Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Beijing Key Laboratory of Low Dimensional Semiconductor Materials and Devices, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 e-mail: zsqlzsmbj@semi.ac.cn
In this paper, a patch-antenna-array enhanced quantum cascade detector with freely switchable operating modes among mid-wave, long-wave, and dual-color was proposed and discussed. The dual-color absorption occurs in a single active region through an optimized coupled miniband diagonal-transition subbands arrangement, and a successful separation of the operation regimes was realized by two nested antenna arrays with different patch sizes up to room temperature. At 77 K, the 5.7-μm channel achieved a peak responsivity of 34.6 mA/W and exhibited a detectivity of Jones, while the 10.0-μm channel achieved a peak responsivity of 87.5 mA/W, giving a detectivity of Jones. Under a polarization modulation of the incident light, the minimum cross talk of the mid-wave and the long-wave operating modes was 1:22.5 and 1:7.6, respectively. This demonstration opens a new prospect for multicolor infrared imaging chip integration technology.
Photonics Research
2024, 12(2): 253
1 重庆大学机械与运载工程学院,重庆 400044
2 重庆大学金属增材制造(3D打印)重点实验室,重庆 400044
3 中浙高铁轴承有限公司,浙江 衢州 324000
4 浙江省高速列车传动系统运行研究重点实验室,浙江 衢州 324000
激光能量场表面热处理是提升金属零件表面性能、延长其使用寿命的重要技术手段之一。近30年来,国内外对该技术展开了大量研究。相较于传统的表面热处理技术,激光能量场表面热处理具有更加高效、精准和清洁的优势。本文首先探讨了激光能量场表面热处理技术的优劣以及模拟过程中温度、流体和相场的多物理场方程,接着综述了激光表面淬火、激光重熔、激光表面合金化、激光熔覆和激光冲击喷丸等5种典型激光能量场表面热处理技术的研究现状,然后根据工程应用需求对改善零件表面耐磨性、耐蚀性和残余应力的研究结果进行了总结,最后展望了激光能量场表面热处理未来潜在的研究方向。
激光技术 激光能量场表面热处理 耐磨性 耐蚀性 残余应力
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Semiconductor Materials Science, Institute of Semiconductors, Beijing100083, China
2 Beijing Key Laboratory of Low Dimensional Semiconductor Materials and Devices, Beijing100083, China
3 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Sharing the advantages of high optical power, high efficiency and design flexibility in a compact size, quantum cascade lasers (QCLs) are excellent mid-to-far infrared laser sources for gas sensing, infrared spectroscopic, medical diagnosis, and defense applications. Metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) is an important technology for growing high quality semiconductor materials, and has achieved great success in the semiconductor industry due to its advantages of high efficiency, short maintenance cycles, and high stability and repeatability. The utilization of MOCVD for the growth of QCL materials holds a significant meaning for promoting the large batch production and industrial application of QCL devices. This review summarizes the recent progress of QCLs grown by MOCVD. Material quality and the structure design together determine the device performance. Research progress on the performance improvement of MOCVD-grown QCLs based on the optimization of material quality and active region structure are mainly reviewed.
quantum cascade lasers continuous wave high optical power metal organic chemical vapor deposition broad gain Journal of Semiconductors
2023, 44(12): 121901
太原科技大学 应用科学学院, 山西 太原 030024
全无机卤化铅铯钙钛矿纳米晶CsPbX3(X=Cl,Br,I)因具有独特的光电特性,近年来在固体照明及显示、太阳能电池、阻变存储器等领域成为研究的热门之选。Mn2+是一种比Pb2+半径小的过渡金属离子,利用Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶能够实现波长位于600 nm左右可见光区域的橘黄色发射,且能够部分替代钙钛矿纳米晶中的Pb2+,降低钙钛矿纳米晶的毒性。然而,Mn2+掺杂的卤化物钙钛矿纳米晶仍易受环境中水分子等的侵蚀而导致其荧光特性严重退化。本文采用一种利用四甲氧基硅烷(Tetramethoxysilane,TMOS)和聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)对Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶进行双壳层的包覆方法,并分析了双壳层包覆法对钙钛矿纳米晶稳定性提升的机理。此外,还对比了双壳层包覆的Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶在甲苯和二氯甲烷(Dichloromethane,DCM)溶剂下的发光特性,它们呈现的橘黄色荧光发射强度并未明显下降,且荧光量子产率(Photoluminescence quantum yield,PLQY)能够保持在25%左右。并以此为基础制备了相应的荧光纳米晶粉末,将其运用于潜指纹辨识上,可长期有效地检测潜指纹信息。
Mn2+掺杂 卤化物钙钛矿纳米晶 双壳层包覆 荧光粉末 潜指纹辨识 Mn2+-doped halide perovskite nanocrystals double-layer coating luminescence powder latent fingerprints identification
1 上海航天设备制造总厂有限公司, 上海 200245
2 东南大学, 江苏 南京 210096
3 上海复杂金属构件增材制造工程技术研究中心, 上海 200245
4 上海公共交通卡股份有限公司, 上海 200002
5 洋
铝合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好等特点, 很好地满足航天飞行器轻量化需求。激光选区熔化技术(SLM)成形的铝合金零件综合性能良好, 在航天领域应用广泛, 但存在成形过程中缺陷不好控制、成形件表面质量较差、后处理工序烦琐等问题。为此, 选取AlSi10Mg铝合金, 针对SLM成形AlSi10Mg铝合金缺陷消除进行实体工艺优化研究, 获得缺陷最少的优化工艺参数, 并进一步研究表面粗糙度优化方法。结果表明, 通过优化工艺参数(主要包括扫描功率、扫描速度、扫描间距), 可以获得较低的孔隙率(9.2%)和较优的内部成形质量; 成形件表面质量主要影响因素有表皮扫描功率、扫描速度、扫描间距等, 适当提高扫描功率可以获得较好的表面质量。
激光选区熔化 铝合金 工艺参数 成形缺陷 表面粗糙度 laser selective melting aluminium alloy process parameter forming defect surface roughness
太原科技大学 应用科学学院,山西省光场调控与融合应用技术创新中心,山西 太原 030024
元素掺杂对调节碳点多色发光有着至关重要的作用。然而,目前碳点的可调荧光发射在固态下难以实现,这是因为会发生严重的聚集诱导猝灭(AIQ)现象以及存在制备工艺繁琐等问题。本文报道了一种以间苯三酚为碳源、硼酸为硼元素掺杂剂、尿素为氮元素掺杂剂,采用固相法,微波一步直接制备的氮硼共掺杂固态荧光碳点。随着氮和硼元素含量的变化,所得固态碳点的发光颜色经历黄色、绿色到蓝色的变化。表征分析发现氮和硼元素的掺杂在碳点表面形成了不同的结构和表面官能团,随着氮和硼元素掺杂含量的提高,其中石墨氮、N—C以及B—O/B—N 基团的协同作用导致了碳点发光颜色蓝移,且荧光发光效率增强。此外,鉴于这些固体碳点材料呈现出优异的多色发光性能,选择发光性能最佳的黄色、绿色和蓝色固态荧光碳点作为固态荧光粉末,制备得到了白光发光二极管(WLED)器件。这些器件均具有优良的色度指标,暖白光区发光和个别器件节能高效的工作特性表明这些发光材料在照明领域具有潜在应用前景。
固态碳点 氮硼共掺杂 发光调控 发光二极管 solid-state CDots N and B co-doping luminescence regulation LED
1 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学分析与测试中心, 哈尔滨 150001
3 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室, 哈尔滨 150001
4 哈尔滨工业大学郑州研究院, 郑州 450000
集成电路行业器件尺寸不断缩小, 表面更复杂, 对镀膜提出了更高的要求, 而原子层沉积因其保形性和自限制生长的优势而获得了广泛的关注和研究。本文在简要介绍一些常用的镀膜方式基础上, 对原子层沉积原理及自限制生长进行了重点介绍。以氧化铟为代表, 通过对比分析说明原子层沉积制备薄膜在形貌、成分等方面的优越性, 对不同方式制备的常见透明导电薄膜的光电性能进行了总结。详细讨论了原子层沉积的应用范围, 包括在大尺寸基底, 如大平面和大曲率基底上可以制备高质量薄膜, 在小尺寸基底, 如粉体、沟槽、微纳结构上仍然有着超高的保形性。最后对原子层沉积制备薄膜的优势进行了总结, 对其独特的发展潜力进行了展望。
原子层沉积 透明导电薄膜 镀膜方式 形貌 成分 光电性能 atomic layer deposition transparent conductive film coating method morphology composition optoelectronic property
合肥工业大学 机械工程学院, 安徽 合肥 230009
该文提出了一种基于盘型对称驱动的惯性冲击旋转压电马达。该马达主要由定子、转子、驱动足和预紧装置组成。马达激励信号为锯齿波信号, 采用压电叠堆激励实现马达高功率输出。马达通过螺杆将定子与预紧装置装配于一体, 实现了马达结构紧凑化与微型化。设计加工了马达样机并通过实验验证了马达的工作原理, 对马达的综合性能进行了分析和测试。测试结果表明, 当马达预紧装置施加的预紧力为1 N, 输入激励电压峰-峰值为80 V, 激励信号频率为1 kHz, 且每输出一个周期锯齿波, 激励信号延迟100 ms再输出下一个, 以研究马达静态启动特性和步长, 测得马达的最大空载速度达到3.05 r/min, 平均步长为0.032 rad; 激励信号频率为3 kHz时, 马达的最大空载速度达到9.1 r/min, 马达最大负载可达16.2 N·mm; 马达在0.5~3 kHz激励信号频率范围内均可实现转动。
压电马达 盘型 惯性冲击 锯齿波 piezoelectric motor disk type inertial impact sawtooth wave
中国电子科技集团公司 第五十八研究所, 江苏 无锡 214035
针对MDAC中采样电容失配会降低ADC输出非线性性能的问题,提出了一种流水线ADC的前台数字校准技术。该前台数字校准技术利用ADC输出积分非线性的相对偏差提取误差,利用简单的多路选择运算单元进行误差补偿。在此基础上,采用Verilog HDL实现了RTL级描述并成功流片。仿真和测试结果表明,该校准算法能够提升ADC输出性能。
流水线ADC 采样电容失配 前台数字校准 pipelined ADC MDAC MDAC sampling capacitance mismatch foreground digital calibration