1 贵州大学 材料与冶金学院 纳米光子物理研究所，贵阳 550025
2 海南师范大学 物理与电子工程学院，海口 571158
3 中国科学院地球化学研究所 环境化学国家重点实验室，贵阳 550003
4 复旦大学 表面物理国家重点实验室 微纳光子结构教育部重点实验室，上海 200433
在氧化硅上生长纳米硅晶，保持氧化硅的直接带隙结构，降低其能带带隙，以用于发光和光伏。采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了块体α-方石英、薄膜α-方石英、Si/SiO2界面的电子态结构和Si/SiO2界面的光学性质。结果显示，其均为直接带隙半导体，当薄膜α-方石英厚度和Si/SiO2界面氧化硅层厚度逐渐减小时，能带带隙均逐渐变大，表现出明显的量子限制效应。光学性质计算结果表明：Si/SiO2界面虚部介电峰和吸收峰的峰值随氧化硅层厚度降低而显著升高，且峰位向高能量方向蓝移。使用脉冲激光沉积制备了氧化硅上硅晶薄膜，测量了Si/SiO2界面样品的PL光谱，在670 nm处存在一个强的发光峰，在波长超过830 nm后，Si/SiO2界面样品的发光强度不断升高。因此，可以通过控制Si/SiO2界面氧化硅层厚度有效地调控Si/SiO2界面的电子态结构和光学性质，引进边缘电子态，调控其带隙进入1~2 eV区间，获取硅基发光材料。
第一性原理 电子态结构 直接带隙 光致发光 First principles Electronic structure Direct band gap Photoluminescence
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
2 中国科学院大学,北京 100049
3 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
提出了一种高速红外视频采集系统,重点介绍了系统关键模块——PCI-E采集卡的设计与实现。采集卡主要基于Kintex7系列现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的硬件结构,利用Aurora核与Xilinx 7系列PCI-E核成功地将高速光纤传输以及PCI-E技术应用于此系统。实验结果表明,这种高速红外视频采集系统可以稳定、可靠地长时间工作,非常适用于高帧频大面阵红外视频的实时采集、显示与存储。
高速红外视频 采集系统 Aurora核 7系列PCI-E核 high-speed infrared video acquisition system Aurora IP core 7 series PCI-E IP core
