南京大学电子科学与工程学院, 江苏省光电功能材料重点实验室, 南京 210023
本文通过添加InGaN垫层, 利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法在GaN(0001)上外延生长了InN薄膜, 研究了InN薄膜的外延规律及光学性质。研究发现, 相对于GaN表面, 在InGaN垫层上可以获得更高质量的InN。通过在InGaN垫层中采用适当的In组分(在本工作中为In0.23Ga0.77N), 可以完全抑制InN生长过程中铟滴的形成, 获得的InN表面形貌连续平整。采用光学显微镜、高分辨率X射线衍射(HR-XRD)、透射电子显微镜(TEM)、光吸收和室温光致发光等方法研究了InN的晶体结构和光学性质。HR-XRD的ω和ω-2θ扫描显示, InGaN垫层消除了In滴的衍射信号, 并且ω扫描给出了150 nm的InN薄膜的(0002)半峰全宽为0.23°。TEM选区电子衍射发现, InN几乎是无应变的。室温下InN薄膜的光吸收和强光致发光结果表明, 所制备的InN薄膜能带隙约为0.74 eV。本文还初步研究了InN的异常激发依赖性的光致发光行为, 证明了InN材料的表面效应对辐射复合的强烈作用。
外延生长 应变 表面缺陷 光学性质 光致发光 InN InN MOCVD MOCVD epitaxial growth strain surface defect optical property photoluminescence
国网甘肃省电力公司电力科学研究院，甘肃 兰州 730000
为了提高非合作目标区域中光学字符的识别能力，增强电力铭牌、电网文本等信息采集的准确性，设计了一种偏振图像与可见光图像同时采集并进行图像融合的光学字符识别系统。通过设置0°、60°和120°的偏振角对响应电压进行周期性调制，从而获取有效信息区域的连通范围，实现准确的边界约束。通过计算偏振角度标定参数，设置边界条件的合理阈值，为图像融合提供范围标准。实验分别测试了响应电压关于偏振角度和测试距离的函数曲线，结果显示，偏振角度周期性变化斜率为53.1 mV/(°)。在0.5~3.0 m范围内，响应电压最大值为241.7 mV，最小电压为18.5 mV，并且三条响应曲线的单调性几乎一致。实验针对图像清晰度较差的电力铭牌目标进行测试，结果显示，模糊的原始图像在传统图像滤波与增强后，对比度从0.34提升至1.56，图像质量得到了一定的改善，但仍有部分字符无法识别。而采用文中算法后，对比度达到了3.23，部分模糊字符也能有效识别。可见，该系统适用于非合作目标的光学字符识别，对低质量图像中光学字符识别具有很好的优化效果。
偏振成像 图像融合 边界约束 光学字符 polarization imaging image fusion boundary constraints optical characters 红外与激光工程
2022, 51(12): 20220102
结合外延材料工艺、芯片工艺及互连集成工艺具体情况, 分析了AlGaN外延材料、探测器阵列芯片及倒焊芯片的均匀性特点, 讨论了影响外延材料Al组分分布均匀性、芯片电阻和电容分布均匀性的各种因素。在此基础上, 提出了改进器件均匀性的技术途径。利用MOCVD外延材料生长技术, 生长了背照式AlGaN-pin异质结构外延材料, 并利用所生长的外延材料制作了320×256元AlGaN日盲紫外焦平面阵列器件。测试所制作的器件, 结果显示, 其光谱响应范围为255~280nm, 位于日盲波段, 0V偏置时272nm峰值波长响应度大于0.16A/W(外量子效率大于72.9%), 有效像元数大于99.2%, 响应非均匀性小于3.36%。
响应均匀性 日盲探测器 混合集成结构 焦平面阵列 response uniformity solar-blind detector hybrid structure focal plane arrays
南京大学 电子科学与工程学院,江苏省光电功能材料重点实验室,南京210093
采用真空蒸镀方法在Si衬底上制备了Si/Au、Si/Ni/Au和Si/Ti/Au结构多层膜,进行多种条件下的退火实验,研究了不同黏附层对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响。实验结果表明,黏附层对硅的扩散起到阻挡作用,Ti层与Ni层作为阻挡层在较低温度下发生失效,退火气氛对阻挡层的失效具有显著影响。这表明Au/Si体系中扩散阻挡层失效的机制并不是直接的固相反应。文章提出势垒模型来解释扩散阻挡层的失效机制。
共晶 硅扩散 扩散阻挡层 退火气氛 Au/Si Au/Si eutectic diffusion barrier layer ambient
在蓝宝石衬底上采用由低温AlN成核层、中温AlN生长层、温度渐变AlN生长层和高温AlN生长层组成的厚三维生长缓冲层来实现AlN外延层位错密度的减少和应力的释放.用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)及X射线衍射仪对样品进行了表征,结果表明所生长外延层表面无裂纹,并显示出清晰的阶梯流表面形貌,其平均粗糙度为0.160nm,KOH腐蚀坑密度为5.8×108cm-2,(0002)和(10-12)回摆曲线FWHM分别为210″和396″.详细论述了AlN外延层的生长模式、位错行为和应力释放途径.
原子力显微镜 X射线衍射 AlN AlN MOCVD MOCVD AFM X-ray diffraction
1 南京大学 江苏省光电功能材料重点实验室, 江苏 南京 210093
2 南京大学 电子科学与工程学院, 江苏 南京 210093
用自组装的Ni纳米岛做掩模通过ICP刻蚀得到GaN纳米柱,采用扫描电子显微镜(SEM)观测其形貌,室温下光致发光(PL)谱测量研究样品发光特性.结果表明,室温下GaN 纳米柱的发光强度是体材料的2.6倍.为了修复刻蚀损伤,用KOH对样品进行湿法处理,发现经KOH处理的纳米柱与处理前相比变得更直,且其发光较处理之前进一步增强.为了研究其原因,分别对KOH处理前后的样品进行变温PL谱的测量,发现湿法处理后发光增强是由于内量子效率的提高引起的.
GaN纳米柱 KOH腐蚀 光致发光 内量子效率 GaN nanorod KOH treatment photoluminescence(PL) quantum efficiency
南京大学电子科学与工程学院江苏省光电信息功能材料重点实验室, 江苏 南京 210093
纳米压印技术（NIL）是一种机械制备纳米图形的微加工技术，它具有设备简单、易于操作、重复性好和成本低等优点。同时，它可以大面积制备高分辨率的纳米图形，使得大批量低成本地生产微纳器件成为可能。而固态照明工程目前是被全世界所关注的重要领域，制备出高效III-V化合物半导体发光二极管（LED）来代替现有的传统照明工具已经掀起了照明技术的革命，以实现高质量、绿色的照明。重点介绍了纳米压印技术的发展和工艺过程，并详细论述纳米压印技术在无机和有机LED制备中的应用，实现纳米结构LED以及表面光子晶体结构，从而提高LED的发光效率。
光学制造 纳米压印技术 发光二极管 纳米结构 外量子效率 光子晶体 激光与光电子学进展
2013, 50(2): 020002
南京大学电子科学与工程学院，江苏省光电功能材料重点实验室, 江苏 南京 210093
使用AlN插入层方法由金属有机化学气相沉积(MOCVD)在GaN上生长的不同Al组分的AlxGa1-xN以及掺Mg Al0.54Ga0.46N。使用阴极荧光的测试方法先后对未掺杂AlxGa1-xN和掺杂Mg的Al0.54Ga0.46N的光学性质进行了研究。研究表明，随着Al组分增大，横向组分分凝对AlGaN发光强度的影响逐渐减小；掺Mg后AlGaN薄膜质量下降，并且Al0.54Ga0.46N中的Mg相关光激发过程主要取决于导带受主对复合发射和施主受主对复合发射。
材料 AlGaN薄膜 阴极荧光 Mg掺杂 光学学报
2012, 32(s1): s116002
AlGaN在紫外器件(紫外探测器、紫外LED等)以及高速功率器件(HEMT等)方面有着非常重要的应用。提出利用HRXRD倒易空间的测试分析方法来获得外延材料中的晶格应变及其缺陷状态，这对AlGaN材料的MOCVD外延生长具有重要的指导意义。
倒易空间 紫外探测器 AlGaN AlGaN HRXRD HRXRD reciprocal space MOCVD MOCVD UV detectors
1 北京工业大学 激光工程研究院,北京 100124
2 .北京玻璃研究院,北京 100111
3 北京玻璃研究院,北京 100111
为了实时进行管道泄漏检测与定位,采用了能够长距离、动态检测泄漏信号的干涉式分布式光纤传感技术。分析了该干涉仪的泄漏检测原理、泄漏源定位方法,并通过实验研究了载波对传感器性能的影响。由实验结果可知,当1阶贝塞尔函数达到极值时,传感器性能最佳;而贝塞尔函数远离极值点时,无法实现信号检测。结果表明,选取较佳的载波参量,该传感器能够准确地确定泄漏源位置,且定位误差为0.99%。
光纤光学 Sagnac干涉仪 泄漏检测 载波 fiber optics Sagnac interferometer leak detection carrier
