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一种低暗计数率P-I-N结构的单光子雪崩二极管探测器

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光学学报 2024年第9期44卷 25-30页

作者：李峥刘丹璐董杰卞大井徐跃南京邮电大学集成电路科学与工程学院江苏南京210023 射频集成与微组装技术国家地方联合实验室江苏南京210023

基于180 nm BCD工艺制备出一种P型注入增强型P-I-N结构的单光子雪崩二极管(SPAD)探测器。采用P型漂移区与高压N+埋层之间的低掺杂浓度P型外延层作为I层深结雪崩区,提高了近红外波段的光子探测概率(PDP)。利用低掺杂浓度的P型外延层作为... 详细信息

基于180 nm BCD工艺制备出一种P型注入增强型P-I-N结构的单光子雪崩二极管(SPAD)探测器。采用P型漂移区与高压N+埋层之间的低掺杂浓度P型外延层作为I层深结雪崩区,提高了近红外波段的光子探测概率(PDP)。利用低掺杂浓度的P型外延层作为虚拟保护环,防止了器件横向击穿,降低了暗计数率(DCR)。测试结果表明,虚拟保护环宽度(GRW)为5μm时,器件雪崩电压为56 V。在5 V过偏压下600 nm处的峰值PDP为41%,在901 nm的近红外波段下PDP大于6%,DCR为0.56 s^(-1)·μm^(-2),后脉冲率小于1.2%,表现出良好的电学和光学特性。所提出的SPAD器件为硅基高灵敏度近红外单光子探测器设计提供了一种可选的解决方案。

关键词：探测器单光子雪崩二极管(SPAD) P-I-N结构光子探测概率(PDP) 暗计数率(DCR)

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脑电信号多特征融合与卷积神经网络算法研究

计算机工程与应用 2024年第8期60卷 148-155页

作者：宋世林张学军南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023 南京邮电大学射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室南京210023

针对脑电信号(electroencephalogram,EEG)运动想象中单一特征无法多维表征信号中的信息导致的分类准确率不高的问题,提出一种基于样本熵和共空间模式特征融合的特征提取算法。算法先对原始脑电信号进行小波包分解,从中选择包含μ和β节... 详细信息

针对脑电信号(electroencephalogram,EEG)运动想象中单一特征无法多维表征信号中的信息导致的分类准确率不高的问题,提出一种基于样本熵和共空间模式特征融合的特征提取算法。算法先对原始脑电信号进行小波包分解,从中选择包含μ和β节律的分量进行重构,然后分别提取重构信号的样本熵和CSP(common spatial pattern,CSP)特征,将两者融合组成新的特征向量,使用所设计的一维卷积神经网络对其进行识别获得分类结果。所提方法在2003年BCI Dataset III中获得了91.66%的分类准确率,在2008年BCI Dataset A中获得了85.29%的平均分类准确率。与近年来文献中提出的多特征融合算法相比,准确率提高了7.96个百分点。

关键词：脑电信号运动想象小波包重构样本熵共空间模式卷积神经网络

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基于全局图振幅排列熵的EEG心算分类研究

数据采集与处理 2024年第3期39卷 724-735页

作者：王盛淋邱祥凯王汝清黄丽亚南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023 南京邮电大学射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室南京210023

心算是生活中常使用到的技能,涉及到多种引起大脑活动变化认知加工环节,对于心算的脑电(Electroencephalogram,EEG)研究有助于提高对认知任务的研究水平。本文提出了一种全局图振幅排列熵(Amplitude permutation entropy for global gra... 详细信息

心算是生活中常使用到的技能,涉及到多种引起大脑活动变化认知加工环节,对于心算的脑电(Electroencephalogram,EEG)研究有助于提高对认知任务的研究水平。本文提出了一种全局图振幅排列熵(Amplitude permutation entropy for global graph,APEGG)应用于脑电心算研究,以弥补传统图排列熵(Permutation entropy for graph,PEG)无法全面反映脑网络节点周边邻居节点变化的缺陷,克服了脑电信号幅值不敏感的问题。首先采用相位锁定值构建了EEG脑网络,分析多导联脑电信号之间的同步性和相关性,然后计算了不同频段下脑网络的全局图振幅排列熵,最后运用支持向量机(Support vector machine,SVM)进行分类。使用脑电心算公开数据集进行仿真,分析了不同频段的心算状态与静息状态的熵值散点图,两种状态的熵值散点图表现出较大差异。心算状态与静息状态分类结果与其他算法比较表现出更好的效果。

关键词：心算分类熵脑网络支持向量机相位锁定值

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K波段高增益宽带的异极化透/反射阵列天线

固体电子学研究与进展 2024年第2期44卷 138-142页

作者：杜勇机王泽华张驰梁雅洁于映南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023 南京邮电大学射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室南京210023

提出了一种具有新型多功能空间馈电平面的阵列天线,可以同时实现透/反射两个波束。该阵列通过快速响应编码对圆环反射单元和透射单元进行合理分布,以实现不同极化方向的透/反射波束。基于所提出的透射和反射单元,设计并制造了具有25×2... 详细信息

提出了一种具有新型多功能空间馈电平面的阵列天线,可以同时实现透/反射两个波束。该阵列通过快速响应编码对圆环反射单元和透射单元进行合理分布,以实现不同极化方向的透/反射波束。基于所提出的透射和反射单元,设计并制造了具有25×25个单元的透射-反射阵列天线,分别产生θ=0°向后的x极化方向的反射波束和θ=180°向前的y极化方向的透射波束。该天线的中心频率为22 GHz,测试结果表明,反射波束最大增益为22 dB,3 dB增益带宽达到28%;透射波束的最大增益为19.2 dB,3 dB增益带宽达到27%。

关键词：快速响应编码算法多功能透射-反射阵列天线

基于机器学习的多输入切换效应的统计静态时序分析方法

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微电子学 2024年第3期54卷 458-467页

作者：郭静静宗璟宜查佩文蔡志匡南京邮电大学集成电路科学与工程学院射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室南京210023

静态时序分析工具在超大规模集成电路应用中被广泛使用,其精度依赖于每个门的延时模型。静态时序分析工具使用的时序库通常只考虑单输入切换(SIS)导致的引脚到引脚延时,而多输入切换(MIS)导致的延时变化在高时钟频率和先进工艺节点上变... 详细信息

静态时序分析工具在超大规模集成电路应用中被广泛使用,其精度依赖于每个门的延时模型。静态时序分析工具使用的时序库通常只考虑单输入切换(SIS)导致的引脚到引脚延时,而多输入切换(MIS)导致的延时变化在高时钟频率和先进工艺节点上变得更加显著。在考虑统计静态时序分析时,MIS效应对其影响比对常规静态时序分析更大。为了研究MIS效应对电路统计时序的影响,文章提出了一种基于机器学习的MIS效应的统计静态时序分析方法。该方法考虑了不同条件下MIS和SIS的统计延时差异,并基于SIS统计延时模型建立了MIS统计延时模型。经基准电路测试,结果表明,该方法对应延时分布的均值、标准差的相对误差分别不超过1.61%和3.94%,证明该方法具有较高的准确度。

关键词：机器学习多输入切换统计静态时序分析统计延时模型

STAR-RIS辅助通信感知一体化系统联合波束成形设计

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数据采集与处理 2024年第1期39卷 140-153页

作者：朱小双傅友华南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023 南京邮电大学柔性电子(未来技术)学院南京210023 南京邮电大学射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室南京210023

提出同时将透射和反射可重构智能表面(Simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surfaces,STAR-RIS)与通信感知一体化(Integrated sensing and communication,ISAC)系统结合,以实现全空间的通信与感知。同时在STAR-RIS上应用一种低成本的传感器实现了在STAR-RIS上进行目标感知,解决了雷达感知的严重路径损耗问题。基于此,本文研究了STAR-RIS辅助位于STAR-RIS两侧的多用户多输入单输出(Multi-usermulti-input single-output,MU-MISO)以及一个位于STAR-RIS透射侧的目标的ISAC系统,旨在联合优化STAR-RIS的被动波束成形矩阵和ISAC基站处的主动波束成形矩阵,以最大化用户的通信和速率,同时满足目标感知的最低信噪比要求。为了解决优化过程中的非凸问题,提出了一种基于分式规划的块坐标上升算法,将优化变量分为几个块变量交替优化。在迭代优化后续波束成形问题上,应用了连续凸逼近和半正定松弛算法。与传统的可重构智能表面相比,仿真结果验证了在ISAC系统中部署STAR-RIS的优点。同时将所提的基于分式规划的算法与基于加权最小均方误差的算法进行了对比并验证了所提算法在提高通信和速率上的优势和有效性。

关键词：通信感知一体化同时透射和反射可重构智能表面波束成形分式规划块坐标上升

基于LSPR效应的MSM光电探测器性能的研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：胥晗孙科学徐荣青南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(先进技术)学院射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室

为了提升光电探测器在特定波长下光吸收能力和响应度，本文构造了一种基于六边形金纳米线结构的金属-半导体-金属的光电探测器，并在该结构上覆盖具有良好的光学透明性和电导率的ITO，利用有限元仿真软件COMSOL建立多组模型进行仿真对... 详细信息

为了提升光电探测器在特定波长下光吸收能力和响应度，本文构造了一种基于六边形金纳米线结构的金属-半导体-金属的光电探测器，并在该结构上覆盖具有良好的光学透明性和电导率的ITO，利用有限元仿真软件COMSOL建立多组模型进行仿真对比。结果表明，优化参数后，在0.7μm-1.5μm光波段范围内，器件整体光吸收率达90%以上，器件的响应度在5V偏置电压、10mW入射光功率下可以达到0.39A/W，并且GaAs厚度、六边形金纳米线直径以及入射角度均对该器件性能有所影响。

关键词： MSM光电探测器 LSPR效应光吸收率响应度 COMSOL

基于局域表面等离激元效应的石墨烯光电探测器光吸收性能的研究

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激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 119-124页

作者：徐琦霖孙科学南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院江苏南京210023 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室江苏南京210023

为了解决硅纳米线光电探测器光吸收率较低的问题,构造了一种六边形硅纳米线结构的光电探测器,并在该结构上覆盖零带隙的石墨烯,同时加入Au光栅,最后利用COMSOL软件对器件结构进行建模分析。研究表明,在0.5~1.5μm光波段范围内,石墨烯的... 详细信息

为了解决硅纳米线光电探测器光吸收率较低的问题,构造了一种六边形硅纳米线结构的光电探测器,并在该结构上覆盖零带隙的石墨烯,同时加入Au光栅,最后利用COMSOL软件对器件结构进行建模分析。研究表明,在0.5~1.5μm光波段范围内,石墨烯的覆盖和Au光栅的加入能有效提升器件的光吸收性能,并且石墨烯与Au光栅的厚度均对该器件性能有所影响。

关键词：纳米线光电探测器光吸收率石墨烯 LSPR效应 COMSOL软件

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基于多域信息融合的脑电情感识别研究

电子测量技术 2024年第2期47卷 168-175页

作者：王泽田张学军南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023 南京邮电大学射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室南京210023

脑电信号识别方法较少将空间、时间和频率信息相融合,为了充分挖掘脑电信号包含的丰富信息,本文提出一种多域信息融合的脑电情感识别方法。该方法利用二维卷积神经网络和一维卷积神经网络相结合的并行卷积神经网络(PCNN)模型学习脑电信... 详细信息

脑电信号识别方法较少将空间、时间和频率信息相融合,为了充分挖掘脑电信号包含的丰富信息,本文提出一种多域信息融合的脑电情感识别方法。该方法利用二维卷积神经网络和一维卷积神经网络相结合的并行卷积神经网络(PCNN)模型学习脑电信号的空间、时间和频率特征,来对人类情感状态进行分类。其中,2D-CNN用于挖掘相邻EEG通道间的空间和频率信息,1D-CNN用于挖掘EEG的时间和频率信息。最后,将两个并行卷积模块提取的信息融合进行情感识别。在数据集SEED上的情感三分类实验结果表明,融合空间、时间、频率特征的PCNN整体分类准确率达到了98.04%,与只提取空频信息的2D-CNN和提取时频信息的1D-CNN相比,准确率分别提高了1.97%和0.60%。并于最近的类似工作相比,本文提出的方法对于脑电情感分类具有一定的优越性。

关键词：脑电信号多域信息融合情感识别并行卷积神经网络