Author Affiliations
Abstract
1 School of Integrated Circuits and Beijing National Research Center for Information Science and Technology (BNRist), Tsinghua University, Beijing 100084, China
2 Zhuhai Huafa Properties Co., Ltd, Zhuhai 519030, China
Phase-change material (PCM) is widely used in thermal management due to their unique thermal behavior. However, related research in thermal rectifier is mainly focused on exploring the principles at the fundamental device level, which results in a gap to real applications. Here, we propose a controllable thermal rectification design towards building applications through the direct adhesion of composite thermal rectification material (TRM) based on PCM and reduced graphene oxide (rGO) aerogel to ordinary concrete walls (CWs). The design is evaluated in detail by combining experiments and finite element analysis. It is found that, TRM can regulate the temperature difference on both sides of the TRM/CWs system by thermal rectification. The difference in two directions reaches to 13.8 K at the heat flow of 80 W/m2. In addition, the larger the change of thermal conductivity before and after phase change of TRM is, the more effective it is for regulating temperature difference in two directions. The stated technology has a wide range of applications for the thermal energy control in buildings with specific temperature requirements.
phase change composites controllable thermal rectification building applications 
Journal of Semiconductors
2024, 45(2): 022301
Author Affiliations
Abstract
1 North China Electric Power University and Hebei Key Laboratory of Physics and Energy Technology, Beijing 102206, China
2 School of Integrated Circuits & Beijing National Research on Information Science and Technology (BNRist), Tsinghua University, Beijing 100084, China
Two-dimensional (2D) WSe2 has received increasing attention due to its unique optical properties and bipolar behavior. Several WSe2-based heterojunctions exhibit bidirectional rectification characteristics, but most devices have a lower rectification ratio. In this work, the Bi2O2Se/WSe2 heterojunction prepared by us has a type Ⅱ band alignment, which can vastly suppress the channel current through the interface barrier so that the Bi2O2Se/WSe2 heterojunction device has a large rectification ratio of about 105. Meanwhile, under different gate voltage modulation, the current on/off ratio of the device changes by nearly five orders of magnitude, and the maximum current on/off ratio is expected to be achieved 106. The photocurrent measurement reveals the behavior of recombination and space charge confinement, further verifying the bidirectional rectification behavior of heterojunctions, and it also exhibits excellent performance in light response. In the future, Bi2O2Se/WSe2 heterojunction field-effect transistors have great potential to reduce the volume of integrated circuits as a bidirectional controlled switching device.
Bi2O2Se WSe2 heterojunction bidirectional rectification optoelectronic devices 
Journal of Semiconductors
2024, 45(1): 012701
作者单位
摘要
浙江大学光电科学与工程学院,浙江 杭州 310027
激光耦合隧道结器件是国际前沿研究热点,伴随产生的电磁场局域增强或光整流等效应在等离激元光镊、单分子成像、单光子光源等领域有着重要的应用价值。为了解隧道结中的光电相互作用和特性,首先利用反馈电沉积制备获得了固态隧道结纳米器件,然后测定了激光功率、偏置电压、偏振方向和调制频率与光电流的关系,并结合有限元法和时域有限差分方法进行理论仿真,讨论了器件中光电流的组分及相关效应。结果表明,器件局部热膨胀效应、热伏效应和热载流子效应为光电流产生的主要原因,而光整流效应因受限于激光峰值功率,其结果并不显著。这些发现可为固态隧道结器件中的光学调控以及在纳米尺度上研究激光调制电子隧穿过程提供参考。
光学器件 隧道结纳米器件 光电流 热效应 光整流效应 等离激元效应 
中国激光
2023, 50(23): 2313001
Fangjie Li 1,2Kai Zhong 1,2,*Yiwen Zhang 1,2Tong Wu 3[ ... ]Jianquan Yao 1,2
Author Affiliations
Abstract
1 School of Precision Instruments and Optoelectronics Engineering, Tianjin University, Tianjin, China
2 Key Laboratory of Opto-electronic Information Technology, Ministry of Education (Tianjin University), Tianjin, China
3 School of Marine Science and Technology, Tianjin University, Tianjin, China
The 4H-SiC crystal is found to have great potential in terahertz generation via nonlinear optical frequency conversion due to its extremely high optical damage threshold, wide transparent range, etc. In this paper, optical rectification (OR) with tilted-pulse-front (TPF) setting based on the 4H-SiC crystal is proposed. The theory accounts for the optimization of incident pulse pre-chirping in the TPF OR process under high-intensity femtosecond laser pumping. Compared with the currently recognized LiNbO3-based TPF OR, which generates a single-cycle terahertz pulse within 3 THz, 4H-SiC demonstrates a significant advantage in producing ultra-widely tunable (up to over 14 THz, TPF angle 31°–38°) terahertz waves with high efficiency (~10–2) and strong field (~MV/cm). Besides, the spectrum characteristics, as well as the evolution from single- to multi-cycle terahertz pulses can be modulated flexibly by pre-chirping. The simulation results show that 4H-SiC enables terahertz frequency extending to an unprecedent range by OR, which has extremely important potential in strong-field terahertz applications.
optical rectification silicon carbide terahertz radiation tilted-pulse-front 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(5): 05000e62
作者单位
摘要
1 南昌航空大学测试与光电工程学院,江西 南昌 330063
2 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,江西 南昌 330063
3 山东大学光学高等研究中心,山东 青岛 266237
4 山东大学激光与红外系统教育部重点实验室,山东 青岛 266237
从非线性光学基本原理出发研究了整形超短激光脉冲与硒化镓晶体光整流效应产生的可调谐宽带太赫兹辐射,并采用数值计算对上述过程进行了仿真研究,探索了整形激光脉冲参数对太赫兹辐射的影响。研究发现,利用4F整形系统调节激光频谱分量获得的整形超短激光脉冲与硒化镓晶体的光整流效应可以产生频谱可调的宽带太赫兹辐射,并且可以使太赫兹脉冲的中心频率由高频部分向低频部分调制,同时带宽也会发生一定的变化。
非线性光学 太赫兹 硒化镓晶体 光整流 整形激光脉冲 可调谐 
光学学报
2023, 43(5): 0519001
陈丽萍 1,2许永建 2,*於子辰 1,2汪日新 2,3[ ... ]于玲 2
作者单位
摘要
1 安徽大学 物质科学与信息技术研究院,合肥 230601
2 中国科学院 合肥物质科学研究院 等离子体物理研究所,合肥 230031
3 中国科学技术大学,合肥 230026
传统的霍夫变换、Cannylines直线检测算法、霍夫概率变换方法在图像上的直线检测效果不佳,存在检测线段不连续不正确的问题,因而,利用Sobel滤波对红外图像横轴和纵轴两个方向分别进行锐化,通过线段检测(LSD)算法实现线段特征检测,进而经线段聚类拟合获得图像中完整的直线,通过对直线交点计算获得消失点,最后依据透视关系计算得到校正图像。实验结果表明,该方法可以实现对中性束红外图像的自动有效校正。
消失点检测 直线检测 图像校正 线段聚类 中性束诊断 vanishing point detection linear detection image rectification line segment clustering neutral beam diagnosis 
强激光与粒子束
2023, 35(2): 029001
作者单位
摘要
1 宇航动力学国家重点实验室,陕西 西安 710043
2 西安卫星测控中心,陕西 西安 710043
3 中国空间技术研究院西安分院,陕西 西安 710000
4 国防科技大学空天科学学院,湖南 长沙 410073
针对立体Scheimpflug相机成像系统,研究了内外参数标定及极线校正方法。在立体Scheimpflug相机成像的对极几何基础上,提出了一种鲁棒的逐级标定方法,并根据内外参数标定结果构建了立体Scheimpflug相机极线校正模型。进一步建立了基于立体Scheimpflug相机的三维数字图像相关(DIC)变形测量系统。实际测量实验结果显示,三维DIC变形测量系统的精度优于10 μm,说明提出的立体Scheimpflug相机逐级标定及极线校正方法正确有效,精度可靠。
测量 Scheimpflug相机 相机标定 极线校正 立体数字图像相关 
光学学报
2022, 42(14): 1412002
作者单位
摘要
1 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 电子科技大学 广东电子信息工程研究院, 广东 东莞 523808
设计了一种基于0.35 μm BCD工艺的高效率Buck变换器电路。电路输入电压为10 V~24 V, 输出电压为5 V~12 V, 最大负载电流为100 mA。采用迟滞控制模式来简化电路结构, 降低静态功耗, 并通过引入睡眠模式来降低Buck变换器的整体功耗, 在Active模式下, 静态电流约为110 μA, 在Sleep模式下, 静态电流约为11 μA。针对轻负载情况下开关损耗占比较大的现象, 针对同步功率管MN设计了浮动栅压电路来减小开关损耗。仿真结果表明, 在10 V输入、5 V输出条件下, 0.1 mA负载以下的效率可达67.7%, 10 mA负载以上的效率均高于91%。
迟滞控制 睡眠模式 同步整流 浮动栅压 hysteresis control sleep mode synchronous rectification floating gate voltage 
微电子学
2022, 52(1): 1
作者单位
摘要
重庆西南集成电路设计有限责任公司, 重庆 400060
设计了一种用于AC-DC电源适配器的同步整流电路,集成了同步整流控制芯片、功率MOSFET和储能电容。该新型整流电路在无外部供电、无外部驱动信号、无外围元件的条件下能快速精确地开关功率MOSFET,实现同步整流功能。相比传统肖特基整流电路,该整流电路效率较高,外围器件少,适用范围宽。该同步整流电路芯片采用0.35 μm 高压CMOS工艺设计并实现。结果表明,在220 V交流输入电压、5 V输出电压、5 A最大负载电流下,该整流电路的实测平均效率比传统电路提高了3%。
同步整流 高效率 肖特基整流 synchronous rectification high efficiency Schottky rectification 
微电子学
2021, 51(3): 330
作者单位
摘要
中国海洋大学信息科学与工程学部, 山东 青岛 266100
针对现有无人机(UAV)载高光谱成像仪存在的技术问题,设计一种紧凑型可见近红外成像光谱系统。首先采用成像光谱仪与面阵相机共光路一体化进行设计,然后利用高帧频面阵图像来反演相机的位置和姿态参数,最后对同步获取的推扫高光谱图像进行高精度的空间信息校正。该系统的工作范围为400~1000 nm,幅宽方向的视场为43.6°,飞行方向的视场为20.0°,焦距为13 mm,光谱分辨率优于2.5 nm。利用ZEMAX软件对系统进行优化设计和分析,其中光谱仪部分采用棱镜-光栅-棱镜型(PGP)的设计,具有质量轻、成本低和资源利用率高的特点。
光学设计 成像光谱仪 棱镜-光栅-棱镜 系统设计 几何校正 
光学学报
2021, 41(23): 2322001

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