1 浙江经济职业技术学院 汽车技术学院,杭州 310018
2 浙江理工大学 机械工程学院,杭州 310018
3 浙江大学 信息与电子工程学院,杭州 310027
设计并制备了一种基于忆阻器结构且具有可编程特性的Ge基光控晶体管，它由两个结构为Ni/Ge/GeOx/Al2O3∶HfO2/Pd的忆阻器背对背组成，共用阻变层GeOx/Al2O3∶HfO2、衬底Ge和底电极Ni，阻变层的设计是实现光控晶体管功能的关键。两个顶电极Pd作为光控晶体管源漏极，中间区域作为栅极接受外加光源的栅控。探究了Ge基忆阻器光电响应特性，并实现光控晶体管基于光源栅控的输出与转移特性。进一步地，探究了器件的物理机制并验证设计的科学性和可行性。该光控晶体管具有非易失性与标准CMOS工艺兼容性等优势，能有效简化器件制备工艺、降低制造成本，可为下一代光电芯片研发提供参考。
锗 忆阻器 光控晶体管 光电特性 器件物理 氧空位缺陷态 能带结构 非平衡载流子 Ge memristor phototransistor photoelectric characteristic device physics oxygen vacancy defect energy band structure non-equilibrium carriers
1 信息工程大学，河南 郑州 450001
2 西安卫星测控中心，陕西 西安 710043
天文导航是一种重要的飞行器自主导航手段。在高速飞行器上进行的观测，不可避免地会受到窗口外侧高速流场的扰动，使得星敏感器捕获的星点图像出现偏移、模糊等退化现象，影响天文定位定姿精度。对星图退化的计算和校正的研究多基于计算机仿真结果。文中建成了一座可在实验段中生成马赫2.5/3.5混合层结构的小型静风洞，以直径10 m的室内穹顶上的仿真星点为观测对象，透过实验段中不同位置的流场进行了星点观测和中心点解算，获得了星点图像受到流场扰动的数据，并将其与计算机仿真结果进行对比。结果表明：导航星光偏折量高于计算机仿真的估计值。在喷口近端，高速混合流场对星光偏折的扰动较大，垂直流场方向的偏折均值小于0.5″，沿流场方向偏离均值为3.85″，最大接近4.89″；在喷口远端，垂直方向星光偏折均值为−1.36″，沿流场方向偏折均值约−0.49″，最高达−2.69″。近端星光偏折变化幅度较小，稳定性较远端更强，有利于建模校正。该实验对校正仿真模型、优化高速流场下的天文定姿精度有着重要的意义。
高速流场 马赫2.5/3.5混合层 小型风洞 室内穹顶 星光偏折 high-speed flow Mach 2.5/3.5 mixing layer small wind tunnel indoor doom star-light deflection 红外与激光工程
2023, 52(9): 20220802
合肥工业大学, 物理学院 安徽 合肥 230009
作为量子技术中的信息载体, 量子比特被广泛应用于量子计算、量子模拟以及量子精密测量等研究领域。然而由于环境中如噪声等因素的存在, 量子比特的信息表征会受到一定限制。如何精确地解析出环境中作用于量子比特的噪声谱信息, 成了量子比特动力学解耦工作中亟待解决的问题。基于近似解析的传统方法无法精确地从量子比特的时域测量信息中解析出噪声谱。因此, 在本文中, 我们提出了一种基于深度学习的量子比特噪声谱解析方法。该方法通过不断学习, 能够获取量子比特的退相干曲线与其噪声谱之间的潜在映射关系, 为后续数值模拟和实验测量中的量子比特噪声谱解析提供了新的技术思路。相比于传统方法, 该方法的精确度更高, 并且可以推广到其他类型噪声谱的解析工作中。
量子比特 噪声谱 动力学解耦 卷积神经网络 退相干曲线 qubit noise spectra dynamics decoupling convolutional neural network decoherence curve
针对传统供应商信息库集中式的部署模式难以保证数据真伪性和系统安全性问题, 构建区块链的异构供应商电子文件存储系统。首先, 根据区块链和星际文件系统(IPFS)进行异构数据的分布式存储, 由区块链保存小文件, IPFS网络进行异构大文件拆分和分布式存储, 提升文件的存储速度; 然后, 采用区块链智能合约的文件访问控制策略, 保证供应商文件管理的安全性和透明度, 满足多场景下的文件安全访问。仿真结果表明: 系统在保证高效的吞吐性能的同时, 又能有效保障链上信息安全性和隐私性。
区块链 去中心化 智能合约 星际文件系统存储 blockchain, decentralization, smart contracts, int
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210182
1 深圳大学 物理与光电工程学院, 广东 深圳 518061
2 深圳市智能光测与感知重点实验室, 广东 深圳 518061
3 深圳大学 体育部, 广东 深圳 518061
应力发光是机械外力作用于应力发光材料时的发光现象。应力发光材料, 尤其是弹性应力发光材料在应力可视化传感领域有着重要的应用前景。基于弹性应力发光材料的发光强度与应力大小的线性特征规律, 该材料可以用来制成检测应力强度以及位置的应力分布传感器, 实现动态应力的非破坏性检测和应力可视化。人体肢体的动态压力分布能反映出肢体的结构、体姿势的受力和运动状态, 甚至是人体健康状态等信息。通过对肢体压力的测试和分析, 可获取人体在各体态和运动下的生理和机能参数, 这对临床医学诊断、生物力学及体育运动均有重要意义。本文首先利用固相法制备具有绿光发射的SrAl2O4∶Eu2+(SAO-E)应力发光材料,进而利用SAO-E和硅橡胶(Ecoflex复合)制成的柔性应力发光薄膜来采集肢体（足/手/拳）压力图像, 不仅达到了肢体压力大小可视化的目的, 而且还能够分析不同位置压力大小的分布情况。与传统的测量方式相比, 基于应力发光材料的运动肢体压力测量方法直接可视化, 不仅提升了辨识度, 还可以得到压力细节特征, 同时也为运动健康监测提供了一种新的思路。
应力发光 发光 压力监测 mechanoluminescence luminescence pressure monitoring SrAl2O4 SrAl2O4
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院,安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学 教育部应用物理网上合作研究中心,安徽 合肥 230009
在固态自旋量子调控实验的微波系统中,辐射结构的传统实现方法存在制作成本较高,金属层结合力较弱等缺点。现有一种基于导电膜材料的电化学镀铜工艺方法可用于精度要求较低的辐射结构的实现。本文将该工艺应用到高频性能较好、磁场转化效率较高的共面波导辐射结构的实现中。由于共面波导辐射结构对工艺的精度要求较高,间接增加了其制作难度。本文对原有工艺方法做出了一系列改进,在完成了基于CST MWS软件的模型仿真以及工艺实现后,通过量子调控实验验证,在输入功率约为1 W的条件下,共面波导辐射结构在2.8 GHz频点处产生了强度约为6.58Gauss的交变磁场。结果表明,本文的工艺方法可有效地实现共面波导辐射结构的制作,且性能较好。相比于传统微纳加工工艺,这种导电膜材料的电化学镀铜工艺方法缩减了步骤流程,较大幅度地降低了工艺实现的成本。
量子调控 共面波导 辐射结构 电化学镀铜 交变磁场 quantum manipulation coplanar waveguide radiation structure electrochemical copper plating alternating magnetic field
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院,安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学 教育部应用物理网上合作研究中心,安徽 合肥 230009
在基于NV量子信息实验台上,我们需要对金刚石NV色心施加特定序列的微波射频脉冲信号。为了将特定序列的微波射频脉冲信号作用在样品上,我们利用具有损耗低、无截止频率等特点的槽线设计了一种新型平面电路辐射结构,能够将经过调制的微波射频脉冲信号转化为交变微波场,并作用在金刚石NV色心上,进而实现量子态调控。本设计基于的原理是利用传统槽线作为主传输线,T型槽线作为功分结构,Ω型圆环作为辐射结构,将主传输线中的一部分功率流馈入Ω型圆环内,辐射出较强的微波场。对比传统的光刻微纳工艺方法,本设计利用激光刻蚀及电化学镀铜工艺方法实现了辐射结构的低成本制作。通过网络分析仪等仪器设备测试后,该辐射结构目前已应用到基于NV量子信息实验台中,在高频28 GHz和低频71 MHz工作频率附近分别取得了约448 Gauss和4849 Gauss大小的交变磁场。
NV色心 槽线 量子态调控 辐射结构 微波场 激光刻蚀 电化学镀铜 NV center Slotline quantum state regulation radiation structure microwave field laser etching electrochemical copper plating
1 南华大学 机械工程学院, 湖南 衡阳 421001
2 南华大学 电气工程学院, 湖南 衡阳 421001
采用结合双温模型的分子动力学的方法, 数值模拟了脉宽100 fs, 能量密度为40~200 mJ/cm2的飞秒激光与CuZr非晶合金的相互作用过程。低能量密度下, 靶材的烧蚀机制主要表现为机械破碎; 高能量密度下, 热机械蚀除和相爆炸共同存在于靶材的烧蚀过程, 随着能量密度的增加, 相爆炸成为主要蚀除机制。利用径向分布函数分析了CuZr非晶合金结构的无序性, 分析结果表明, 激光能量密度由80 mJ/cm2增加到120 mJ/cm2时, 飞秒激光与靶材相互作用过程中, 材料内部的原子保持着无序状态, 材料未发生明显晶化。
飞秒激光 双温方程 分子动力学 非晶合金 径向分布函数 femtosecond laser two temperature equation molecular dynamics amorphous alloy radial distribution function
1 南华大学机械工程学院, 湖南 衡阳 421001
2 南华大学电气工程学院, 湖南 衡阳 421001
采用结合双温方程的分子动力学方法，数值模拟脉宽为200 fs，能量密度为30~45 mJ/cm2 的超快激光与CuZr非晶合金的相互作用过程。模拟结果表明：超快激光作用下CuZr 非晶材料中原子加热速度比普通晶态金属慢得多；作用过程内部应力的演化表现为首先产生拉应力；并且随着温度与应力的演化，靶材内部产生空泡，空泡的平均大小和数目都与能量密度直接相关；靶材的烧蚀机制表现为机械破损，且烧蚀深度随着能量密度增大而增加。研究结果有助于更深入地理解飞秒激光与非晶合金相互作用机理。
激光技术 飞秒激光 烧蚀机理 分子动力学 非晶合金 激光与光电子学进展
2015, 52(4): 041406
