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微波GaN器件温度效应建模

物理学报 2024年第17期73卷 240-247页

作者：王帅葛晨徐祖银成爱强陈敦军南京大学电子科学与工程学院南京210033 南京电子器件研究所南京210016

通过对GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在不同温度下直流特性变化的现象与机理分析,本文基于EEHEMT等效电路模型,针对GaN HEMT漏源电流I_(ds)提出了一种温度效应模型.该模型考虑到温度对GaN HEMT阈值电压、膝点电压、饱和电流等方面的影响... 详细信息

通过对GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在不同温度下直流特性变化的现象与机理分析,本文基于EEHEMT等效电路模型,针对GaN HEMT漏源电流I_(ds)提出了一种温度效应模型.该模型考虑到温度对GaN HEMT阈值电压、膝点电压、饱和电流等方面的影响,对原始EEHEMT模型中的I_(ds)公式进行修改,将I_(ds)公式中的关键参数与温度建立起适当的函数关系式.修改后的模型能够准确反映GaN HEMT在不同温度下的电性能变化趋势.为了进一步验证该温度效应模型的精确度,本文在片测试了由南京电子器件研究所研制的0.25μm工艺不同尺寸GaN HEMT在–55,–25,25和75℃温度下的直流特性.对比在不同温度下的模型仿真数据与测试结果,两者相对误差均小于5%,表明本文提出的温度效应模型在–55-75℃温度下能够精准表征GaN器件的输出特性及转移特性.

关键词： AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管模型直流特性

基于纳米金属阵列天线的石墨烯/硅近红外探测器

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物理学报 2024年第6期73卷 201-208页

作者：张逸飞刘媛梅家栋王军转王肖沐施毅南京大学电子科学与工程学院南京210046

金属纳米颗粒低聚体不仅具有等离激元共振效应实现光场亚波长范围内的局域化和增强,还可以通过泄漏光场相互干涉实现法诺共振和连续态中的束缚态,从而使得电磁场更强的局域和增强.本文采用金纳米低聚体超构表面作为石墨烯/硅近红外探测... 详细信息

金属纳米颗粒低聚体不仅具有等离激元共振效应实现光场亚波长范围内的局域化和增强,还可以通过泄漏光场相互干涉实现法诺共振和连续态中的束缚态,从而使得电磁场更强的局域和增强.本文采用金纳米低聚体超构表面作为石墨烯/硅近红外探测器的天线,实现了光响应度2倍的增强;通过调节纳米金属低聚体间夹角,发现当该夹角为40°时,光电流达到最大值,对应法诺共振最大的透射率,此时天线不仅汇聚光场能量还定向发射给探测器;当该夹角为20°时,光电流出现一个低谷,此时能量局域于低聚体内,金属损耗减弱了等离激元增强效果.该工作通过时域有限差分法仿真和实验相结合研究了低聚体超构表面光电耦合效率的动态过程,为提高光电探测效率提供了一种重要的途径.

关键词：纳米天线等离激元硅近红外探测器石墨烯

基于超材料设计实现C/Co复合材料的超宽带吸收

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红外与毫米波学报 2024年第1期43卷 91-97页

作者：王啸坤过勐超梁磊磊李威唐东明张豹山叶建东杨燚南京大学电子科学与工程学院江苏南京210093

本文通过简单的一步热解法合成了C/Co复合材料,在材料质量填充浓度为35%时,观察到其具有优异的介电频散性能。当材料厚度2.5 mm时,该复合材料在11.2 GHz的最小反射率为-23.7 dB,小于-10 dB的带宽为3.8 GHz。为了进一步提高吸收体的吸波... 详细信息

本文通过简单的一步热解法合成了C/Co复合材料,在材料质量填充浓度为35%时,观察到其具有优异的介电频散性能。当材料厚度2.5 mm时,该复合材料在11.2 GHz的最小反射率为-23.7 dB,小于-10 dB的带宽为3.8 GHz。为了进一步提高吸收体的吸波性能,利用全介质超材料的设计对吸收体的宏观结构进行优化,此方法成功地将小于-10 dB的吸收带宽扩展到15 GHz(7.0~22.0 GHz)。该研究结果可以为高性能微波吸收材料的制备工艺和结构设计提供有价值的参考。

关键词： C/Co化合物微波吸收宽带吸收超材料

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二维光子晶体板动量空间中的偏振场(特邀)

光学学报 2024年第10期44卷 47-60页

作者：王为民寇君龙陆延青南京大学电子科学与工程学院江苏南京210023 南京大学集成电路学院江苏苏州215163 南京大学现代工程与应用科学学院江苏南京210023 武进南京大学未来技术创新研究院江苏常州213153

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性,并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记,并具有偏振态,因此可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及与... 详细信息

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性,并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记,并具有偏振态,因此可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及与外界相互作用的规律,能够为光场操控提供新思路。本文介绍了二维光子晶体板在动量空间中的偏振场的相关特性,并综述了近年来相关的研究和应用。

关键词：物理光学光子晶体偏振场偏振奇点拓扑电荷

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卷积神经网络的可解释性研究综述

软件学报 2024年第1期35卷 159-184页

作者：窦慧张凌茗韩峰申富饶赵健计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023 南京大学计算机科学与技术系江苏南京210023 南京大学人工智能学院江苏南京210023 南京大学电子科学与工程学院江苏南京210023

神经网络模型性能日益强大,被广泛应用于解决各类计算机相关任务,并表现出非常优秀的能力,但人类对神经网络模型的运行机制却并不完全理解.针对神经网络可解释性的研究进行了梳理和汇总,就模型可解释性研究的定义、必要性、分类、评估... 详细信息

神经网络模型性能日益强大,被广泛应用于解决各类计算机相关任务,并表现出非常优秀的能力,但人类对神经网络模型的运行机制却并不完全理解.针对神经网络可解释性的研究进行了梳理和汇总,就模型可解释性研究的定义、必要性、分类、评估等方面进行了详细的讨论.从解释算法的关注点出发,提出一种神经网络可解释算法的新型分类方法,为理解神经网络提供一个全新的视角.根据提出的新型分类方法对当前卷积神经网络的可解释方法进行梳理,并对不同类别解释算法的特点进行分析和比较.同时,介绍了常见可解释算法的评估原则和评估方法.对可解释神经网络的研究方向与应用进行概述.就可解释神经网络面临的挑战进行阐述,并针对这些挑战给出可能的解决方向.

关键词：神经网络可解释性分类深度学习

基于不动点深度学习的IRS辅助毫米波移动通信系统全信道估计

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2506-2514页

作者：褚宏云潘雪黄航郑凌杨梦瑶肖戈西安邮电大学西安710121 南京电子设备研究所南京210013

将智能反射面(IRS)与大规模MIMO结合能够保证和提高毫米波通信系统性能。针对基站(BS)-用户直连信道与用户-IRS-BS反射信道混叠场景,该文提出一种自适应的全信道估计方法。首先,引入辅助变量,采用原子范数将直连信道与反射信道的稀疏角... 详细信息

将智能反射面(IRS)与大规模MIMO结合能够保证和提高毫米波通信系统性能。针对基站(BS)-用户直连信道与用户-IRS-BS反射信道混叠场景,该文提出一种自适应的全信道估计方法。首先,引入辅助变量,采用原子范数将直连信道与反射信道的稀疏角度域子空间进行关联;然后,利用原子范数最小化将全信道估计问题建模为连续角度域稀疏矩阵重建规划;最后,基于不动点深度学习网络设计低复杂度的问题求解算法。该算法不仅能够克服传统基于模型解法中非线性估计算子对先验知识的依赖还可根据移动场景变化自适应调节算法复杂度。仿真结果表明,所提算法能够避免传统时分估计策略引起的差错传播效应,具有更高的估计精度和更低的复杂度。

关键词：智能反射面(IRS) 直连与反射混叠信道估计不动点深度学习原子范数最小化毫米波MIMO

混合智能反射面辅助的通信感知一体化:高能效波束成形设计

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2462-2469页

作者：褚宏云杨梦瑶黄航郑凌潘雪肖戈西安邮电大学西安710121 南京电子设备研究所南京210013

能量效率(EE)是5G+/6G无线通信的重要设计指标,而智能反射面(RIS)被普遍认为是改善EE的潜在手段。不同于被动RIS,混合RIS由有源和无源元件组成,对来波移相的同时可放大信号强度,能够有效克服被动RIS引起的“乘性衰落”效应。鉴于此,该... 详细信息

能量效率(EE)是5G+/6G无线通信的重要设计指标,而智能反射面(RIS)被普遍认为是改善EE的潜在手段。不同于被动RIS,混合RIS由有源和无源元件组成,对来波移相的同时可放大信号强度,能够有效克服被动RIS引起的“乘性衰落”效应。鉴于此,该文提出一种混合RIS辅助通信感知一体化(ISAC)的下行链路传输系统。为探究数据传输速率与能耗之间的内在关联,该文以RIS辅助ISAC网络能量效率最大化为目标,在满足基站(BS)发射功率、波束图增益以及混合RIS功率和幅值约束的条件下,联合优化基站端的波束赋形和混合RIS的相移。为解决该复杂的分数规划问题,提出基于交替优化(AO)的算法来求解。为克服AO算法中引入辅助变量造成算法复杂度高的难题,利用耦合优化变量的关联,提出一种基于级联深度学习网络的求解算法。仿真结果表明,提出的混合RIS辅助ISAC方案在和速率、能效方面皆优于现有方案,且算法收敛速度快。

关键词：通信感知一体化能量效率最大化混合可重构智能超表面联合波束赋形级联深度学习

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二维光子晶体板动量空间中的偏振场

光学学报 2024年

作者：王为民寇君龙陆延青武进南京大学未来技术创新研究院南京大学集成电路学院南京大学电子科学与工程学院南京大学现代工程与应用科学学院

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性，并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记，并具有偏振态，因而可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及... 详细信息

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性，并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记，并具有偏振态，因而可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及与外界相互作用的规律，能够为光场操控提供新思路。本文介绍了二维光子晶体板在动量空间中的偏振场的相关特性，并综述了近年来相关的研究和应用。

关键词：光子晶体偏振场偏振奇点拓扑电荷

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二维光子晶体板动量空间中的偏振场（特邀）

光学学报 2024年第10期 55-68页

作者：王为民寇君龙陆延青南京大学电子科学与工程学院南京大学集成电路学院武进南京大学未来技术创新研究院南京大学现代工程与应用科学学院

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性，并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记，并具有偏振态，因此可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及... 详细信息

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性，并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记，并具有偏振态，因此可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及与外界相互作用的规律，能够为光场操控提供新思路。本文介绍了二维光子晶体板在动量空间中的偏振场的相关特性，并综述了近年来相关的研究和应用。

关键词：物理光学光子晶体偏振场偏振奇点拓扑电荷