有机半导体单晶由于具有内部长程有序的分子排列结构、缺陷及晶界少等优点，表现出优异的光电性能，是实现有机半导体器件实用化的一种重要材料。目前，研究者们已经发展出多种可应用于有机单晶的生长方法，其中，微距升华法是一种可以在大气环境下采用蒸镀的方式制备有机微/纳单晶的方法。然而，当将这种方法应用于C8-BTBT时发现，由于分子的熔点较低，蒸镀得到的是分子直接从液态凝固为无定形/多晶的结构。在本工作中，通过使用溶剂蒸汽退火的方式对其进行后处理，成功地将这种无定形/多晶结构转化为分立的单晶。为了表征所得到的晶体形貌和结构，分别使用光学显微镜、X射线衍射和原子力显微镜等仪器对其进行了表征，发现所制备的晶体结构具备单晶的典型特征。
有机单晶 微距升华法 溶剂蒸汽退火 有机半导体 晶体生长 organic single crystal micro-spacing sublimation solvent vapor annealing organic semiconductor C8-BTBT C8-BTBT crystal growth
1 中国科学院电子学研究所,北京100190
2 中国科学院大学,北京100049
3 石家庄学院物理学系,河北 石家庄050035
4 北京大学信息科学技术学院,北京100871
研究了影响毫米波谐波回旋管互作用效率的多个因素, 通过采用三次谐波工作, 94GHz回旋管的工作磁场降低到了1.185T, 使采用永磁体取代超导磁体成为可能.利用自洽非线性计算和粒子模拟研究了回旋振荡管的注-波互作用过程, 发现了腔体品质因数与互作用效率的内在联系, 研究了工作电压和电子注横纵速率比对耦合强度的影响, 考虑了磁场渐变及电子注速度离散对互作用效率的影响, 通过选择合理的工作模式和系统参数, 当工作电压为40kV、工作电流为12 A、电子注横向速度离散为3%时获得了95kW的输出功率及19.7%的效率.当采用单级降压收集极后, 效率可以进一步提高到39.2%.
回旋管 振荡器 W波段 三次谐波 gyrotron oscillator W-band third-harmonic
1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 石家庄学院物理学系, 河北 石家庄 050035
3 中国科学院大学, 北京 100049
4 北京大学 信息科学技术学院, 北京 100871
针对谐波回旋管互作用效率低的问题, 以自洽非线性理论为基本工具, 系统地分析了三个关键因素, 即互作用腔体长度(Q值)、电子注的横纵速度比和工作电压对二次谐波互作用系统性能的影响.研究发现当工作磁场选择在硬激发区时, 通过综合调节电子注的横纵速度比和工作电压能够获得较高的互作用效率.基于自洽非线性理论优化设计了一个W波段二次谐波回旋振荡器, 粒子模拟(PIC)结果显示当电子注速度离散３％, 工作电压37 kV, 电流4 A时, 输出效率达到了39.5%.
W波段 二次谐波 自洽非线性计算 回旋振荡器 W-band second harmonic self-consistent nonlinear computation gyrotron oscillator
1 中国科学院电子学研究所 高功率微波源与技术重点实验室，北京100190
2 石家庄学院 物理学系，河北 石家庄050035
介绍了W波段四腔回旋速调管放大器的设计.放大器工作在基膜TE01圆电模式，电子束工作电压70 kV，工作电流6 A，设计的双阳极磁控式注入电子枪，电子束纵横速度比1.5，速度零散小于4%.采用粒子模拟方法分析了各种参数对器件性能的影响.模拟结果显示，设计的放大器在电子束速度零散4%的情况下，增益35 dB，带宽800 MHz，输出功率100 kW，效率为23.8%.
回旋速调管放大器 磁控式注入电子枪 粒子模拟 Gyroklystron amplifier magnetic injection gun (MIG) particle-in-cell(PIC) simulation
