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无磁性光子晶体类T型非互易性双通道滤波器设计

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激光与光电子学进展 2023年第5期60卷 288-293页

作者：徐聪陈德媛李宜书葛士曾南京邮电大学集成电路科学与工程学院江苏南京210023

基于无磁性二维光子晶体设计了一种由直线波导及矩形谐振腔构成的类T型非互易性双通道滤波器。矩形谐振腔具有局域多频率电磁波且电磁波传播方向可调的特性,直线波导的结构尺寸决定了其对不同对称性电磁波的承载能力。利用矩形谐振腔和... 详细信息

基于无磁性二维光子晶体设计了一种由直线波导及矩形谐振腔构成的类T型非互易性双通道滤波器。矩形谐振腔具有局域多频率电磁波且电磁波传播方向可调的特性,直线波导的结构尺寸决定了其对不同对称性电磁波的承载能力。利用矩形谐振腔和直线波导的特性实现了非互易性双通道滤波功能。实验结果表明:正向传输情况下,滤波器实现了中心波长分别为1534 nm和1574 nm,带宽分别为16 nm和8 nm的滤波传输,对应的插入损耗分别为0.4 dB和0.36 dB,通道间隔离度为33 dB和22 dB;反向输入情况下,电磁波对称模式的不匹配导致无法传输。这表明设计的双通道非互易滤波器滤波效果良好,在未来全光通信集成领域具有潜在的应用价值。

关键词：光学器件光子晶体非互易性滤波器隔离度插入损耗

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一种低功耗CMOS晶体振荡器电路设计

电子测量技术 2023年第3期46卷 1-5页

作者：李宜书陈德媛张瑛南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023

晶体振荡器作为时钟电路的重要组成部分,是时钟电路中功耗最大的模块,针对传统晶体振荡器功耗过大的问题,根据晶体振荡器起振和停振情况下输出电压信号平均值的特性,提出了一种能够获得振荡器维持振荡状态所需的最小电流的方法,大大降... 详细信息

晶体振荡器作为时钟电路的重要组成部分,是时钟电路中功耗最大的模块,针对传统晶体振荡器功耗过大的问题,根据晶体振荡器起振和停振情况下输出电压信号平均值的特性,提出了一种能够获得振荡器维持振荡状态所需的最小电流的方法,大大降低了晶体振荡器电路的功耗。基于28 nm CMOS工艺设计了一种皮尔斯振荡电路。仿真实验结果表明,在1.8 V电源电压下,电路能够在200 ms内快速起振,振荡频率为32.768 kHz,输出时钟信号稳定后振荡器的工作电流仅为270 nA。

关键词：晶体振荡器最小电流快速起振低功耗

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基于二维光子晶体的半加器设计与优化

激光与光电子学进展 2022年第1期59卷 310-315页

作者：张岩李梦凡陈德媛南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院江苏南京210023

在完整的二维三角晶格硅中引入线缺陷和点缺陷,利用波导耦合和线性干涉,提出了一种基于光子晶体的全光半加器结构。半加器由波导分束器、全光逻辑与门和全光逻辑异或门组成。利用Rsoft软件,结合平面波展开法和时域有限差分法对所提半加... 详细信息

在完整的二维三角晶格硅中引入线缺陷和点缺陷,利用波导耦合和线性干涉,提出了一种基于光子晶体的全光半加器结构。半加器由波导分束器、全光逻辑与门和全光逻辑异或门组成。利用Rsoft软件,结合平面波展开法和时域有限差分法对所提半加器进行仿真研究。结果表明,所提半加器在波长为1530 nm时"进位"和"和位"端口的对比度分别为4.67 dB和10.77 dB,响应时间约为2.67 ps。为了提高"进位"端口的对比度,文中对半加器的结构进行了优化。优化后的半加器"进位"和"和位"端口的对比度分别为8.26 dB和15.34 dB,响应时间为3.67 ps,理论上可以达到0.273 Tbps的数据传输速率。所提出优化后的半加器具有较高的对比度,在全光信号处理系统和集成光路中具有重要作用。

关键词：光学器件光逻辑器件半加器光子晶体

Resonant tunnelling in nc-Si/SiO_2 multilayers at room temperature

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Journal of Semiconductors 2011年第8期32卷 23-26页

作者：陈德媛 College of Electronic Science & Engineering Nanjing University of Posts and Telecommunications Nanjing National Laboratory of Microstructures and Key Laboratory of Advanced Photonic and Electronic materials Department of PhysicsNanjing University

Nc-Si/SiO_2 multilayers were fabricated on silicon wafers in a plasma enhanced chemical vapour deposition system using in situ oxidation technology,followed by three-step thermal *** transportation at room temperature is characterized by current voltage measurement,and negative different conductances can be observed both under forward and negative biases,which is explained by resonant *** resonant tunnelling peak voltage is related to the thicknesses of the nc-Si and SiO_2 *** the resonant tunnelling peak voltage under negative bias is larger than that under forward *** energy band diagram and an equivalent circuit diagram were constructed to analyze and explain the above transportation process and properties.

关键词： resonant tunnelling work function quantum dots

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一种低噪声C类LC压控振荡器的设计

现代电子技术 2023年第20期46卷 13-16页

作者：葛士曾陈德媛张瑛南京邮电大学集成电路科学与工程学院江苏南京210023

为了改善压控振荡器相位噪声,基于40 nm CMOS工艺,设计一种低噪声C类LC压控振荡器。交叉耦合NMOS对管通过电流镜偏置作为电路的电流源,并采用共模反馈偏置电路使交叉耦合PMOS对管工作在饱和区,保证LC压控振荡器实现C类振荡。通过差分可... 详细信息

为了改善压控振荡器相位噪声,基于40 nm CMOS工艺,设计一种低噪声C类LC压控振荡器。交叉耦合NMOS对管通过电流镜偏置作为电路的电流源,并采用共模反馈偏置电路使交叉耦合PMOS对管工作在饱和区,保证LC压控振荡器实现C类振荡。通过差分可变电容的设计,压控振荡器的增益减小,压控振荡器的相位噪声得到改善。设计了4组开关电容进行调节,增大压控振荡器的调谐范围。仿真结果表明,处于1.2 V的电压下,压控振荡器振荡频率范围在4.14~5.7 GHz,频率调谐范围变化率达到31.2%,相位噪声为-112.8 dBc/Hz。

关键词： LC压控振荡器低噪声振荡器相位噪声 CMOS 差分电压变容振荡频率交叉耦合共模反馈

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退火温度对硅/氧化硅多层膜微结构的影响

南京邮电大学学报（自然科学版） 2012年第4期32卷 97-100,109页

作者：陈德媛冒昌银南京邮电大学电子科学与工程学院.江苏南京210046 南京大学电子科学与工程学院江苏南京210093

采用等离子体增强化学气相淀积系统,应用原位氧化和原位掺杂技术制备出了非晶硅/二氧化硅多层膜结构。对多层膜结构进行不同温度下热退火后处理,通过傅里叶变化红外吸收光谱和拉曼散射光谱对其微结构的变化进行了表征。结果表明,原始淀... 详细信息

采用等离子体增强化学气相淀积系统,应用原位氧化和原位掺杂技术制备出了非晶硅/二氧化硅多层膜结构。对多层膜结构进行不同温度下热退火后处理,通过傅里叶变化红外吸收光谱和拉曼散射光谱对其微结构的变化进行了表征。结果表明,原始淀积的多层膜结构中,存在大量的氢原子,以硅氢键和硅键合;随着退火温度从450℃升高到650℃,光谱中与硅氢键相关的信号逐渐减弱,说明氢原子不断解离;另一方面,硅氧键弯曲振动模式随着退火温度升高而增强;硅氧键的伸缩振动模式位置蓝移、强度增强,说明硅氧之间的配比随着退火温度升高不断接近化学配比;通过拉曼散射谱可以观测到非晶硅在高温下发生相变,形成纳米硅晶粒。

关键词：傅里叶变换红外吸收拉曼散射退火横向光学模式

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可扩展小型化光子晶体波分复用器研究

激光与光电子学进展 2021年第23期58卷 308-316页

作者：李梦凡陈德媛张岩徐聪南京邮电大学电子与光学工程学院微电子学院江苏南京210003

采用二维光子晶体设计了一种可扩展的小型化准密集型八通道波分复用器结构。二维光子晶体是由硅介质柱在空气中按照三角格子周期性排列而成,通过设计直线主波导、下载腔和输出波导结构,利用腔和波导之间的耦合效应实现波长选择。所设计... 详细信息

采用二维光子晶体设计了一种可扩展的小型化准密集型八通道波分复用器结构。二维光子晶体是由硅介质柱在空气中按照三角格子周期性排列而成,通过设计直线主波导、下载腔和输出波导结构,利用腔和波导之间的耦合效应实现波长选择。所设计的腔由一个内柱和四个外柱构成,结构简洁,腔模式可通过内外柱的直径进行调控,实现多波长的选择,具有可扩展性。实现准密集型波分复用结构,八个波长分别为:1542.2,1544.2,1546,1548.2,1550,1552,1554.4,1557.6 nm,平均波长间隔为2.2 nm,插入损耗分别为-0.5,-0.25,-0.25,-0.7,-0.25,-0.5,-0.1,-0.1 dB,最大信道串扰为-12 dB。器件尺寸为19.8μm×11μm,面积为217.8μm^(2),实现了小型化、高透射和高隔离,为用于光集成奠定了基础。其中设计及分析通过COMSOL软件有限元方法完成。

关键词：光学器件光子晶体波分复用器插入损耗信道串扰有限元法

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新工科背景下量子力学教学内容优化研究

物理与工程 2023年第2期33卷 88-92页

作者：邓丽城陈德媛郭艳艳南京邮电大学集成电路科学与工程学院江苏南京210023

量子力学是描述微观粒子运动规律的理论,在工科专业教学体系中起着基础性、先导性的作用。然而,当前工科专业的量子力学课程存在学时数少、学生数学知识储备不足的问题,给教学带来了巨大的挑战。为了解决上述问题,本文在新工科建设的背... 详细信息

量子力学是描述微观粒子运动规律的理论,在工科专业教学体系中起着基础性、先导性的作用。然而,当前工科专业的量子力学课程存在学时数少、学生数学知识储备不足的问题,给教学带来了巨大的挑战。为了解决上述问题,本文在新工科建设的背景下,对量子力学教学内容的优化开展了深入的探索研究。在多年教学实践基础上,根据立德树人的教育根本任务、量子力学课程特点以及我校微电子科学与工程专业教学情况,对量子力学教学内容给出了具体优化措施,并取得了较好的教学效果。

关键词：新工科量子力学量子物理教学内容优化

考虑温度影响的砷化镓光子晶体压力传感器的设计与研究

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传感技术学报 2019年第10期32卷 1457-1461页

作者：夏雨陈德媛陈兵张岩李梦凡南京邮电大学电子与光学工程学院微电子学院

提出了一种由双通道滤波器构成的砷化镓光子晶体压力传感器,利用波导与腔耦合实现窄带滤波,双通道分别实现压力探测和温度探测的功能。以室温25℃、0压力的情况作为参考,在温度为-25~45℃、压力为0~2GPa的范围内,根据滤波器的滤波波长... 详细信息

提出了一种由双通道滤波器构成的砷化镓光子晶体压力传感器,利用波导与腔耦合实现窄带滤波,双通道分别实现压力探测和温度探测的功能。以室温25℃、0压力的情况作为参考,在温度为-25~45℃、压力为0~2GPa的范围内,根据滤波器的滤波波长分别与温度和压力之间的线性变化关系,探测温度和压力。同时还分析并比较了极端温度情况下滤波波长的变化,确定温度变化对压力测量造成的影响,在较恶劣的情况下温度变化不可忽略。分析得出未考虑温度响应的压力灵敏度约为16.6nm/GPa,消除温度响应后压力灵敏度约为15.9nm/GPa,品质因子高达5696。

关键词：光子晶体温度干扰双通道滤波器压力探测温度探测灵敏度极端温度