1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
随着太赫兹技术、低温电子学和射电天文学的发展, 对可低温环境下工作的集成封装式跨阻放大芯片的需求增加。本文针对一种 Ge-Si基底型跨阻放大器, 主要研究了其深低温环境下的电学性能, 获得了 8K温度下放大器芯片的典型端口电流-电压特性曲线和增益曲线, 得到了在 0.1~3 GHz频带内较为平坦的增益效果; 为了验证其对太赫兹光电信号的放大功能, 将该跨阻放大器与太赫兹量子阱探测器集成封装, 并搭建了太赫兹脉冲激光探测系统, 在 8K温度下实现了对脉宽 2 μs太赫兹光电探测信号的有效放大, 跨阻增益约 560 Ω, 电流放大增益为 1.78 mA/V。上述研究成果首次验证了商用跨阻放大器在深低温环境下应用的可行性, 为太赫兹高速探测与高频通信领域的集成跨阻放大提供了一种有效技术手段。
太赫兹探测 高速封装 跨阻放大器 低温放大技术 terahertz detecting high-speed packaging transimpedance amplifier cryogenic amplification technique 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(1): 16
大连理工大学材料科学与工程学院 辽宁省能源材料及器件重点实验室, 辽宁 大连 116024
随着消费类电子、电动汽车和储能等领域的迅猛发展, 亟需提升以锂离子电池为代表的二次储能设备的能量密度, 而正极材料是提升锂离子电池能量密度的关键。富锂锰基层状氧化物正极材料(LRM)因具有极高的理论比容量(>350 mA·h·g-1)和可逆比容量(>250 mA·h·g-1)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料之一。然而, LRM正极材料的首次Coulombic效率低、倍率/性能差以及快速的电压和容量衰减等问题, 严重阻碍了其产业化应用。本文介绍了LRM正极材料的晶体结构及电化学机理等方面的研究进展, 分析了LRM存在的问题及起因。重点从形貌设计调控、掺杂、包覆、缺陷结构设计、梯度成分设计、层状/尖晶石异质结构构建以及电解液添加剂等方面全面介绍了LRM正极材料的改性策略, 以期望为LRM正极的未来发展提供思路和指导, 最终促进LRM正极材料的实际应用。
锂离子电池 富锂锰基正极材料 晶体结构 反应机理 改性策略 lithium ion battery lithium-rich manganese-based cathode materials crystal structure reaction mechanism modification strategy
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室，上海 200050
2 中国科学院大学，北京 100049
3 上海理工大学光电信息与计算机学院，上海 200093
太赫兹(THz)波对非极性材料有较好的穿透性，对生物医学组织无电离效应，因而非常适合无损检测、生物医学成像等应用。THz量子阱光电探测器(THz QWPs)具有响应速度快、响应率高、噪声等效功率低、体积小的特点。相较于其他探测器，THz QWPs作为成像系统接收器时，系统具有成像分辨率高、成像速度快、成像信噪比高、结构紧凑等优势。本文综述了基于THz QWPs的成像研究进展，并对成像系统核心指标的影响因素进行了分析和总结。采用更稳定的装置固定THz QWPs，提升器件响应速度、探测灵敏度、阵列规模，可以有效提升系统各项核心性能。
太赫兹 量子阱 光电探测器 成像 terahertz quantum well photodetectors imaging
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Science and Technology, Xinjiang University, Urumqi 830046, China
2 Affiliated Tumor Hospital of Xinjiang Medical University, Urumqi 830000, China
3 Department of Engineering, China University of Petroleum-Beijing, Keramayi 834000, China
4 School of Information Science and Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830046, China
5 School of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
6 Quality of Products Supervision and Inspection Institute, Urumqi 830011, China
In this Letter, the surface-enhanced Raman scattering (SERS) signal of early breast cancer (BRC) patient serum is obtained by a composite silver nanoparticles (Ag NPs) PSi Bragg reflector SERS substrate. Based on these advantages, the serum SERS signals of 30 normal people and 30 early BRC patients were detected by this substrate. After a baseline correction of the experimental data, principal component analysis and linear discriminant analysis were used to complete the data processing. The results showed that the diagnostic accuracy, specificity, and sensitivity of the composite Ag NPs PSi Bragg reflector SERS substrate were 95%, 96.7%, and 93.3%, respectively. The results of this exploratory study prove that the detection of early BRC serum based on a composite Ag NPs PSi Bragg reflector SERS substrate is with a stable strong SERS signal, and an unmarked and noninvasive BRC diagnosis technology. In the future, this technology can serve as a noninvasive clinical tool to detect cancer diseases and have a considerable impact on clinical medical detection.
porous silicon Bragg reflector surface-enhanced Raman scattering breast cancer detection principal component analysis linear discriminant analysis Chinese Optics Letters
2020, 18(5): 051701
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
太赫兹(THz)波对生物医学组织具有天然的非电离性、水含量敏感性和浅层穿透性等特点,这使得其非常适合应用于生物医学成像。由于太赫兹量子级联激光器(THz QCL)具有激射功率高、光束质量好、调制速率高、体积小的特点,基于THz QCL的生物医学成像系统相较于其他主动式生物医学成像系统成像信噪比高、成像分辨率高、成像速度快、结构更紧凑。基于此,对基于THz QCL的生物医学成像研究进展进行综述,并对THz生物成像优势、THz QCL生物医学成像优势、生物医学成像系统、生物医学成像目标进行了总结,对其未来发展方向进行了展望。
医用光学 太赫兹成像 量子级联 激光器 生物医学
介绍了系统抗电磁脉冲性能评估的主要任务以及系统抗电磁脉冲加固性能的统计性描述方法, 根据评估水平(或目标)的不同, 将电磁脉冲试验分为 4种类型, 在此基础上分析了电磁加固设计余量评估中的随机误差来源, 分析了总误差标准偏差的评定方法, 介绍了一种设计余量下限估计及其对应可靠度与置信度的评定方法, 分析了该方法应用的前提条件, 并以某屏蔽舱内电子设备的加固设计余量评估计算为例, 说明了算法的使用过程及注意事项。
加固设计余量 可靠度 置信度 评估算法 应用条件 hardening design margin reliability confidence evaluation algorithm preconditions 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(6): 920
辐射波模拟器产生的脉冲电磁环境能够近似模拟高空核爆电磁脉冲(HEMP)的自由场,然而在实际HEMP威胁环境中,施加在地面设备上的电磁场是电磁脉冲入射波与地面反射波的合成场。通过计算不同入射情况下,HEMP自由辐射场经损耗地面反射叠加形成的总电场,对比其与初始入射场的强度及波形变化,分析了地面附近合成电磁场的特点。提出一种将模拟环境效应与实际环境效应进行等效转换的计算方法,应用该方法计算了入射波电场45°极化情况下的模拟环境效应修正因子。分析计算结果,建议在开展HEMP效应的辐射波模拟试验中,应将受试设备放在至少三个相互正交的方向上进行测试,同时适当减小模拟器产生电磁脉冲的宽度。
辐射波模拟器 模拟环境 场分布 电磁耦合响应 修正因子 radiating-wave simulator simulated environment field distribution electromagnetic coupling response correction factor 强激光与粒子束
2016, 28(2): 025002
