.为提高测试效率,设计了基于上述平台的自动注错方法.经过验证,该方法能够达到预期的帧地址覆盖率.实验结果表明,SEM IP核具备软错误注入与缓解功能,自动注错方法有利于此IP核的实际应用.     

逆导型沟槽FS IGBT的设计与实现

逆导型沟槽场终止绝缘栅双极型晶体管(RC Trench FS IGBT)是一种新型的功率半导体器件,具有成本低、体积小、可靠性高等优点.设计并实现了一款1200V逆导型沟槽FS IGBT.重点研究了逆导型绝缘栅门极晶体管(RC IGBT)特有的回扫现象,以及如何从结构设计上消除回扫现象,其次,对RC IGBT在不同的载流子寿命下,进行了开关特性、反向恢复特性的仿真.研究结果发现随着载流子寿命的降低,其开关时间、反向恢复特性都有一定程度的改善.依据器件的最优化设计进行了流片.测试结果验证了不同设计对电流回扫现象的影响,以及不同少子寿命下导通特性和反向恢复特性的变化规律,器件的性能得到优化.     

基于峰值电流模控制的浮动栅驱动电路

设计了一种基于峰值电流模控制的浮动栅驱动电路,包括浮动栅宽电路和浮动栅压电路。电感电流的峰值由误差放大器的输出电压决定,不需要额外的负载电流信息进行浮动栅控制。可以根据负载电流的大小自适应调节功率管的栅宽和栅压,使效率得到优化。仿真结果表明,在1 MHz开关频率、5 V输入、0.8 V输出的双N管Buck变换器中,采用浮动栅驱动控制的Buck变换器与普通的Buck变换器相比,在轻载情况下最多可达到10%的效率提升。     

采用双阈值配置的抗老化N型多米诺或门

N型多米诺或门是高性能集成电路常用的动态单元,负偏置温度不稳定性(NBTI)引起的PMOS管老化问题已成为降低多米诺或门电路可靠性的主要因素之一。仿真分析表明,N型多米诺或门中各种PMOS管受NBTI的影响有明显差别。针对这种差异,提出一种双阈值配置的抗老化多米诺或门。对电路老化起关键作用的保持PMOS管和反相器PMOS管采用低阈值电压设计。仿真结果表明,在保证噪声容限和功耗的条件下,该双阈值配置PMOS管的多米诺或门在10年NBTI老化后仍有0.397%的时序余量。     

基于RapidIO 块数据传输设计与实现

针对航电系统中多芯片间互连通信速率低下的问题,在对RapidIO 互连技术研究的基础上,提出了一种块数据传输方案。以软件异构的方式在交换网络中建立多个实时通信链路,易于系统功能的迁移和重构,采用块数据通信机制实现数据的发送与接收,传输速率相比传统消息机制通信方式有了很大的提升。设计具有很强的通用性和可移植性。