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有机-有机界面效应的原位及非原位研究

物理化学学报 2024年第1期40卷 30-31页

作者：冀连连王现鹏张莹莹申学礼薛娣王璐王滋王文冲黄丽珍迟力峰苏州大学功能纳米与软物质研究院(FUNSOM) 江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室江苏苏州215123 姑苏材料实验室江苏苏州215123 明斯特大学物理研究所和纳米中心德国明斯特48149 澳门科技大学材料科学与工程学院澳苏先进功能材料联合研究中心中国澳门999078

有机-有机异质结构已被广泛应用于各种有机电子器件,包括有机发光二极管(OLEDs)、有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池等。全面理解有机-有机异质结构的界面效应,对于器件的设计和性能优化具有重要意义。然而由于有机半导体具有多... 详细信息

有机-有机异质结构已被广泛应用于各种有机电子器件,包括有机发光二极管(OLEDs)、有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池等。全面理解有机-有机异质结构的界面效应,对于器件的设计和性能优化具有重要意义。然而由于有机半导体具有多样的化学特性以及分子间较弱的范德华力,界面电荷传输特性与有机-有机电子结构、环境气氛等密切相关。在此,我们报道了随着顶层半导体并五苯(pentacene)的沉积,并五苯/酞菁氧钒(VOPc)异质结构的原位实时电学性能监测。结果显示,异质结构晶体管的p型迁移率从0.4 cm2∙V−1∙s^(−1)下降至0.2 cm2∙V−1∙s^(−1),而n型迁移率从0.01 cm2∙V−1∙s^(−1)迅速增加至约0.9 cm2∙V−1∙s^(−1)。这种n型输运行为的增强归因于pentacene向VOPc的界面电子转移效应以及由此导致的VOPc层中陷阱态的填充。此外,非原位实验对比表明,当晶体管制备过程暴露于大气时会明显抑制这种界面电荷转移效应,导致沉积pentacene后n型输运几乎没有得到改善。薄膜形态、开尔文探针力显微镜(KPFM)和X射线光电子能谱(XPS)的结果表明,界面处存在从pentacene到VOPc的电子转移。进一步的密度泛函理论(DFT)计算表明,由于pentacene/VOPc之间较强的相互作用,pentacene往VOPc的电荷转移量约为0.15 e。此外,O_(2)/H2O的存在会抑制这种界面电荷转移效应,这与我们的实验结果一致。本研究通过原位电学表征对有机-有机界面之间的电荷转移效应给出了深入解释,有利于进一步的器件性能优化及界面效应分析。

关键词：有机-有机异质结构原位表征电荷转移效应有机场效应晶体管 O_(2)/H2O掺杂

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基于CMOS的高响应度太赫兹探测器线阵

红外与毫米波学报 2024年第1期43卷 70-78页

作者：白雪张子宇徐雷钧赵心可范小龙江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 中国电子科技集团公司第五十五研究所江苏南京210016

本文提出了一种基于CMOS 0.18μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵,各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中,差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容,将太赫兹... 详细信息

本文提出了一种基于CMOS 0.18μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵,各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中,差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容,将太赫兹差分信号耦合至场效应管的栅极与源极,增强场效应管沟道内自混频太赫兹信号的强度,实现高响应度。其次,该探测器配备高增益片上环形差分天线与集成电压放大器,可有效放大混频后的信号,进而提高系统信噪比,最终达到增强探测器响应度的目的。探测器1×3线阵系统充分利用CMOS工艺多层结构的特点,将电压放大器布置在天线地平面下方,提高了芯片面积的利用率,有效降低了制作成本,整个系统的面积为0.5 mm^(2)。测试结果表明,当场效应管的栅极偏置为0.42 V时,该探测系统对0.3 THz辐射信号的电压响应度(Rv)最大可达到43.8 kV/W,对应的最小噪声等效功率(NEP)为20.5 pW/Hz^(1/2)。动态测试结果显示该探测器可对不同材质的隔挡物进行区分。

关键词：互补金属氧化物半导体太赫兹探测器宽带天线高响应度

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光子神经网络研究进展

光电工程 2024年第7期51卷 27-50页

作者：项水英宋紫薇张雅慧郭星星韩亚楠郝跃西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室陕西西安710071 空军工程大学基础部陕西西安710051 西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体国家工程研究中心陕西西安710071

在数据海量化、信息化的时代,电子计算机处理系统所面临的算力和能耗等性能要求愈发严苛,传统冯·诺依曼架构存在“内存墙”和“功耗墙”瓶颈,加之摩尔定律放缓甚至失效,使得电子芯片在计算速度和功耗方面遇到极大挑战,利用光计算替代... 详细信息

在数据海量化、信息化的时代,电子计算机处理系统所面临的算力和能耗等性能要求愈发严苛,传统冯·诺依曼架构存在“内存墙”和“功耗墙”瓶颈,加之摩尔定律放缓甚至失效,使得电子芯片在计算速度和功耗方面遇到极大挑战,利用光计算替代传统电子计算将是解决当前算力与功耗问题的极具潜力的途径之一。本文系统地梳理了片上集成和自由空间的光子神经网络架构与算法方面的研究进展,详细介绍了典型的研究工作,然后讨论并对比了这两种光子神经网络的优劣势,以及光子神经网络的训练策略等。最后探讨了光子神经网络面临的挑战,并对其未来发展进行了前瞻性的展望。

关键词：光子神经网络片上集成自由空间类脑计算

Zn杂质诱导GaInP/AlGaInP红光半导体激光器量子阱混杂的研究

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光子学报 2024年第1期53卷 1-12页

作者：何天将刘素平李伟林楠熊聪马骁宇中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

在GaAs基GaInP/AlGaInP单量子阱结构外延片上分别使用磁控溅射设备生长ZnO薄膜和等离子增强化学气相沉积设备生长SiO2薄膜,以ZnO介质层作为Zn杂质诱导源,采用固态扩Zn的方式对激光器进行选择性区域诱导以制备非吸收窗口来提高器件的腔... 详细信息

在GaAs基GaInP/AlGaInP单量子阱结构外延片上分别使用磁控溅射设备生长ZnO薄膜和等离子增强化学气相沉积设备生长SiO2薄膜,以ZnO介质层作为Zn杂质诱导源,采用固态扩Zn的方式对激光器进行选择性区域诱导以制备非吸收窗口来提高器件的腔面光学灾变损伤阈值,从而提高半导体激光器的输出功率和长期可靠性。在580~680℃、20~60 min退火条件下对Zn杂质诱导量子阱混杂展开研究,实验发现,ZnO/SiO2或ZnO/Si3N4复合介质层的采用比单一Zn介质层的杂质诱导蓝移量大,且在680℃、30 min的条件下获得了最大55 nm的蓝移量。分析结果表明,介质层所施加的压应变会将外延片表面GaAs层中Ga原子析出,促使Zn原子进入外延层中以诱导量子阱混杂。通过测量光致发光光谱发现发光强度并没有明显下降,可为后期器件制作提供借鉴。

关键词：半导体激光器量子阱混杂复合介质层蓝移非吸收窗口

超小尺寸银团簇:类分子结构模拟与吸收光谱计算

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发光学报 2024年第8期45卷 1380-1390页

作者：陈伟林黄谊平陈晓桐乔旭升樊先平浙江大学材料科学与工程学院浙江杭州310058 浙江大学硅及先进半导体全国重点实验室浙江杭州310058 龙门实验室河南洛阳471000

基于密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了多种带中性和正电荷的超小尺寸银团簇([Ag_(m)]^(n+),m=2~8,n=0~2)的几何结构、电子结构和吸收光谱特征。研究结果表明,超小尺寸银团簇的电子能级结构和吸收光谱受到团簇尺寸、对称性、开闭壳... 详细信息

基于密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了多种带中性和正电荷的超小尺寸银团簇([Ag_(m)]^(n+),m=2~8,n=0~2)的几何结构、电子结构和吸收光谱特征。研究结果表明,超小尺寸银团簇的电子能级结构和吸收光谱受到团簇尺寸、对称性、开闭壳层以及电荷等多种因素的共同影响。平均结合能计算结果表明,中性超小尺寸银团簇尺寸的增大使其稳定性逐渐增强。但带正电荷的超小尺寸银团簇由于奇偶振荡现象的影响,使其在阴离子多面体网络中优势构型不一定为最低能量构型。该研究为辨认荧光玻璃中特定构型的银团簇的特征发光,构建了超小尺寸银团簇的几何结构、电子结构和吸收光谱数据集,也能为拓展超小尺寸银团簇在其他各类无机以及有机配体中的结构与光谱研究提供理论数据支撑。

关键词：银团簇密度泛函理论含时密度泛函理论吸收光谱

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联合RIS子块与接收天线的索引调制方案性能分析

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信号处理 2024年第7期40卷 1318-1328页

作者：景小荣万宇曾裕于江陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 上海星思半导体有限责任公司上海201101

利用大量无源反射器件设计的可重构智能表面(RIS),具有拓展无线通信覆盖范围、降低系统成本/功耗和提升未来通信系统性能的优势;而索引调制(IM),通过激活通信资源的子集可实现信息的隐性传输,有望为无线通信带来更高的频谱效率和能量效... 详细信息

利用大量无源反射器件设计的可重构智能表面(RIS),具有拓展无线通信覆盖范围、降低系统成本/功耗和提升未来通信系统性能的优势;而索引调制(IM),通过激活通信资源的子集可实现信息的隐性传输,有望为无线通信带来更高的频谱效率和能量效率,因此,为进一步提升未来无线通信系统的性能,该论文融合RIS与IM技术,提出一种联合RIS子块与接收天线的IM方案。在该方案中,按照相邻原则,将RIS反射元件分割为若干子块,进而利用RIS子块索引与接收天线索引同时实现附加信息传递,即对待传输比特序列,将其分割为三部分,其中第一部比特被调制为星座符号,第二部分用于指示RIS子块划分,第三部分用于指示接收天线索引;在此基础上,根据最大似然(ML)检测的成对错误概率(PEP)解析形式,分四种情况,从理论上推导出对应的矩母函数(MGF),得到无条件PEP的解析表达式,最后得到该方案ML检测的平均误码率(ABER)性能上界。仿真结果表明,与现有RIS辅助的IM方案相比,无须增加额外频谱资源,所提方案的系统可达速率和系统差错性能方面均具有一定优势;同时,验证了ML检测的ABER上界具备严格一致性。

关键词：可重构智能表面索引调制最大似然检测理论误码率

SESAM锁模全保偏皮秒脉冲光纤激光器输出特性

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发光学报 2024年第1期45卷 149-156页

作者：王帅坤仲莉林楠刘素平马骁宇中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

搭建了基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的全保偏皮秒脉冲光纤激光器,对比分析了以多量子阱和体材料作为可饱和吸收层的SESAM对锁模激光器输出特性的影响。实验结果表明,多量子阱和体材料SESAM均可实现稳定的自启动锁模。随着量子阱... 详细信息

搭建了基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的全保偏皮秒脉冲光纤激光器,对比分析了以多量子阱和体材料作为可饱和吸收层的SESAM对锁模激光器输出特性的影响。实验结果表明,多量子阱和体材料SESAM均可实现稳定的自启动锁模。随着量子阱周期数的增加,SESAM调制深度增大,激光器输出脉冲宽度变窄,具有更高的输出功率和更大的锁模区间。但量子阱周期数过高的SESAM具有较大非饱和损耗,使得相同泵浦功率下输出功率降低。在相同调制深度下,体材料SESAM的非饱和损耗偏大,降低了输出功率和光光转化效率,但对脉冲的窄化作用更显著。SESAM对输出脉冲的波长和光谱宽度无显著影响,主要受光纤布拉格光栅(FBG)控制。本文对SESAM的设计与选型具有一定指导意义。

关键词：光纤激光器半导体可饱和吸收镜超短脉冲输出特性

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基于多尺度特征融合的YOLOv3行人检测算法

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计算机与数字工程 2024年第1期52卷 145-149,155页

作者：黎国斌王等准张剑扈健玮林向会谢本亮贵州大学大数据与信息工程学院半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心贵阳550025

随着深度学习技术在计算机领域的普及与推广,行人检测技术得到进一步的提升,但在一些场合仍然存在较大的问题,例如行人大小尺度不一、密集行人的检测,在以上两种情况下,行人检测性能剧烈下降,存在较多的漏检、错检的情况。针对行人大小... 详细信息

随着深度学习技术在计算机领域的普及与推广,行人检测技术得到进一步的提升,但在一些场合仍然存在较大的问题,例如行人大小尺度不一、密集行人的检测,在以上两种情况下,行人检测性能剧烈下降,存在较多的漏检、错检的情况。针对行人大小尺度问题,论文提出在YOLOv3算法的特征提取网络中引入多尺度特征融合模块,改变原来多个卷积层堆叠的残差单元,增加特征提取网络深度,提升网络对不同尺度的行人特征提取能力,从而提升行人检测算法的检测精度和鲁棒性。实验表明,在Caltech、On_merge数据集进行训练,改进算法的平均精准率比基准算法分别高出其5.49%,2.26%。

关键词：多尺度特征融合 YOLOv3算法行人大小尺度行人检测

微米量级薄膜铌酸锂脊型波导中高效非线性频率转换（特邀）

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光学学报 2024年第15期 100-108页

作者：丁文君张玉婷仇晶唐永志张景丁婷婷黎浩刘时杰郑远林陈险峰区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验上海交通大学物理与天文学院中国科学院半导体研究所上海工程技术大学电子电气工程学院上海量子科学研究中心山东师范大学光场调控及应用中心

铌酸锂基集成光子学在过去几十年里一直备受关注，近年来薄膜铌酸锂的出现更是极大地推动了该领域的发展。本文利用紫外光刻和干法刻蚀技术在3μm厚的薄膜铌酸锂上制备了微米波导（横截面为2.6μm×3μm），光纤波导耦合损耗仅1.2 dB/fa... 详细信息

铌酸锂基集成光子学在过去几十年里一直备受关注，近年来薄膜铌酸锂的出现更是极大地推动了该领域的发展。本文利用紫外光刻和干法刻蚀技术在3μm厚的薄膜铌酸锂上制备了微米波导（横截面为2.6μm×3μm），光纤波导耦合损耗仅1.2 dB/facet。周期极化薄膜铌酸锂微米波导在通信波段下实现了高效的二次谐波（倍频）产生，归一化转换效率达到164%W-1·cm-2，并在1 W基频光输入条件下展现出57%的高效的绝对频率转换。同时，该微米波导还可实现高效的和频转换，在300 mW泵浦光下的小信号和频上转换效率为139%。优秀的频率转换性能、可规模化制备以及良好的光纤兼容性使微米量级薄膜铌酸锂展现出巨大的吸引力，未来有望发展更多的多功能器件并推动集成光子学的基础研究和光量子信息的应用发展。

关键词：非线性光学薄膜铌酸锂周期极化铌酸锂准相位匹配高效频率转换