1 海南师范大学物理与电子工程学院海南省激光技术与光电子功能材料重点实验室，半导体激光海南省国际联合研究中心，海南 海口 571158
2 新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院，新加坡 639798
3 新加坡南洋理工大学淡马锡实验室，新加坡 637553
4 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室，北京 100083
5 长春理工大学高功率半导体激光器国家重点实验室，吉林 长春 130022
2 μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅（SOI）平台，对2 μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐，对单个微加热器施加3.2 V电压时，调谐范围可达66 nm（1967~2033 nm）。
硅光集成 可调谐外腔半导体激光器 环形谐振腔 光波导终端
1 西安交通大学材料科学与工程学院, 金属材料强度国家重点实验室, 西安 710049
2 南方科技大学材料科学与工程系, 广东 深圳 518055
传统方法制备微波介质陶瓷通常需要1 000 ℃以上高温, 不仅工艺周期长、能量消耗高, 而且难以实现多种材料体系的集成共烧。如今, 无线通讯技术的不断革新和蓬勃发展对微波器件小型化、集成化提出了更高要求, 低温共烧陶瓷/超低温共烧陶瓷技术被开发和广泛应用。研究烧结温度更低、烧结效率更高, 且微波介电性能优异的节能环保型绿色制备工艺, 已经成为全球范围内研究热点之一。液相烧结、热压烧结、微波烧结、放电等离子体烧结、闪烧等烧结工艺的提出促进了低温烧结微波介质陶瓷的发展。最近, 又出现了一种新的超低温烧结工艺-冷烧结技术。冷烧结具有极低的烧结温度(一般 ≤300 ℃)、可在短时间内实现陶瓷高致密化, 且在物相稳定性、复合共烧以及晶界控制等方面有着优势, 为超低温烧结工艺以及微波介质材料体系的开发提供了新的契机。
微波介质 陶瓷 低温共烧陶瓷 超低温共烧陶瓷 超低温烧结工艺 冷烧结 microwave dielectric ceramic low temperature co-fired ceramic ultra-low temperature co-fired ceramic ultra-low sintering temperature technology cold sintering process
南方科技大学材料科学与工程系, 广东 深圳 518055
微波介质陶瓷作为介质材料被广泛应用于物联网、工业互联网、5G通信、全球卫星通信系统的无源器件中。从微波介质陶瓷的研究背景出发, 介绍了冷烧结的致密机理和工艺参数, 总结了冷烧结微波介质陶瓷的主要材料体系和器件, 指出了冷烧结微波介质陶瓷的主要问题和发展前景。冷烧结技术具有烧结温度低(<300 ℃)、可共烧异质材料、烧结前后晶粒尺寸差异小、制备工艺简单、节能环保等多种优点, 在多层共烧陶瓷和微波系统集成方面具有潜在应用。
冷烧结 微波介质陶瓷 微波器件 微波性能 cold sintering process microwave dielectric ceramics microwave devices microwave properties
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 1.西安交通大学 材料科学与工程学院, 西安 710049
2 2.南方科技大学 材料科学与工程系, 深圳 518055
电致变色材料是一类重要的光电功能材料, 可以随周期性调整的电压改变颜色。这种可控的光学吸收率和透过率的调制在智能窗户、电致变色显示和防眩光后视镜等应用场合大显身手。近年来电致变色技术发展迅速, 但当前的研究大多集中在传统刚性电致变色器件, 通常以氧化铟锡(ITO)等导电玻璃为基底。这些刚性变色器件存在厚度大、共型性差、机械强度低、成本高等不可忽视的问题, 阻碍了电致变色技术及其商业化的发展。伴随着开发可穿戴设备和电子皮肤等其他未来技术的热潮, 柔性电致变色器件因其可折叠性、可穿戴性甚至可嵌入性而备受关注, 已跻身成为电致变色领域的研究热点。本综述从制备柔性电致变色器件的材料出发, 系统地概述了无机、有机、无机/有机复合及其他新型柔性电致变色器件最新进展和趋势, 着重介绍了可拉伸电致变色器件的国内外研究进展。同时讨论了现阶段柔性电致变色器件在性能提升和实际应用等方面遇到的挑战, 以及国内外研究者采取的应对措施。最后明确了柔性电致变色器件制备与提升性能的关键, 并对未来的发展趋势做出展望。
电致变色器件 柔性器件 可拉伸 智能窗户 制备 综述 electrochromic devices flexible devices stretchable smart window preparation review
1 新加坡南洋理工大学 淡马锡实验室，新加坡 新加坡 637553
2 新加坡南洋理工大学 电子与电气工程学院，新加坡 新加坡 639798
3 海南师范大学 物理与电子工程学院，海南 海口 571158
4 中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室，北京 100083
5 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033
半导体锁模激光器产生的高重复频率的光脉冲序列在众多领域都有着广泛的应用，而对于绝大多数应用，一个固定而准确的重复频率是必须的。由于此种激光器的重复频率主要由激光器波导的有效折射率和腔长来确定，激光器制成以及解理时的不确定性就可能会给其重复频率带来偏差。为了弄清此种激光器的各种工作条件会怎样影响其重复频率从而对上述的偏差进行补偿，设计并制成了一种2 μm GaSb基单量子阱锁模激光器。激光器采用两段式结构（增益区，饱和吸收体区）并可以在高达60 ℃实现稳定的锁模工作模式。系统地记录了此激光器重复频率随偏置条件（增益区电流，饱和吸收体区电压）以及工作温度的变化规律，并且对产生这些变化的原因进行了分析。这些工作能够让人们更加清楚地认识锁模激光器的特性，从而更好地达到各种应用所需要的重复频率。
半导体锁模激光器 重复频率 GaSb基材料 2 μm波段 mode-locked semiconductor lasers repetition frequency GaSb-based material system 2 μm wavelength band 红外与激光工程
2020, 49(12): 20201054
1 新加坡南洋理工大学 电子与电气工程学院, 新加坡 639798
2 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
3 中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100083
4 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
5 新加坡南洋理工大学 淡马锡实验室, 新加坡 637553
展示了一种低阈值(~131 A/cm2)2 μm InGaSb/AlGaAsSb单量子阱(Single Quantum Well, SQW)激光器, 并对该激光器的理想因子n进行了研究。激光器的总体理想因子n由中央pn结的理想因子n和n型GaSb衬底与n型金属之间形成的整流结的理想因子n两部分组成。当温度从20 ℃升高到80 ℃时, 激光器的总体理想因子n从4.0降低至3.3。该结果与所使用的理论模型以及独立的GaSb材料整流结(pn结、GaSb/金属结等)理想因子n的数值是相吻合的。
半导体激光器 理想因子n 单量子阱 semiconductor laser ideality factor n single quantum well 红外与激光工程
2018, 47(5): 0503001
1 北京邮电大学电子工程学院, 北京 100876
2 北京安全生产智能监控北京市重点实验室, 北京 100876
3 新加坡南洋理工大学, 新加坡 639798
提出了一种应用于高速率无线通信的基于微机械工艺的波束扫描天线阵.基于微机械工艺的空气填充的同轴线结构能提供低损耗的矩形微同轴传输线和馈电网络设计.设计的传输线仿真和测试插入损耗均小于0.18 dB.仿真和测试结果吻合良好.波束扫描天线阵的尺寸为17.5×14.5×0.42 mm3, -10 dB带宽为10 GHz(55~65 GHz), 其带宽覆盖60 GHz标准的全频段.波束扫描角度分别为±35°和±11°.在60 GHz中心频点, 增益分别为11.8 dBi和12.1 dBi.
波束扫描天线阵 矩形微同轴传输线 巴特勒矩阵 低损耗 beam-steering antenna array rectangular micro-coaxial transmission line Butler matrix low loss
