Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics and School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
3 School of Aerospace Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
4 e-mail: guanglan.liao@hust.edu.cn
Scintillators are widely utilized in high-energy radiation detection in view of their high light yield and short fluorescence decay time. However, constrained by their current shortcomings, such as complex fabrication procedures, high temperature, and difficulty in the large scale, it is difficult to meet the increasing demand for cost-effective, flexible, and environment-friendly X-ray detection using traditional scintillators. Perovskite-related cesium copper halide scintillators have recently received multitudinous research due to their tunable emission wavelength, high photoluminescence quantum yield (PLQY), and excellent optical properties. Herein, we demonstrated a facile solution-synthesis route for indium-doped all-inorganic cesium copper iodide () powders and a high scintillation yield flexible film utilizing indium-doped powders. The large area flexible films achieved a PLQY as high as 90.2% by appropriately adjusting the indium doping concentration, much higher than the undoped one (73.9%). Moreover, benefiting from low self-absorption and high PLQY, the films exhibited ultralow detection limit of 56.2 nGy/s, high spatial resolution up to 11.3 lp/mm, and marvelous relative light output with strong stability, facilitating that films are excellent candidates for X-ray medical radiography. Our work provides an effective strategy for developing environment-friendly, low-cost, and efficient scintillator films, showing great potential in the application of high-performance X-ray imaging.
Photonics Research
2024, 12(2): 369
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
This Letter presents a novel approach to enhance the fringe contrast (visibility) in a digital off-axis hologram digitally, which can save several adjustment procedures. In the approach, we train a pair of coupled dictionaries from a low fringe contrast hologram and a high one of the same specimen, use the dictionaries to sparse code the input hologram, and finally output a higher fringe contrast hologram. The sparse representation shows good adaptability on holograms. The experimental results demonstrate the benefit of low noise in a three-dimensional profile and prove the effectiveness of the approach.
090.1995 Digital holography 100.2980 Image enhancement Chinese Optics Letters
2016, 14(6): 060901
华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室, 武汉 430074
3D-IC技术被看作是应对未来半导体产业不断增长的晶体管密度最有希望的解决方案,而微凸点键合技术是实现3D集成的关键技术之一.采用电镀工艺制作了直径为50μm、间距为130μm的高密度Cu/Sn微凸点,分析了不同预镀时间及电流密度对Cu微凸点形成质量的影响,并使用倒装焊机实现了高密度Cu/Sn微凸点的键合.利用直射式X射线、分层式X射线对键合样片进行无损检测,结果表明键合对准精度高,少量微凸点边缘有锡被挤出,这是由于锡层过厚导致.观察键合面形貌,可以发现Cu和Sn结合得不够紧密.进一步对键合面金属间化合物进行能谱分析,证实存在Cu6Sn5和Cu3Sn两种物质,说明Cu6Sn5没有与Cu充分反应生成稳态产物Cu3Sn,可以通过增加键合时间、减少Sn层厚度或增加退火工艺来促进Cu3Sn的生成.
3D集成 Cu/Sn微凸点 电镀 键合 金属间化合物 3D integration Cu/Sn microbump electroplating bonding intermetallic compound
华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室, 武汉 430074
研究了倒装芯片中UBM制备和焊球回流工艺流程。通过改变阻挡层Ni和浸润层Cu的厚度, 结合推拉力测试实验, 探究了SnAgCu焊点剪切强度的变化规律。研究结果表明, UBM中阻挡层Ni对SnAgCu焊点的力学性能影响最大, 而浸润层Cu厚度的增加也能提高SnAgCu焊点的力学性能。进一步对推拉力实验后的焊点形貌进行了SEM观察和EDS分析, 得到了焊盘剥离、脆性断裂、焊球剥离、韧性断裂四种不同的焊点失效形式, 代表着不同的回流质量, 而回流质量主要由UBM的成分和厚度决定。研究结果为倒装焊工艺的优化提供了理论指导。
倒装芯片 阻挡层 浸润层 推拉力 失效形式 flip chip barrier layer wetting layer ball shear failure mode
1 华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室，武汉 430074
2 湖北工业大学 机械工程学院，武汉 430068
基于氧等离子体活化的硅硅直接键合是一种新型的低温直接键合技术。为了优化工艺参数，得到高质量的键合硅片，选用正交试验法，研究了氧等离子体活化时间、活化功率、氧气流量三个重要的工艺参数对键合的影响，并采用键合率评估键合质量。研究结果表明，活化功率对键合率的影响最大，氧气流量次之，活化时间对结果影响最小，据此结论，在上述工艺中需重点关注活化功率和氧气流量的参数选择。
氧等离子体 硅硅直接键合 正交试验 oxygen plasma silicon direct bonding orthogonal experiments
华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室, 武汉 430074
传统的倒装芯片无损检测技术并不能完全满足倒装焊检测需要，为此提出了一种基于主动红外的倒装芯片缺陷检测方法。通过非接触方式对倒装芯片施加热激励，并结合红外测温设备检测芯片温度分布情况，从而对芯片内部缺陷进行诊断与识别。实验研究表明，该方法能较好地检测出倒装焊点缺陷，可应用于倒装焊芯片的缺陷检测与诊断研究。
倒装芯片 主动红外 缺陷检测 flip-chip active thermography defect inspection
华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
Morpho蝴蝶的颜色效应是由蝴蝶鳞翅上特殊的分级微纳结构与光发生干涉、衍射和散射等作用引起的，是一种典型的结构色。以严格耦合波理论（RCWA）为基础，借助光学衍射结构综合设计工具，建立了仿蝴蝶鳞翅分级结构的二维模型，系统分析了底层电介质单元横向周期占空比、纵向相邻电介质单元宽度差值、介质层纵向周期占空比以及脊柱与基底之间夹角等结构参数对Morpho蝴蝶鳞片光学特性的影响。揭示了蝴蝶鳞翅结构色的显色机理，为具有环境检测功能的仿生微纳结构和器件的设计、制造和应用提供了理论指导。
生物光学 光学特性 严格耦合波理论 Morpho蝴蝶 分级结构
华中科技大学 机械科学与工程学院, 武汉 430074
设计了一个用于惯性约束核聚变诊断设备定位与对准的搭载平台。该平台采用三自由度混联机构, 具有进行两转动一平动的姿态调节能力。给出了平台输出件末端位置的反解及正解的封闭解形式。在此基础上, 利用矩阵法结合从运动学方程得到的结论, 推导出驱动杆杆长误差、球铰虎克铰间隙误差和球销副间隙定位误差与搭载平台终端位姿误差的映射关系。利用蒙特卡罗方法模拟分析了各几何误差源对搭载平台终端定位能力的影响。球销副的绝对误差较大并处于动平台的支撑点, 所以它对搭载平台终端定位精度的影响较大。在不同姿态角相同误差输入条件下, 对搭载平台终端误差输出进行了仿真, 结果表明: 俯仰角变化对输出误差的影响比偏航角变化的影响要大1～2倍。
诊断设备搭载平台 混联机构 误差模型 蒙特卡罗模拟 diagnostic instrument manipulator hybrid manipulator error molding Mote Carlo simulation
1 桂林电子科技大学 机电工程学院,广西桂林541004
2 华中科技大学 机械科学与工程学院,湖北武汉430074
3 武汉光电国家实验室(筹),湖北武汉430074
激光电化学刻蚀是将激光加工技术和电化学加工技术有机结合起来而形成的一种复合型刻蚀工艺。为了研究电解液对激光电化学刻蚀硅的影响,本文采用248nm KrF准分子激光作为光源聚焦照射浸在KOH溶液中的阳极半导体n-Si上,实现激光诱导电化学刻蚀。在实验的基础上,研究了化学溶液对激光电化学刻蚀Si的刻蚀表面形貌和刻蚀速率的影响,并对其产生的原因进行了分析。试验结果表明:化学溶液对刻蚀工艺的影响主要来源于不同浓度的溶液对激光的吸收和折射;采用吸收率较小、浓度较低的溶液和控制液膜厚度能有效减小溶液飞溅和溶液折射。本文中,溶液的厚度控制在1mm左右。
准分子激光 电化学 刻蚀 溶液 Excimer laser electrochemical etching solution
