北京真空电子技术研究所微波电真空器件国家级重点实验室, 北京 100015
高性能实用化辐射源是太赫兹应用的关键器件, 利用周期结构电磁色散中的止带区域具有耦合阻抗高的特点, 电子注和电磁波能够高效互作用, 可以实现大功率太赫兹振荡器。带边振荡器(BO)相比于传统的返波振荡器(BWO), 可以实现大功率输出, 在 W波段能达到百瓦量级, 太赫兹波段能达到瓦级; 采用周期永磁聚焦系统, 可以实现小体积轻质量; 慢波结构尺寸短, 结构简单; 成本低, 具有批量生产能力。本文提出可构建 3π止带的交错子周期折叠波导慢波结构 (FWG SWS)和双频双模双向带边振荡器工作机理, 采用皮尔斯双阳极电子枪、周期永磁聚焦系统、金刚石输能窗以及高效率收集极, 设计和研发了频率在 100 GHz以上的几种带边振荡器, 实现了 100 GHz频段 140 W的功率输出, 120 GHz频段实现了 30 W的功率输出, 在 300 GHz实现了 1W以上的功率输出。
周期结构 色散特性 太赫兹 带边振荡器 真空电子器件` periodic structure dispersion characteristics terahertz Band-edge Oscillators vacuum electron devices 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(9): .1065
1 天通凯巨科技有限公司,江苏 徐州 221000
2 天通控股股份有限公司,浙江 嘉兴 314000
3 天通凯巨科技有限公司,江苏 徐州 221000天通控股股份有限公司,浙江 嘉兴 314000
铌酸锂作为一种优良的多功能晶体材料,在光学、声学、电学和电子领域应用较广。已有研究表明,在集成光电子器件应用中对铌酸锂晶片进行键合,可提高器件的传输频率,降低损耗,实现高集成密度。该文总结了近年来国内外有关铌酸锂晶片键合技术的研究现状,介绍了键合强度的分析方法,以及铌酸锂键合晶圆在集成光电子器件中的最新研究进展,展望了铌酸锂键合技术的未来发展。
铌酸锂 键合 光电子器件 集成 调制器 lithium niobate bonding optoelectronic device integration modulator
长春理工大学物理学院高功率半导体激光国家重点实验室,吉林 长春 130022
硒化铅胶体量子点(PbSe QDs)因其具有显著的多激子效应、大的激子波尔半径、宽的波长调控范围以及高的荧光量子产率等优异性能,在室温红外光电子器件领域有巨大的应用前景。然而,通过溶液法合成的PbSe QDs存在发光稳定性差和发光效率低等问题,进一步限制了它的发展,这是由量子点的表面易被氧化与载流子传输性能不佳所导致的。因此,本文围绕PbSe QDs的表面修饰工程对其迁移率、陷阱态、能级移动、发光效率以及稳定性改性方面的影响进行了系统论述,并总结了表面修饰工程在PbSe QDs太阳能电池、发光二极管和光电探测器等领域的应用现状,最后对该工程在光电子器件实际应用中存在的问题以及未来研究重点进行了展望。
光学器件 硒化铅胶体量子点 配体 光致发光 稳定性 光电子器件 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1500004
1 长春理工大学, 高功率半导体激光国家重点实验室, 物理学院, 长春 130022
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 苏州 215123
3 江西省纳米技术研究院, 纳米器件与工艺研究部暨南昌市先进封测重点实验室, 南昌 330200
氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor, HEMT)以其击穿场强高、导通电阻低、转换效率高等特点引起科研人员的广泛关注并有望应用于电力电子系统中, 但其高功率密度和高频特性给封装技术带来极大挑战。传统硅基电力电子器件封装中寄生电感参数较大, 会引起开关振荡等问题, 使GaN的优良性能难以充分发挥; 另外, 封装的热管理能力决定了功率器件的可靠性, 若不能很好地解决器件的自热效应, 会导致其性能降低, 甚至芯片烧毁。本文在阐释传统封装技术应用于氮化镓功率电子器件时产生的开关震荡和热管理问题基础上, 详细综述了针对以上问题进行的GaN封装技术研究进展, 包括通过优化控制电路、减小电感Lg、提高电阻Rg抑制dv/dt、在栅电极上加入铁氧体磁环、优化PCB布局、提高磁通抵消量等方法解决寄生电感导致的开关振荡、高导热材料金刚石在器件热管理中的应用、器件封装结构改进, 以及其他散热技术等。
氮化镓 功率电子器件 封装技术 高电子迁移率晶体管 开关振荡 散热 金刚石 gallium nitride power electronic device packaging technology high electron mobility transistor switch oscillation heat dissipation diamond
光刻图形化工艺对芯片制造乃至于现代信息技术的发展起着至关重要的作用。随着微电子器件关键尺寸的持续微缩,芯片制造工艺日益演进,迫切需要立足国内产业现状,开发用于先进工艺节点的下一代光刻工艺。导向自组装(DSA)光刻技术是一种基于热力学微相分离的图形化工艺,具有高通量、高分辨、低成本的特点。本文提出结合深紫外(DUV)光刻技术在引导图形的基础上开发应用于高端芯片制造,与产线兼容的亚十纳米DSA光刻技术,致力解决制约我国集成电路产业发展的“卡脖子”工艺难题。基于此,从DSA机理、材料种类、图形设计、工艺兼容性(涂胶、退火、刻蚀)、成本、缺陷率、应用等方面系统讨论了该技术的发展潜力,并介绍了DSA光刻在300 mm先导线上实施所取得的最新研究进展,充分论证了DSA与DUV相结合的混合光刻技术应用于先进工艺节点的可操作性。最后,对该技术当前存在的挑战和机遇进行了总结与展望。
光刻 导向自组装光刻 深紫外光刻 亚十纳米制造 微电子器件 先进工艺节点 激光与光电子学进展
2022, 59(9): 0922027