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双频太赫兹圆极化吸波与异常反射手性超表面

电子学报 2023年第10期51卷 2690-2699页

作者：张航董琳汤鹏程张庆乐孙厚军司黎明北京理工大学集成电路与电子学院北京100081 毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室北京100081 北京理工大学长三角研究院浙江嘉兴314019 香港城市大学太赫兹及毫米波国家重点实验室中国香港999077

本文提出了一种工作在太赫兹频段的双频圆极化手性吸波和异常反射手性超表面,通过合理组合两种手性结构,实现在两个频段相互独立的圆极化手性吸收和异常角度的圆极化转换功能.该双频太赫兹手性超表面在2.53 THz处对左旋圆极化波的吸收率... 详细信息

本文提出了一种工作在太赫兹频段的双频圆极化手性吸波和异常反射手性超表面,通过合理组合两种手性结构,实现在两个频段相互独立的圆极化手性吸收和异常角度的圆极化转换功能.该双频太赫兹手性超表面在2.53 THz处对左旋圆极化波的吸收率为96.3%,对右旋圆极化波实现同极化的反射;在3.43 THz处对右旋圆极化波的吸收率为90.9%,而对左旋圆极化波表现为同极化反射功能.本文进一步通过连续旋转单元图案引入几何相位,实现了2π反射相位全覆盖.组阵后的手性超表面在两个工作频点各自吸收特定旋向的圆极化波,而对正交极化的圆极化波分别发生约±20°的保手性异常反射.这种基于手性超表面的双频太赫兹多功能器件有望应用于电磁能量收集、极化转换器、手性传感等领域.

关键词：太赫兹手性超表面圆二色性超材料吸波器异常反射

单分散Ni簇锚定在CN上用于高效光催化析氢

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Chinese Journal of Catalysis 2022年第2期43卷 536-545页

作者：蹇亮张会珍刘冰潘成思董玉明王光丽钟俊郑永杰朱永法江南大学化学与材料工程学院光响应功能分子材料国家级国际联合研究中心江苏无锡214122 苏州大学功能纳米与软材料研究所江苏省碳基功能材料与器件重点实验室江苏苏州215123 中国冶金地质总局青岛地质勘查院山东青岛266109 清华大学化学系北京100084

利用太阳光在常温常压下驱动光催化反应高效进行是解决人类面临的能源、环境问题从而实现绿色化学的理想方案之一.然而,兼顾效率、成本和稳定性的高性能光催化体系的研究依然存在巨大的挑战.石墨氮化碳(g-C_(3)N_(4))基光催化剂由于高... 详细信息

利用太阳光在常温常压下驱动光催化反应高效进行是解决人类面临的能源、环境问题从而实现绿色化学的理想方案之一.然而,兼顾效率、成本和稳定性的高性能光催化体系的研究依然存在巨大的挑战.石墨氮化碳(g-C_(3)N_(4))基光催化剂由于高稳定性、无毒无害和适合的能带结构,在光催化制氢方面存在巨大潜力.然而,表面的慢反应速率导致了光生电子和空穴的快速复合,限制了其实际引用.而助催化剂的负载对光催化反应起着至关重要的作用.首先,助催化剂能降低光催化反应的过电势;其次,能加快界面的电荷分离和迁移并提供更多的活性位点;最后,还可以抑制光腐蚀并且增强光催化剂的稳定性等.因此,开发合适的助催化剂提高表面反应速率对高效光催化制氢极为重要.助催化剂的研究急需新的设计思路,需要同时满足以下条件:(1)助催化剂定向锚定在半导体的电子富集区域捕获电子;(2)与半导体界面形成强且稳定的界面相互作用转移表面电荷;(3)高度分散的非贵金属助催化剂.本文以具有天然表面官能团和空隙的超薄氮化碳纳米片作为载体,设计了光化学还原制备单分散的镍原子簇新策略,可同时满足沉积在电子富集区域、高度分散的非贵金属、界面结合作用强的要求.高角度环形暗场扫描透射电镜、X射线吸收近边缘结构和扩展X射线吸收精细结构结果表明,单分散的过渡金属Ni簇活性位点锚定在石墨氮化碳上.原位光化学还原沉积法制备单分散的Ni簇锚定在石墨氮化碳表面的复合光催化剂,可以实现高效的光催化反应制氢活性,光催化制氢速率达到16.5 mmol·h^(-1)·g^(-1),并且展现出461.14 h^(-1)的总周转频率(TOF(H_(2)))值,说明单分散的Ni簇提供了大量的活性位点和极大地提高了金属原子利用率.Ni-cluster/CN的CK边缘XAS光谱、NK边缘XAS光谱、XPS光谱和理论计算结果表明,基底物质石墨氮化碳可与单分散的Ni簇形成强且稳定的界面相互作用,其中C可充当电子受体,N可充当电子供体.光致发光光谱、荧光寿命、瞬态光电流、表面光电压和电化学阻抗表明,强且稳定的界面相互作用有效地促进了光生电子和空穴的分离和迁移.本文可为原位光沉积法制备单分散稳定的Ni簇助催化剂、研究助催化剂与半导体载体之间稳定的界面相互作用及用于高效光催化反应提供借鉴.

关键词：单分散Ni簇氮化碳界面相互作用光催化析氢

基于感通算融合的导轨式自动驾驶系统——无线虚拟导轨

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中国科学：信息科学 2023年第6期53卷 1050-1077页

作者：周一青王露原进宏石晶林赵登攀中国科学院计算技术研究所处理器芯片全国重点实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所移动计算与新型终端北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190 School of Electrical Engineering and Telecommunications University of New South WalesSydney NSW 2052Australia 中国人民解放军某部队日喀则858600

融合感知、通信、计算技术的自动驾驶,其重要任务是实现高安全和高效率的车辆调度,但目前单车和联网两种自动驾驶方案还难以保障这两方面性能.借鉴轨道交通的强控制性,基于感通算融合构建的导轨式自动驾驶系统,即无线虚拟导轨,是实现安... 详细信息

融合感知、通信、计算技术的自动驾驶,其重要任务是实现高安全和高效率的车辆调度,但目前单车和联网两种自动驾驶方案还难以保障这两方面性能.借鉴轨道交通的强控制性,基于感通算融合构建的导轨式自动驾驶系统,即无线虚拟导轨,是实现安全和高效自动驾驶的一种潜在方案.无线虚拟导轨中,系统统一为车辆规划行车轨迹和控制策略,即虚拟导轨,通过移动网络实时引导车辆沿虚拟导轨行驶.本文给出了无线虚拟导轨的系统架构,介绍了各级功能与组成,综述了系统实现的三大关键技术:集中式分级管控技术、高可靠低时延无线通信技术和高精度车辆定位技术.针对高精度车辆定位技术,本文综述了5种定位实现方案,及定位器件部署策略和适用场景.无线虚拟导轨有望实现安全高效的自动驾驶,为未来车辆自动驾驶发展提供参考.

关键词：自动驾驶感通算融合无线虚拟导轨集中式分级管控高可靠低时延通信高精度定位

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基于超表面波带片的远场偏振全息加密

中国激光 2023年第18期50卷 202-208页

作者：夏天谢振威袁小聪深圳大学纳米光子学研究中心微纳光电子学研究院异质异构集成全国重点实验室广东深圳518060

超表面是一种具有灵活的偏振操纵功能的新型材料。为了获得远场偏振全息图像,通常需要添加透镜等光学元件。笔者利用超表面波带片的灵活偏振操纵及聚焦功能实现了一种新颖的远场偏振全息加密技术。在该技术中,两个自旋复用的超表面波带... 详细信息

超表面是一种具有灵活的偏振操纵功能的新型材料。为了获得远场偏振全息图像,通常需要添加透镜等光学元件。笔者利用超表面波带片的灵活偏振操纵及聚焦功能实现了一种新颖的远场偏振全息加密技术。在该技术中,两个自旋复用的超表面波带片被集成到单个介质超表面器件中,其中超表面的振幅(右旋圆偏振转化率)用来编码奇数和偶数环形区域的波带片,而其相位调制则用来编码透射右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的两个全息图。此外,二维码(QR码)和振幅型/相位型全息图用于进一步隐藏加密信息,以提高信息的安全性。所提加密技术有望进一步提升数据安全性和隐私保护水平,推动光学信息加密和高密度数据存储等领域的技术发展。

关键词：表面光学超表面波带片远场偏振全息加密 QR码全息

基于手性三蝶烯的红光热激活延迟荧光聚合物及其有机发光二极管研究

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化学学报 2023年第6期81卷 588-594页

作者：王银凤李猛陈传峰中国科学院化学研究所、北京分子科学国家研究中心、分子识别与功能院重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

手性三蝶烯并吖啶(TpAc)具有独特的三维结构、同共轭效应和两个分离的反应位点.采用手性给体-受体(D*-A)共聚的设计策略,以TpAc作为电子给体与强电子受体4,7-二溴苯并[c][1,2,5]噻二唑(BTZ)直接偶联聚合,得到了非共轭型手性红光热激活... 详细信息

手性三蝶烯并吖啶(TpAc)具有独特的三维结构、同共轭效应和两个分离的反应位点.采用手性给体-受体(D*-A)共聚的设计策略,以TpAc作为电子给体与强电子受体4,7-二溴苯并[c][1,2,5]噻二唑(BTZ)直接偶联聚合,得到了非共轭型手性红光热激活延迟荧光(TADF)聚合物(R,R)-/(S,S)-pTpAcBTZ.所得聚合物最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)有效分离并获得小的ΔEST(0.08 eV),具有显著的红光TADF性质(λtoluene=663 nm).同时聚合物显示出镜像的红光圆偏振发光(CPL)信号,其|glum|值约为1.4×10^(-3).通过溶液旋涂法制备了红光发光二极管(OLEDs),所得器件最大发射峰为658 nm,其在1.0 cd/m^(2)的亮度下开启电压为3.6 V,最大外量子效率为2.0%.该非共轭型手性聚合物的设计和红光TADF性能有利于促进手性发光材料及电致红光器件等相关研究领域的发展.

关键词：热激活延迟荧光圆偏振发光聚合物三蝶烯红光

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3D打印天线罩技术研究进展

材料导报 2022年第22期36卷 76-85页

作者：李俊生李端李学超高世涛王衍飞万帆刘荣军国防科技大学空天科学学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室长沙410073 中国人民解放军96901部队31分队北京100094

天线罩是位于飞行器头部集防热、透波、承载等多功能于一体的结构/功能部件,高性能天线罩的设计与制备成为新型飞行器研制的瓶颈之一。3D打印技术是近年来发展的增材制造新技术,能够实现复杂结构的一体化成型,克服传统成型工艺的各种局... 详细信息

天线罩是位于飞行器头部集防热、透波、承载等多功能于一体的结构/功能部件,高性能天线罩的设计与制备成为新型飞行器研制的瓶颈之一。3D打印技术是近年来发展的增材制造新技术,能够实现复杂结构的一体化成型,克服传统成型工艺的各种局限性,在天线罩领域具有广阔的应用前景。本文概括了常用3D打印技术的特点,分别从3D打印天线罩模具制备、3D打印天线罩结构设计、3D打印天线罩材料成型、3D打印设备优化四个方面,综述了3D打印技术在天线罩领域的研究现状,并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词： 3D打印天线罩模具透波材料设计

硅基N沟道VDMOS不同偏置下总剂量效应研究

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固体电子学研究与进展 2023年第5期43卷 450-455页

作者：李潇崔江维郑齐文李鹏伟崔旭李豫东郭旗中国科学院新疆理化技术研究所中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院新疆理化技术研究所新疆电子信息材料与器件重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 中国空间技术研究院北京100049

通过^(60)Coγ射线辐照试验,研究了不同栅极和漏极偏置下硅基N沟道VDMOS器件的总剂量效应,获得了器件的电学特性与低频噪声特性随辐射总剂量的变化规律。试验结果表明:受辐射诱生的氧化物陷阱电荷与界面陷阱电荷的影响,在栅极偏置为+20 ... 详细信息

通过^(60)Coγ射线辐照试验,研究了不同栅极和漏极偏置下硅基N沟道VDMOS器件的总剂量效应,获得了器件的电学特性与低频噪声特性随辐射总剂量的变化规律。试验结果表明:受辐射诱生的氧化物陷阱电荷与界面陷阱电荷的影响,在栅极偏置为+20 V时,器件的电学特性随累积剂量的增大而退化明显。通过退火试验发现,相比于导通电阻和正向压降,阈值电压、漏电流、亚阈值摆幅和输出电容对于总剂量辐射更加敏感。而在低频噪声特性方面,辐照后器件的沟道电流归一化噪声功率谱密度与正栅极偏置呈现正相关性,与负栅极偏置呈现负相关性。在不同漏极偏置条件下,辐照后器件的沟道电流归一化噪声功率谱密度降低,且基本重合。依据噪声模型,认为N沟道VDMOS内部局域电场分布对辐射感生陷阱电荷的形成影响显著,导致器件Si/SiO_(2)界面或者附近的载流子与陷阱交换引起的沟道电流波动不同,成为低频噪声主要来源。研究结果可为N沟道VDMOS器件的辐射效应评估、筛选和抗辐射加固设计提供参考。

关键词：总剂量效应 N沟道VDMOS 偏置效应电学特性低频噪声特性

基于AlGaN/GaN HEMT结构的ZnO纳米线感光栅极光电探测器

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北京工业大学学报 2023年第2期49卷 188-196页

作者：朱彦旭李建伟李锜轩宋潇萌谭张杨李晋恒王晓冬北京工业大学光电子技术教育部重点实验室北京100124 中国科学院软件研究所北京100190 中国人民警察大学警务装备技术学院河北廊坊102308

在传统的采用ZnO薄膜的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)光电探测器件中,存在光吸收、光电转换效率低,光电流小等诸多局限.为改善上述问题,基于AlGaN/GaN HEMT结构,提出并成功制备了一种ZnO纳米线... 详细信息

在传统的采用ZnO薄膜的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)光电探测器件中,存在光吸收、光电转换效率低,光电流小等诸多局限.为改善上述问题,基于AlGaN/GaN HEMT结构,提出并成功制备了一种ZnO纳米线感光栅极光电探测器.实验中首先通过水热法将ZnO纳米线成功制备到Si衬底材料及AlGaN/GaN HEMT衬底材料上,并利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)仪、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、光致发光(photo luminescence,PL)光谱仪等仪器进行了一系列测试.结果表明,生长在AlGaN/GaN HEMT衬底材料上的ZnO纳米线具有更低的缺陷密度、更好的结晶度和更优异的光电特性.然后,将ZnO纳米线成功集成到AlGaN/GaN HEMT器件的栅极上,制备出具有ZnO纳米线感光栅极的AlGaN/GaN HEMT紫外光电探测器.将实验中制备出的具有ZnO纳米线感光栅极的AlGaN/GaN HEMT器件与常规的AlGaN/GaN HEMT器件进行对比,发现具有ZnO纳米线的器件在紫外波段能达到1.15×104A/W的峰值响应度,相比常规结构的AlGaN/GaN HEMT,峰值响应度提升约2.85倍,并且制备的ZnO纳米线器件的响应时间和恢复时间缩短为τr=10 ms和τf=250 ms,提高了探测器的性能.

关键词：水热法紫外 ZnO纳米线高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor HEMT) 探测器响应度

高分子辅助沉积法制备LaNiO_(3)外延导电薄膜

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无机材料学报 2022年第5期37卷 561-566页

作者：杨柱郭少波蔡恒辉董显林王根水中国科学院上海硅酸盐研究所无机功能材料与器件实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心北京100049 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050

近年来LaNiO_(3)(LNO)作为铁电超晶格、超导异质结和催化剂材料引起了广泛关注。本研究采用简便、低成本的高分子辅助沉积法(Polymer Assisted Deposition,PAD),在(001)取向的SrTiO_(3)(STO)单晶衬底上制备了导电性能优异的LNO外延薄膜... 详细信息

近年来LaNiO_(3)(LNO)作为铁电超晶格、超导异质结和催化剂材料引起了广泛关注。本研究采用简便、低成本的高分子辅助沉积法(Polymer Assisted Deposition,PAD),在(001)取向的SrTiO_(3)(STO)单晶衬底上制备了导电性能优异的LNO外延薄膜,并对其进行各种结构和电学表征。摇摆曲线半高宽为0.38°,表明LNO薄膜结晶度良好。高分辨XRD的φ扫描进一步证实LNO薄膜在STO衬底上异质外延生长。原位变温XRD测试进一步表征了LNO薄膜的外延生长过程。结果表明,聚合物分解之后金属阳离子在单晶基体上有序释放并外延结晶。XPS结果表明,采用PAD制备的LaNiO_(3)薄膜不存在氧空位。薄膜表面光滑,粗糙度为0.67nm。在10~300K温度区间内的变温电阻率表明LNO薄膜具有良好的导电性能。上述结果表明:PAD制备的LaNiO_(3)薄膜具有较好的综合性能,PAD在制备外延功能薄膜材料方面具有很大的潜力。

关键词： LaNiO_(3) 导电薄膜高分子辅助沉积法外延