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柔直换流阀子模块中IGBT器件的磁场辐射特性与驱动电路的电磁问题分析

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电源学报 2025年

作者：闫玉瑶彭晗岳乔治王曼博白建成童乔凌强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 先进输电技术全国重点实验室(国网智能电网研究院有限公司) 华中科技大学集成电路学院

模块化多电平变流器(modular multilevel converter，MMC)是柔性直流输电的核心装备，其安全可靠运行对于保障电力安全至关重要。换流阀中IGBT器件在开关过程中因高电压和大电流的快速投切产生强电磁干扰，影响低压控制电路的正常工作... 详细信息

模块化多电平变流器(modular multilevel converter，MMC)是柔性直流输电的核心装备，其安全可靠运行对于保障电力安全至关重要。换流阀中IGBT器件在开关过程中因高电压和大电流的快速投切产生强电磁干扰，影响低压控制电路的正常工作，严重时可导致系统故障。驱动板卡与高压大电流IGBT器件直接相接，为系统提供开关控制信号，是低压二次板卡中最易受干扰的单元。本研究将探讨换流阀子模块IGBT器件的电磁辐射以及驱动信号电压中的电磁干扰问题。首先，本文明确了驱动板与功率模块之间的距离远小于IGBT开关电磁波的波长，因此聚焦近场辐射问题展开。因驱动板卡上布局布线复杂且存在局部铺铜的情况，本文首次揭示了驱动板卡上的电磁辐射源由IGBT器件开关电磁源以及驱动板上铺铜所引起的电磁散射源所构成，呈多源互相作用特性。进一步地，本文以实际换流阀子模块为研究对象，通过不同开关工况下实验分析，全面且准确地获得了换流阀子模块的空间磁场在位置、频率和强度上的分布特性；验证了驱动板卡上电磁散射特性以及电磁散射和辐射共同作用下的驱动信号端口的感应电压。该研究不仅为MMC中驱动板卡的电磁辐射特性提供了实验数据，也将在一定程度上为其电磁兼容性设计和防护措施提供理论支持。

关键词：柔性直流输电模块化多电平换流器电磁辐射驱动板卡电磁散射感应电压

新型复合终端氧化镓肖特基二极管电学特性仿真研究

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人工晶体学报 2025年

作者：屈珉敏余建刚李子唯李旺旺雷程李腾腾李丰超梁庭贾仁需太原师范学院物理系中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室西安电子科技大学微电子学院

作为新一代宽禁带半导体，氧化镓因具有更大的禁带宽度（4.4～4.8 eV）和更高的击穿场强（8 MV/cm），成为制备耐高压、高频、高功率电力电子器件的最佳候选材料。然而，氧化镓肖特基二极管具有终端电场边缘集中效应，导致器件因提前击... 详细信息

作为新一代宽禁带半导体，氧化镓因具有更大的禁带宽度（4.4～4.8 eV）和更高的击穿场强（8 MV/cm），成为制备耐高压、高频、高功率电力电子器件的最佳候选材料。然而，氧化镓肖特基二极管具有终端电场边缘集中效应，导致器件因提前击穿而失效，从而限制了氧化镓的应用。本文通过将可以缓解电场边缘集中效应的高阻区和抑制反向漏电的电子势垒层相结合，设计了一种新型复合终端。仿真结果表明：引入高阻区终端结构的器件电极边缘附近的峰值电场从3.65 MV/cm下降到0.246 MV/cm，可以有效缓解电极电场边缘集中效应。当高阻区Mg离子注入浓度为1019cm-3时，击穿电压从725 V提高到2115 V，巴利加优值从0.06 GW/cm2增加到0.247 GW/cm2，临界击穿场强从3.65 MV/cm提升到6.28 MV/cm，提高了71.9%；与此同时，电子势垒层AlN的引入使器件反向漏电流大幅降低，反向击穿电压提升至2690 V。该新型复合终端结构不仅可以有效抑制器件的反向漏电流，同时可以有效提升器件的反向击穿电压。本研究为耐高压、低反向漏电流氧化镓肖特基二极管的研制提供了理论基础。

关键词：氧化镓肖特基二极管反向漏电流击穿电压复合终端

基于二维光谱干涉的太赫兹时域光谱单次探测技术

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中国激光 2025年

作者：何文钊陈星宇林庆钢蔡懿曾选科徐世祥光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市微纳光子信息技术重点实验室深圳大学物理与光电工程学院中国计量大学光学与电子科技学院

单次太赫兹时域光谱探测技术可以对某些不可逆或低重复率事件的进行有效探测。本文通过结合二维光谱干涉和自参考共线光谱干涉方案提出了一种新型太赫兹时域光谱单次探测技术。该技术在此前的共线自参考光谱干涉方案基础上，对入射的探... 详细信息

单次太赫兹时域光谱探测技术可以对某些不可逆或低重复率事件的进行有效探测。本文通过结合二维光谱干涉和自参考共线光谱干涉方案提出了一种新型太赫兹时域光谱单次探测技术。该技术在此前的共线自参考光谱干涉方案基础上，对入射的探测光偏振方向及探测晶体角度进行优化，有效提升了探测的光学调制度。通过引入二维光谱干涉替代一维光谱干涉，增大了单次探测的信息容量，进而实现信噪比的提升。实验结果表明，二维光谱干涉的引入使得探测信噪比相比于共线自参考光谱干涉方案提高了近2.2倍，测得信噪比高达166.7:1。该技术能克服传统的电光取样的“过旋”问题，为单次或低重复频率的强太赫兹场及其应用提供了一种有效探测手段。

关键词：太赫兹时域光谱电光取样单次测量干涉光谱

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喷印金属微滴撞击粗糙表面的分子动力学模拟

原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 73-80页

作者：苏仁健陈小勇游自浩桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004 广西制造系统与先进制造技术重点实验室桂林541004

研究金属微滴撞击固体表面的行为对预测微滴形态和实现高精度的喷印制造具有重要的意义.然而,由于微纳尺度下金属微滴撞击实验的难以开展,目前涉及金属微滴撞击粗糙表面的形态变化和热毛细效应机理尚不清楚.本文采用分子动力学模拟研究... 详细信息

研究金属微滴撞击固体表面的行为对预测微滴形态和实现高精度的喷印制造具有重要的意义.然而,由于微纳尺度下金属微滴撞击实验的难以开展,目前涉及金属微滴撞击粗糙表面的形态变化和热毛细效应机理尚不清楚.本文采用分子动力学模拟研究了镓铟微滴撞击粗糙表面的动态行为,定量分析了撞击速度、粗糙结构和不同温度对微滴撞击行为的影响.结果表明:随着撞击速度的提高,微滴先后呈现沉积、弹跳和破碎飞溅三种模式,且微滴的最大铺展因子与韦伯数呈幂函数关系.此外,通过修饰基底粗糙结构发现,结构间距或高度的变化对微滴的弹跳行为存在不同的影响机制,可以有效促使或抑制微滴的弹跳行为.最后,分析得出随着温度的提高,微滴的铺展直径会变大,产生的黏性耗散也会增大.研究结果对金属微滴撞击行为的有效预测提供了理论基础.

关键词：金属微滴撞击粗糙基底分子动力学

Ce-MOFS/g-C3N4复合材料的制备及其光催化二氧化碳还原制一氧化碳研究

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功能材料 2025年

作者：张辉孙懿辉吕妍安胜利郭瑞华王瑞芬内蒙古科技大学稀土产业学院内蒙古科技大学内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室内蒙古科技大学稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室

以硝酸铈和尿素为原料,1,3,5苯三甲酸为配体,采用简单的静电自组装法合成了铈金属有机框架（CeBTC）和石墨相氮化碳（g-C3N4）的复合材料（Ce-BTC/g-C3N4）,用于二氧化碳还原制一氧化碳的研究,并探索CeBTC的复合对g-C3N4性能的影响机制... 详细信息

以硝酸铈和尿素为原料,1,3,5苯三甲酸为配体,采用简单的静电自组装法合成了铈金属有机框架（CeBTC）和石墨相氮化碳（g-C3N4）的复合材料（Ce-BTC/g-C3N4）,用于二氧化碳还原制一氧化碳的研究,并探索CeBTC的复合对g-C3N4性能的影响机制。利用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱、阻抗、光电流测试和CO2还原性能测试对复合材料的结构、形貌、光电学性能及催化性能进行研究。结果表明Ce-BTC与g-C3N4的复合可能使得g-C3N4层间距发生改变,在细化晶体颗粒的同时提高样品比表面积,使复合样品获得更高的可见光捕获能力且载流子的分离效率更高;在仅加入1 mL H2O作为质子提供源的前提下,Ce-BTC/g-C3N4-3拥有最优光催化性能。CO与CH4产率分别为19.02和0.322,分别是g-C3N4的1.80倍和2.10倍,循环测试后催化性能基本保持稳定。

关键词：二氧化碳还原 Ce-BTC 石墨相氮化碳复合光催化材料

钛圆盘阵列增强微测辐射热计太赫兹波吸收特性

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物理学报 2019年第20期68卷 292-300页

作者：牛青辰苟君王军蒋亚东电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室

提出一种集成在微桥结构中的二维亚波长周期钛(Ti)金属圆盘阵列结构,以增强太赫兹微测辐射热计的吸收率.基于严格耦合波分析方法,建立吸收结构模型,研究了不同结构的Ti圆盘阵列及其在微桥阵列结构中的太赫兹波吸收特性.周期Ti圆盘阵列... 详细信息

提出一种集成在微桥结构中的二维亚波长周期钛(Ti)金属圆盘阵列结构,以增强太赫兹微测辐射热计的吸收率.基于严格耦合波分析方法,建立吸收结构模型,研究了不同结构的Ti圆盘阵列及其在微桥阵列结构中的太赫兹波吸收特性.周期Ti圆盘阵列结构降低了金属的表面等离子体频率,在太赫兹波段激发伪表面等离子体激元并实现共振增强吸收.共振吸收频率由周期、直径等Ti圆盘阵列的结构参数决定,圆盘厚度则对太赫兹波吸收率有重要影响,微桥结构中的谐振腔结构可降低共振频率并增强耦合效率.设计的微桥探测结构以较小的Ti圆盘阵列周期(37μm)实现突破衍射极限的太赫兹波约束,在3.5 THz (波长85.7μm)实现接近90%的太赫兹波吸收率,满足太赫兹微测辐射热计小尺寸、高吸收及工艺兼容的要求.

关键词：太赫兹微测辐射热计伪表面等离子体激元严格耦合波分析

烧结技术对99BeO陶瓷材料结构与性能影响

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无机材料学报 2010年第4期25卷 415-418页

作者：钟朝位梁剑张树人张韶华李波电子科技大学电子薄膜与集成器件重点实验室成都610054

系统研究了传统烧结方法、台阶式烧结方法和两步烧结方法对99BeO陶瓷微结构和性能的影响.研究发现:台阶式烧结有助于99BeO陶瓷的晶粒细化,两步法烧结有助于提高99BeO陶瓷的热导率.实验优化了两步法中第一阶段烧结温度T1、第二阶段烧结温... 详细信息

系统研究了传统烧结方法、台阶式烧结方法和两步烧结方法对99BeO陶瓷微结构和性能的影响.研究发现:台阶式烧结有助于99BeO陶瓷的晶粒细化,两步法烧结有助于提高99BeO陶瓷的热导率.实验优化了两步法中第一阶段烧结温度T1、第二阶段烧结温度T2及保温时间t等工艺参数.结果表明,在T1为1630℃,T2为1550℃,t为4h时可获得晶粒均匀、结构致密,热导率为308W/(m.K),密度为2.95g/cm3的99BeO陶瓷.

关键词：两步法烧结 99BeO陶瓷热导率密度晶粒尺寸

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声表面波-自旋波耦合及磁声非互易性器件

物理学报 2024年第15期73卷 30-48页

作者：黄铭贤胡文彬白飞明电子科技大学电子科学与工程学院成都610054 电子科技大学电子薄膜与集成器件全国重点实验室成都611731

声表面波是激发和控制自旋波的一种新兴手段,不仅激励效率高,而且传输长度可以达到毫米量级,通过引入磁声耦合还可以打破时空反演对称性,实现声表面波的非互易传播.本文对不同类型的磁声耦合的物理机制进行了梳理,对比了磁弹性耦合、自... 详细信息

声表面波是激发和控制自旋波的一种新兴手段,不仅激励效率高,而且传输长度可以达到毫米量级,通过引入磁声耦合还可以打破时空反演对称性,实现声表面波的非互易传播.本文对不同类型的磁声耦合的物理机制进行了梳理,对比了磁弹性耦合、自旋-涡度耦合(包括非磁性层注入交变自旋流和磁性材料自身的Barnett效应),以及磁-旋转耦合在不同模式的声表面波激发下的等效驱动磁场,讨论了这些等效驱动场的角度依赖性,以及相应功率吸收的频率依赖性.这为在实际应用中区分和利用各种磁声耦合机制提供了理论支持.此外,本文还介绍了利用磁声耦合实现声表面波非互易性传输的两种主流手段,包括利用手性失配效应和引入具有非互易性自旋波色散关系的磁结构,对比并讨论了它们各自的物理机制和优劣势,希望为设计和发展基于磁声耦合的固态声学隔离器、环形器提供参考.

关键词：磁声耦合自旋波声表面波声子-磁振子耦合非互易性器件

Y_(3)Fe_(5)O_(12)-CoFeB自旋波定向耦合器中的自旋波

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物理学报 2021年第18期70卷 305-311页

作者：闫健任志伟钟智勇电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都610054

介绍了一种基于Y_(3)Fe_(5)O_(12)和CoFeB复合结构耦合的新型定向耦合器,并利用微磁学仿真软件Mumax^(3)及其配套工具链分析了自旋波在其中的传播特性.通过在Y_(3)Fe_(5)O_(12)定向耦合器中添加一种高饱和磁化强度材料(CoFeB)来增强耦... 详细信息

介绍了一种基于Y_(3)Fe_(5)O_(12)和CoFeB复合结构耦合的新型定向耦合器,并利用微磁学仿真软件Mumax^(3)及其配套工具链分析了自旋波在其中的传播特性.通过在Y_(3)Fe_(5)O_(12)定向耦合器中添加一种高饱和磁化强度材料(CoFeB)来增强耦合波导的耦合效率,并从器件的尺寸形状、内部等效场以及耦合机理等角度分析了其变化原因.结果表明,相较于传统的定向耦合器,这种复合结构能够极大地降低自旋波在耦合波导间的耦合长度.从应用的角度看,在功能相同的情况下,整个器件的长度可以缩短数倍,具有更好的发展前景.

关键词：自旋波定向耦合器微磁学模拟耦合长度