针对低频声波的衰减问题，设计了一种大尺寸月牙盘非对称薄膜型声学超材料结构，利用有限元法计算了其传输损失和位移场。其结构尺寸可达 100 mm，隔声频率降低至 10 Hz，并在 10~500 Hz 的低频范围内展现出良好的隔声性能。与对称型薄膜声学超材料结构的隔声频带和隔声量相比，通过在单胞中引入不对称性，使得结构的低频隔声频带拓宽了 23 Hz。通过模态分析发现，不对称性使薄膜声学超材料产生更多的振动耦合模式，Lorentz 共振与 Fano 共振的同时存在提升了月牙盘型非对称结构的隔声性能。同时，薄膜和质量块的尺寸与偏心量等参数变化可进一步优化隔声效果，为声屏障低频隔声效果的提升在结构优化设计方面提供了一种解决思路。
薄膜型声学超材料 非对称结构 隔声特性 有限元法 声固耦合 低频 membrane-type acoustic metamaterial asymmetric structure sound insulation characteristic finite element method acoustic-structure coupled low-frequency
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Nanoscience and Applications, and Department of Electrical and Electronic Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
2 Key Laboratory of Energy Conversion and Storage Technologies (Southern University of Science and Technology), Ministry of Education, Guangdong University Key Laboratory for Advanced Quantum Dot Displays and Lighting, and Shenzhen Key Laboratory for Advanced Quantum Dot Displays and Lighting, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
3 Institute of Advanced Displays and Imaging, Henan Academy of Sciences, Zhengzhou 450046, China
The performance of inverted quantum-dot light-emitting diodes (QLEDs) based on solution-processed hole transport layers (HTLs) has been limited by the solvent-induced damage to the quantum dot (QD) layer during the spin-coating of the HTL. The lack of compatibility between the HTL's solvent and the QD layer results in an uneven surface, which negatively impacts the overall device performance. In this work, we develop a novel method to solve this problem by modifying the QD film with 1,8-diaminooctane to improve the resistance of the QD layer for the HTL’s solvent. The uniform QD layer leads the inverted red QLED device to achieve a low turn-on voltage of 1.8 V, a high maximum luminance of 105 500 cd/m2, and a remarkable maximum external quantum efficiency of 13.34%. This approach releases the considerable potential of HTL materials selection and offers a promising avenue for the development of high-performance inverted QLEDs.
quantum dots quantum-dot light-emitting diodes inverted structure ligand treatment Journal of Semiconductors
2023, 44(9): 092603
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Nanoscience and Applications, and Department of Electrical and Electronic Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
2 Key Laboratory of Energy Conversion and Storage Technologies (Southern University of Science and Technology), Ministry of Education, and Shenzhen Key Laboratory for Advanced Quantum Dot Displays and Lighting, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
Impedance spectroscopy has been increasingly employed in quantum dot light-emitting diodes (QLEDs) to investigate the charge dynamics and device physics. In this review, we introduce the mathematical basics of impedance spectroscopy that applied to QLEDs. In particular, we focus on the Nyquist plot, Mott−Schottky analysis, capacitance-frequency and capacitance-voltage characteristics, and the dC/dV measurement of the QLEDs. These impedance measurements can provide critical information on electrical parameters such as equivalent circuit models, characteristic time constants, charge injection and recombination points, and trap distribution of the QLEDs. However, this paper will also discuss the disadvantages and limitations of these measurements. Fundamentally, this review provides a deeper understanding of the device physics of QLEDs through the application of impedance spectroscopy, offering valuable insights into the analysis of performance loss and degradation mechanisms of QLEDs.
quantum dot light-emitting diode impedance spectroscopy equivalent circuit model charge dynamics Journal of Semiconductors
2023, 44(9): 091603
1 沈阳建筑大学材料科学与工程学院, 沈阳 110168
2 中国建筑土木建设有限公司, 北京 100070
钢渣水化活性差, 体积安定性不良限制了其作为辅助性胶凝材料的应用, 但钢渣具有很好的碳酸化活性。本文在对钢渣进行预处理的过程中通过调整CO2浓度及碳酸化时间, 调控钢渣的碳酸化程度, 分析了碳酸化对钢渣微观结构及固碳效果的影响, 同时评价了碳酸化钢渣作为辅助性胶凝材料的可行性。结果表明: 含30%(质量分数)钢渣的水泥砂浆试块3、28 d抗压强度较未掺钢渣水泥砂浆分别降低了43.2%和30.0%, 净浆试块经压蒸试验后由于膨胀过大而溃散; CO2浓度对钢渣的固碳量有显著的影响, 高浓度(体积分数为99.9%)CO2进行碳化养护3 min时钢渣固碳量就达到了3.67%。钢渣的体积安定性与碳酸化程度呈正相关, 而过度碳酸化处理会降低其水化活性, 掺加30%(质量分数)碳酸化预处理3、10 min钢渣的砂浆3 d抗压强度较掺加30%原始钢渣的砂浆分别提高了28.3%和15.8%。
钢渣 碳酸化 复合胶凝材料 水化活性 体积安定性 抗压强度 steel slag carbonation composite cementitious material hydration activity volume stability compressive strength
南方科技大学电子与电气工程系，广东 深圳 518055
量子点是一种具有量子限域效应的半导体纳米晶，近年来，以其优异的光电特性得到了广泛关注。量子点具有发光效率高、发光波长可调、发光半峰宽窄、可溶液法低成本制备等优势，已被大量应用于显示领域，成为了新型显示的核心材料之一。微显示技术一般应用于有效显示区域对角线长度小于1 inch 的近眼显示场景中，近年来虚拟现实、增强现实等近眼显示场景的兴起，对高亮度、高像素密度、全彩色的微显示技术提出了更高的要求。本文将从量子点应用于高亮度、高像素密度的全彩微显示技术的角度出发，从光致发光和电致发光两条技术路线对现有的进展进行回顾和总结，最后对量子点应用于微显示技术面临的机遇和挑战进行展望。
量子点 微显示 光致发光 电致发光 quantum dot micro display photoluminescence electroluminescence
沈阳建筑大学材料科学与工程学院, 沈阳 110168
采用氢氧化钾调节钠水玻璃模数制备复合碱激发剂, 以钠水玻璃模数、碱掺量为变量, 分析氢氧化钾对钠水玻璃激发矿渣胶凝材料性能的影响, 研究氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料在流动度、凝结时间及抗压强度等方面的变化规律。结果表明, 氢氧化钾-钠水玻璃复合激发剂的激发效果优于单一钠水玻璃激发剂。当钠水玻璃模数为1.2、碱掺量为8%(质量分数)时, 氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料流动度可达240 mm, 7 d、28 d抗压强度可达98.88 MPa和104.59 MPa, 比同等条件下的钠水玻璃激发矿渣胶凝材料7 d、28 d抗压强度分别提高了167%和22.9%。
氢氧化钾 钠水玻璃 复合碱激发剂 碱激发矿渣胶凝材料 流动度 凝结时间 抗压强度 potassium hydroxide sodium water glass compound alkali activator alkali-activated slag cementitious material fluidity setting time compressive strength
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
聚焦评价是根据离焦序列图像搜索并获得最优像点位置的数值分析方法,其分辨力直接决定三维聚焦形貌恢复技术的重建精度。以空域拉普拉斯算子与频域离散余弦变换为基础,提出一种联合二者聚焦评价结果的高分辨力聚焦评价方法。首先,使用离散余弦变换算子对图像进行聚焦评价,将拉普拉斯算子聚焦评价值对称变换的结果作为权重因子;然后,使用权重因子对离散余弦变换评价值进行修正,以增强对图像聚焦特征的响应,抑制对图像离焦特征的响应;再次,通过分析离焦光学系统,采用计算离焦点扩展函数的方法生成离焦序列图像,仿真验证了该方法的有效性;最后,使用不同成像镜头及成像目标,搭建了不同离焦场景的实验平台,利用所提聚焦方法及传统的5种典型方法对采集到的离焦序列图像进行了聚焦对比分析。结果表明:所提聚焦评价方法在小离焦和大离焦图像中均能表现出优良的评价结果,且峰值灵敏度和陡峭度均明显得到提高。所提方法具有更优的聚焦评价分辨力及响应灵敏度,可有效提高三维聚焦形貌恢复精度。
图像处理 聚焦评价 余弦变换 拉普拉斯变换 点扩展函数 激光与光电子学进展
2021, 58(24): 2410005
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 上海科技大学信息科学与技术学院, 上海 201210
以主动式毫米波全息成像的应用为背景,中国科学院上海微系统与信息技术研究所研制的异质结AlGaAs/GaAs PIN二极管毫米波开关为安检成像领域的关键核心器件,为此提出一种基于高、低阻抗变换线的补偿结构以优化高频处的匹配程度。设计合适的毫米波倍频链路、低插入损耗的带通滤波器以及低插入损耗和高隔离度的开关通道阵列,实现一款满足系统要求的输出功率和一致性且谐波抑制良好的发射前端。结果表明,在28~34 GHz频段内,各通道的输出功率大于10 dBm,谐波抑制度大于22 dBc,通道间的隔离度大于23 dB,通道间的差异小于2 dB,满足主动成像发射端的要求。集成相应天线阵列和接收前端后进行成像实验,可以得到分辨率为0.5 cm的毫米波成像。
激光与光电子学进展
2021, 58(22): 2209001
1 南方科技大学能源转换与存储技术教育部重点实验室, 广东 深圳 518055
2 南方科技大学电子与电气工程系广东省普通高校先进量子点显示与照明重点实验室,粤港澳光热电能材料与器件联合实验室,深圳市先进量子点显示与照明重点实验室, 广东 深圳 518055
3 香港科技大学先进显示与光电子技术国家重点实验室, 香港 999077
4 上海微系统与信息技术研究所, 上海 200050
5 上海微技术工业研究院, 上海 201800
提出并设计了一种基于无机硒化镉(CdSe)量子点(QD)材料作为增益介质的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。该方案结合量子点发光二极管(QLEDs)与分布式反馈布拉格反射镜(DBR)形成电注入量子点垂直腔面发射激光器,并在其垂直衬底方向上结合了电流注入结构及光学微腔结构。通过数值模拟的方法,进行了DBR反射镜参数设计、器件腔长调整等,得到了优化的器件结构。时域有限差分法模拟结果表明,设计的两种腔长器件均可实现单纵模激射,微腔品质因子超过250000。本研究工作提出了一种实现量子点激光二极管的新方案,并通过理论模拟进行验证,展示了此方案的可行性;同时,本工作也为下一步的实验研究提供了理论分析模型及参数指导。
激光器 量子点 垂直腔面发射激光器 硒化镉 时域有限差分法 中国激光
2021, 48(19): 1901005
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所,中国科学院太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
设计了一种应用于毫米波开关及限幅器的异质结AlGaAs/GaAs PIN二极管材料结构,接着对影响二极管性能的两个主要因素(Al掺杂量和I层厚度)进行分析和优化,然后采用分子束外延与半导体工艺流片制备出了验证器件。对该器件进行测试,测试结果表明,所制备的PIN二极管的开启电压为1.06 V,击穿电压为26 V;在1~40 GHz频率范围内,该二极管的插入损耗为1 dB左右,隔离度为12 dB(频率为30 GHz时)。所制备二极管可应用于毫米波开关和限幅器电路中。
材料 PIN二极管 异质结 I-V特性 S参数 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 231604
