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主编:褚君浩
国际标准刊号:ISSN 1001-9014
国内统一刊号:CN 31-1577
国内邮发代号:4-335
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王云姬 , 唐恒敬 , 李雪 , 邵秀梅 , 杨波 , 邓双燕 , 龚海梅
2014, 33(4):333-336. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.001
摘要:测量了不同扩散掩膜生长方式的截止波长为1.70μm的InGaAs平面探测器的电学性能.其中,SiNx薄膜作为扩散掩膜,分别采用等离子体化学气相沉积(PECVD)和低温诱导耦合等离子体化学气相沉积(ICP-CVD)生长.探测器焊接在杜瓦里测量,结果显示采用两种掩膜方式的器件的平均峰值响应率、探测率和量子效率分别为0.73和0.78A/W,6.20E11和6.32E11cmHz1/2W-1,56.0%和62.0%;两种器件的响应波段分别为1.63~1.68μm和1.62~1.69μm;平均暗电流密度分别为312.9nA/cm2和206nA/cm2.通过理论分析两种器件的暗电流成分,结果显示,相对于采用PECVD作为扩散掩膜生长方式而言,采用ICP-CVD作为扩散掩膜生长方式大大降低了器件的欧姆暗电流成分.
2014, 33(4):344-348. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.003
摘要:研究了周期性金属孔阵列的光学和远场辐射特性,实验发现所有样品在中红外波段都有两个透射峰,当金属孔径或者孔阵的晶格常数变大时,透过峰的中心频率发生红移.在透过率的中心频率附近,周期性的金属孔阵列表现出偶极子阵列的特性,其远场辐射特性随着孔径的减小或者孔阵列晶格常数的增大而增强.
2014, 33(4):349-354. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.004
摘要:从理论上研究了一个上臂与下臂各嵌有一个量子点的三终端三臂量子环中的自旋极化的电子输运性质.考虑了两个量子点中的库仑互作用并假设在某一个环臂中存在Rashba自旋轨道耦合作用.利用非平衡态格林函数方法,发现不需要借助任何磁场与磁性物质Rashba自旋轨道耦合作用导致的量子干涉效应就可以从器件中驱动出一个自旋流.适当调节外加偏压、Rashba自旋轨道耦合作用强度以及量子点能级等系统参数时器件中甚至还可以产生完全自旋极化电流或纯自旋流.另外,还讨论了系统参数对自旋流大小、符号、自旋极化度以及峰值的影响.
2014, 33(4):355-358. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.005
摘要:采用溶胶-凝胶法在Si(111)衬底上制备纳米TiO2薄膜,利用电化学阴极还原法对TiO2纳米薄膜掺杂Nd3+,对其结构及光催化活性进行研究,结果显示,所制备的样品均为多晶结构,随着Nd3 掺杂量的增加颗粒尺寸明显减小,比表面积增大.Nd3 的掺杂导致TiO2光催化剂吸光能力增强,同时吸收限红移,提高了光的利用率,并且当掺杂量为1.2%时,光催化活性最好.
2014, 33(4):359-363. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.006
摘要:通过光刻和湿化学腐蚀工艺,成功制作出规格为2×8的多元锰钴镍氧薄膜红外探测器件.测试表明,室温下锰钴镍氧薄膜材料负电阻温度系数达-3.8%K-1.10Hz调制频率和±15V电压偏置条件下,线列器件典型探测元黑体响应率为107V/W,探测率为2×107cmHz1/2/W,8元器件响应不均匀度为5.9%.实验结果表明锰钴镍氧薄膜焦平面器件制备的可行性,有可能作为新型室温全波段探测器件得到应用.
2014, 33(4):364-368. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.007
摘要:利用溶胶凝胶工艺在SrTiO3单晶衬底上制备了一系列不同厚度的La0.7Ca0.3MnO3薄膜.X射线衍射表明这些薄膜均具有高度的择优取向性和结晶学质量.电学输运性质的研究结果凸显了膜厚的重要作用,主要归因于衬底施加的应力引起的薄膜晶格参数的改变.进一步的分析揭示,在厚度较小的膜中,小极化子的变程跃迁是高温下La0.7Ca0.3MnO3薄膜的主要导电机制,而在较厚的膜中,即使在低温下小极化子也是主要的载流子.
2014, 33(4):375-379. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.009
摘要:针对DMD(Digital Micromirror Device)器件是针对可见光波段设计,直接用于红外波段会遇到问题,提出了一种远心投影光学引擎架构,包括投影光学系统和照明光学系统.该光学引擎采用柯勒远心照明架构,并引入一片场镜来分离投影和照明光束.这种光学引擎结构紧凑、照明均匀、光能利用率高.
倪波 , 陈效双 , 张杨 , 黄陆军 , 丁佳轶 , 李冠海 , 陆卫
2014, 33(4):380-385. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.010
摘要:研究了超材料完美吸收器的旋转对称性对其吸收特性的影响.吸收器由金属颗粒/电介质/金属薄膜三层结构组成.以最上层是方形金属块为例,并通过在其y方向不同边沿处引入空气孔研究了四重、二重和非旋转对称吸收器的吸收特性.理论结果表明,当入射光偏振平行于x轴或y轴时,四重旋转对称结构有一个完全相同的吸收峰; 二重旋转对称结构吸收峰会在入射光偏振平行于x轴时劈裂成两个峰; 而无论入射光偏振平行于x轴或y轴,非旋转对称结构的吸收峰都会劈裂成两个峰.不同重数旋转对称性对吸收峰特性影响的结果将有助于设计新型的偏振无关的吸收器.
刘福浩 , 许金通 , 刘飞 , 王立伟 , 张燕 , 李向阳
2014, 33(4):386-390. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.011
摘要:对AlGaN基p-i-n光电探测器的负光电响应特性进行研究,从实验上证实了器件中p型接触电极的肖特基特性是导致该现象的主导因素.不同偏压下的响应光谱表明,这些AlGaN光伏器件中存在较为明显的光导响应特性.光照和暗背景条件下的C-f曲线验证了器件中的持续光电导特性,而高铝组分铝镓氮材料内存在的大量缺陷被认为是该现象的起因.系统地研究了AlGaN基p-i-n光电探测器存在的负响应现象及其微观机理,为铝镓氮基日盲器件光电性能的优化提供了重要参考依据.
2014, 33(4):391-394. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.012
摘要:利用微波反射光电导衰退法比较了采用一次阳极氧化和二次阳极氧化的N型碲镉汞材料的非平衡载流子寿命及其随温度的变化,通过与理论值进行比较拟合得到了碲镉汞材料表面复合速度随温度的变化曲线.结果发现,二次阳极氧化方法能够更好地降低材料表面悬挂键的密度,同时减少抛光引入的表面缺陷能级的数量,从而降低材料的表面复合速度,改善材料的非平衡载流子寿命,利于制造出高性能的HgCdTe红外探测器.
黄志鹏 , 赵守仁 , 孙雷 , 孙朋超 , 张传军 , 邬云华 , 曹鸿 , 王善力 , 胡志高 , 杨平雄 , 褚君浩
2014, 33(4):395-399. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.013
摘要:薄膜太阳能电池在不同偏压下的量子效率(QE)会呈现非常不一样的结果.对不同波长范围内偏压量子效率的分析可以研究薄膜太阳能电池窗口层区域杂质补偿情况、主结势垒高低、背势垒高度等,还可以得出耗尽区宽度以及少子扩散长度等重要参数.通过实验测量与理论分析,给出了薄膜太阳能电池耗尽区宽度(W)和少子扩散长度(Ln)与偏压量子效率的关系,提出了一种新的拟合耗尽区宽度(W)和少子扩散长度(Ln)的方法,探讨了偏压量子效率测试在薄膜太阳能电池特性分析中的应用.
侯治锦 , 司俊杰 , 王 巍 , 吕衍秋 , 彭震宇 , 张国栋
2014, 33(4):400-404. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.014
摘要:首次在国内报道了用激光调阻法提高线列1×128光导PbS红外焦平面探测器性能的研究成果.针对PbS探测器芯片的特点,用激光调阻法对采用负载电阻分流型电路的焦平面探测器的背景输出电平进行平坦化研究.实验结果表明,用激光调阻使背景电平平坦化之后,通过优化器件的工作参数,探测器平均黑体响应率由4.45×106 V/W提高到8.82×106 V/W; 平均黑体探测率由6.52×109 cm·Hz1/2·W-1提高到1×1010 cm·Hz1/2·W-1; 动态范围由46 dB提高到52 dB.研究结果为今后的薄膜型焦平面探测器实用化提供了参考.
2014, 33(4):405-411. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.015
摘要:采用阻性肖特基势垒二极管UMS DBES105a设计了一个太赫兹三倍频器.为了提高功率容量和倍频效率,该倍频器采用反向并联二极管对结构实现平衡式倍频.根据S参数测试曲线建立了该二极管的等效电路模型并提取了模型参数.由于在太赫兹频段二极管的封装影响到电路的场分布,将传统的二极管SPICE 参数直接应用于太赫兹频段的电路设计存在一定缺陷,因此还建立了二极管的三维电磁模型.基于该模型研制出的220 GHz三倍频器最大输出功率为1.7 mW, 最小倍频损耗为17.5 dB ,在223.5 GHz~237 GHz输出频率范围内,倍频损耗小于22 dB .
2014, 33(4):412-419. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.016
摘要:构建了尾流中云雾滴运动微分方程,通过求解运动方程得到了尾流中云雾滴的运动轨迹、速度分布等特性.分析了尾流中云雾滴的密度分布特性,并以典型的W波段雷达为例,分析了云雾中尾流的探测距离.在此基础上,提出了一种云雾中尾流雷达多普勒特性模拟方法,得到了典型毫米波雷达空间分辨率和观测视角下云雾中尾流的多普勒特性.研究结果表明,云雾中尾流毫米波雷达回波调制了丰富的尾流速度场信息,可为航空安全提供特征支撑.
马 平 , 秦 龙 , 石安华 , 赵 青 , 陈伟军 , 黄 洁
2014, 33(4):420-425. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.017
摘要:研究了太赫兹波在透射波窗口封闭的激波管中的等离子体中的传输特性,获得了传输衰减量随等离子体电子密度、碰撞频率、透波窗口材料以及电磁波频率的变化规律,并比较了相同条件下毫米波的传输特性.利用激波管为实验平台模拟产生高速飞行器等离子体,开展了太赫兹波在等离子体中传输特性实验.结果表明,太赫兹波在相同电子密度和碰撞频率的等离子体中衰减量比毫米波小得多; 随着等离子体碰撞频率的增加,太赫兹波传输衰减量先增加后减小,透波窗口增加了太赫兹波的传输衰减; 随着窗口材料的介电常数增加,太赫兹波反射率增加,太赫兹波传输衰减曲线出现周期性振荡,振荡周期约5GHz; 太赫兹波通信可能作为一种解决再入飞行器黑障问题的有效技术途径.
2014, 33(4):426-429. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.018
摘要:利用射频磁控溅射方法在蓝宝石衬底上制备了氧化钒薄膜,X射线衍射的测量结果表明薄膜的主要成分是多晶二氧化钒.实现了二氧化钒薄膜半导体金属相变过程的电阻和五个不同波长下薄膜反射率的同步测量.实验结果表明,电学和光学测量都在相变过程中出现回滞曲线,但是二者的表现形式有明显差别.当用光学方法探测时,同一次相变过程中不同区域的反射率曲线几乎完全重合,证明了薄膜样品的均匀性.
2014, 33(4):430-435. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.019
摘要:基于耦合波理论和相位匹配技术,对准光辐射器的传统设计方法进行了改进,使其适用于低阶模式的设计.通过调节耦合时模式间的相位,在切口处实现了具有高斯场分布的理想模式组合.利用这一方法,优化设计了一个94 GHz, TE5,3回旋管准光辐射器.数值模拟结果表明,设计的辐射器在切口处形成了一个良好的束斑,边馈电平达到-30 dB,口径场高斯含量高于98%.
2014, 33(4):436-441. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.020
摘要:建立了多分散细水雾0.8~20μm辐射特性参数数据库和谱带灰体模型,并提出了采用数据库调用获取辐射特性参数、采用谱带灰体模型处理细水雾非灰特性相结合的方法.通过将该方法计算的无量纲辐射热流与采用Mie理论和窄谱带模型计算的结果作对比,证明该方法准确可靠.通过精度分析和效率分析,证明所提方法既可保证精度在可接受的水平,又能使计算时间大幅缩减.
2014, 33(4):442-449. DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2014.04.021
摘要:利用自主研发的风云二号(FY-2)基于月球辐射校正的内黑体定标(CIBLE, Calibration of Inner Blackbody Corrected by Lunar Emission)方法,采用台风Dvorak卫星客观定强技术,分别选用2012年夏季定标平稳变化期、秋季星蚀期的强台风、超强台风过程,进行了FY-2E红外波段的CIBLE定标结果、交叉定标(GSICS,Global Space-based Inter-Calibration System)结果、日本MTSAT定标结果的台风客观定强分析.结果表明, CIBLE方法能够正确反映FY-2E在轨定标斜率的日变化和年变化,确保了FY-2E/CIBLE与MTSAT定标结果估算的各级别台风强度稳定一致.特别在FY-2E秋季星蚀期,明显提高了台风夜间定强的准确率,与GSICS定标相比,台风中心最大风速误差减小了14m/s,极大促进了台风强度监测预报水平的提升.
主编:褚君浩
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