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
通过理论计算与量子计算模拟机模拟两种方法研究了波-粒量子行走的演化过程与性质。通过量子控制操作使量子行走中的行走者处于相对相位的波-粒相干叠加态。利用后选择操作实现了量子行走以相干和混合两种不同方式，从多路径相干的波的状态到无相干的粒子的状态的连续调控。由于量子的干涉性，相干和混合两种方式存在本质的区别，通过位置方差对两种方式的具体特征进行刻画。最后通过量子计算模拟机模拟了波-粒量子行走的演化过程。当行走者处于波-粒相干态时，通过一次测量能够同时观测到两个完全不同的性质。通过调节波-粒相干态的相对相位，可以实现对行走者扩散速率的控制。
量子行走 相干叠加态 量子调控 量子模拟 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0527002
1 宁波大学信息科学与工程学院，浙江 宁波 315211
2 宁波大学医学院，浙江 宁波 315211
3 宁波市海曙区第二医院，浙江 宁波 315099
4 宁波大学附属第一医院，浙江 宁波 315000
在检测侧面脊柱关键点时，由于受到器官遮挡的影响，以往的热图回归方法难以区分不同椎骨上的关键点，容易出现关键点与对应椎骨的匹配错误。为了解决这个问题，提出了一个新的单阶段侧面脊柱关键点检测方法，该方法同时预测关键点热图和关键点匹配线索（椎骨中心热图和关键点offset），利用匹配线索建立关键点与对应椎骨的匹配关系。为了提升匹配效果，提出几何感知特征增强模块，通过提取关键点特征增强椎骨中心的特征表达。此外，利用加权损失函数缓解关键点热图和椎骨中心热图中正负样本比例失衡问题。实验结果表明，所提方法的平均检测误差为8.84，相较于性能第二的方法精度提升36%。
医用光学 关键点检测 卷积网络 可变形卷积 脊柱侧弯 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0417001
Author Affiliations
Abstract
1 National Integrated Circuit Industry and Education Integration Innovation Platform, Department of Electronic Science, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Innovation Laboratory for Sciences and Technologies of Energy Materials of Fujian Province (IKKEM), Xiamen 361005, China
3 College of Electrical and Computer Engineering, Yang Ming Chiao Tung University, Hsinchu 30010, Taiwan, China
4 Semiconductor Research Center, Hon Hai Research Institute, Taipei 11492, Taiwan, China
Micro-light-emitting diodes (micro-LEDs) with outstanding performance are promising candidates for next-generation displays. To achieve the application of high-resolution displays such as meta-displays, virtual reality, and wearable electronics, the size of LEDs must be reduced to the micro-scale. Thus, traditional technology cannot meet the demand during the processing of micro-LEDs. Recently, lasers with short-duration pulses have attracted attention because of their unique advantages during micro-LED processing such as noncontact processing, adjustable energy and speed of the laser beam, no cutting force acting on the devices, high efficiency, and low cost. Herein, we review the techniques and principles of laser-based technologies for micro-LED displays, including chip dicing, geometry shaping, annealing, laser-assisted bonding, laser lift-off, defect detection, laser repair, mass transfer, and optimization of quantum dot color conversion films. Moreover, the future prospects and challenges of laser-based techniques for micro-LED displays are discussed.
laser micro-LED nano-processing defective detection laser repair mass transfer quantum dot Opto-Electronic Science
2023, 2(10): 230028
1 中国环境科学研究院清洁生产与循环经济中心, 北京 100012北京师范大学水科学研究院, 北京 100875
2 中国环境科学研究院清洁生产与循环经济中心, 北京 100012同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092
3 北京 100012同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092
4 中国环境科学研究院清洁生产与循环经济中心, 北京 100012
六价铬［Cr(Ⅵ)］在水环境中有严重的毒性和迁移性, 尤其工业过程中的高浓度Cr(Ⅵ), 对环境和人体健康有严重的危害。 建立一种准确、 快速且实用的高浓度Cr(Ⅵ)溶液测定方法尤为重要。 描述了一种基于光程优化的紫外可见分光光度法直接测定溶液的新方法, 该方法聚焦于不同光程条件下, 测定Cr(Ⅵ)溶液的浓度范围和灵敏度研究。 结果表明, 通过改变光程(1, 5, 10, 30, 50, 100 mm), Cr(Ⅵ)溶液的线性浓度测定范围增加到1 500 mg·L-1(国标方法为1 mg·L-1); 光程从1 mm增加到100 mm, 测定灵敏度增加了100.3倍(从0.001 6 L·mg-1增加到0.161 5 L·mg-1)。 同时, 进行了光程优化方法的建立, 在保证准确度的前提下, 使得不同浓度在不同光程的测定条件下具有最高的灵敏度。 研究结果表明, 在Cr(Ⅵ)与三价铬［Cr(Ⅲ)］、 铁离子［Fe(Ⅲ)］、 铜离子［Cu(Ⅱ)］、 镍离子［Ni(Ⅱ)］以一定比例共存的条件下, 该方法有较好的抗离子干扰性能, 且测定结果的准确度几乎不受温度变化影响(5～30 ℃), 并成功地将该方法应用于实际电镀废水样品中高浓度Cr(Ⅵ)的分析。 与其他常见的Cr(Ⅵ)溶液测定方法相比, 该方法显示出更宽泛的线性浓度范围(0.003 96～1 500 mg·L-1)、 更高的高浓度Cr(Ⅵ)溶液分析准确度和很短的测定时间(1.5 min)。 该方法在工业过程中Cr(Ⅵ)溶液的污染控制和环境分析监测方面具有良好的应用前景。
六价铬［Cr(Ⅵ)］ 紫外可见分光光度法 光程优化 高浓度 高灵敏度 Chromium(Ⅵ) Direct spectrophotometry Optical path optimization High-concentration High sensitivity 光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1829
南京大学 电子科学与工程学院 江苏省光电信息功能材料重点实验室,南京 210023
结温及载流子温度因作为影响LED发光效率的重要参数而广受关注。文章研究了GaN基蓝光集成传感微小尺寸发光二极管（micro-LED）的光致发光（PL）光谱、载流子温度等随结温的变化规律。通过内置集成传感单元芯片，设计实现了GaN基蓝光micro-LED在0.04~53.4 A/cm2电流密度下结温和PL光谱的实时精确测量，并将正向电压法测量结温的低温端范围拓展至123 K。结果表明，低温下由于载流子泄漏、串联电阻的原因，结温与正向电压的线性斜率发生变化。针对PL光谱使用高能侧斜率法计算得到不同电流密度下的载流子温度，发现载流子温度与结温在所研究的结温和电流密度范围内可以近似用二次方程拟合，并对载流子温度随结温和电流密度变化的规律进行了分析和解释。
微小尺寸发光二极管 电致发光光谱 结温 载流子温度 micro-LED electroluminescence junction temperature carrier temperature
南京大学 电子科学与工程学院 江苏省光电信息功能材料重点实验室， 南京 210023
研究了Ag/p-GaN欧姆接触的工艺，得到较为优化的工艺方法并应用于器件制备。分别采用直接剥离Ag、氧等离子体去底胶后剥离Ag和湿法腐蚀Ag三种工艺制备Ag图形，对比了三种工艺样品的粘附性及接触电性，发现直接剥离Ag工艺存在Ag脱落问题，去底胶后剥离Ag工艺无法形成欧姆接触，而腐蚀后退火的样品则可以实现较好的粘附和较佳电性; 通过XPS分析了不同工艺对接触特性影响的机理。进一步，对比优化了Ag蒸发前表面化学处理工艺，结果表明酸性溶液处理或碱性溶液处理可以有效降低欧姆接触电阻率，酸性溶液处理略优。优化后的欧姆接触工艺可应用于可见光及深紫外LED器件制备，器件电学性能如下: 在40A/cm2电流密度下，蓝色发光二极管电压为2.95V，紫外发光二极管电压为6.01V。
欧姆接触 发光二极管 Ag Ag p-GaN p-GaN ohmic contact light emitting diode
本文使用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法在不同切割角的c面蓝宝石衬底上外延氧化镓(β-Ga2O3)单晶薄膜, 揭示了衬底切割角对外延薄膜晶体质量的影响规律。研究表明, 当衬底切割角为6°时, β-Ga2O3外延膜具有较小的X射线摇摆曲线半峰全宽(1.10°)和最小的表面粗糙度(7.7 nm)。在此基础上, 采用光刻、显影、电子束蒸发及剥离工艺制备了金属-半导体-金属结构的日盲紫外光电探测器, 器件的光暗电流比为6.2×106, 248 nm处的峰值响应度为87.12 A/W, 比探测率为3.5×1015 Jones, 带外抑制比为2.36×104, 响应时间为226.2 μs。
超宽禁带半导体 氧化镓薄膜 金属有机物化学气相沉积 日盲紫外光电探测器 切割角 外延 ultra-wide bandgap semiconductor β-Ga2O3 film metal organic chemical vapor deposition solar-blind ultraviolet photodetector off-cut angle epitaxy
1 生态环境和信息特种功能材料教育部重点实验室（河北工业大学），天津 300130
2 河北工业大学 材料科学与工程学院，天津 300130
随着近紫外芯片激发三基色荧光粉技术的发展，开发用于液晶显示背光源以满足高品质显示需求的新型窄带蓝色荧光粉已经成为材料研究者日益关注的焦点。本文采用高温固相法合成了具有钙钛矿结构原型的K2BaPO4F∶Eu2+窄带蓝色荧光粉。K2BaPO4F基质由［FK4Ba2］八面体以共享Ba、K原子的方式相连形成三维网状阴离子框架，进而与孔道中的［PO4］四面体连接形成K2BaPO4F钙钛矿结构框架。Rietveld精修分析表明，Eu2+同时占据Ba2+和K+位点形成［Eu（1）O8F2］和［Eu（2）O6F2］配位多面体，两种多面体发光中心存在由偶极?偶极效应引起的Eu（1）→Eu（2）能量传递过程，使荧光粉具有发射峰值波长为432 nm、半峰宽为43 nm的高亮度窄带蓝光发射。基于密度泛函理论的第一性原理计算表明，K2BaPO4F基质为间接带隙化合物，理论带隙值为5.035 eV。K2BaPO4F∶Eu2+荧光粉展现了合适的荧光热稳定性（I493 K/I293 K=64%）和较高的内、外量子效率（分别为72.8%和46.4%），其性能指标虽然劣于BaMgAl10O17∶Eu2+、K1.6Al11O17+δ∶Eu2+、Na3Sc2（PO4）3∶Eu2+等典型蓝粉，但优于其他一些已报道的蓝色荧光粉。上述研究工作不仅展现了K2BaPO4F∶Eu2+作为一种新型窄带蓝色荧光粉的应用潜力，而且也为基于矿物结构原型策略探索新型荧光粉提供了可能性。
钙钛矿型结构 K2BaPO4F∶Eu2+ 能量传递 光致发光 perovskite-type structure K2BaPO4F: Eu2+ energy transfer photoluminescence
