1 空军航空大学 航空作战勤务学院, 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室, 吉林 长春 130033
为了实现窄带完美吸收，本文提出了一种简单的三层金-二氧化硅-金薄膜(MDM)结构。通过电磁波时域差分算法(FDTD)进行模拟仿真和理论计算，详细分析了该结构的可调谐吸收特性，同时建立了理论模型，分析了其中存在的电磁模式以及窄带完美吸收的物理机制。首先，利用电磁波时域差分算法和传输矩阵算法(TMM)对该结构进行了理论计算，详细地分析了各个结构参数对吸收光谱的影响。然后，对该结构形成的窄带完美吸收物理机制进行了分析讨论。最后，利用磁控溅射制备手段，成功制备了三层结构的样片。实验观测到的结果与理论仿真一致。实验结果表明：本文提出的窄带完美吸收结构，最窄带宽约为21 nm，最高吸收可达99.51%，基本实现了窄带完美吸收。本文研究成果为相关应用奠定了基础。
薄膜 完美吸收 超薄薄膜 thin film perfect absorber ultrathin film
1 东北林业大学机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150040
2 东北林业大学机电工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150040信阳农林学院, 河南 信阳 464000
3 亚联机械股份有限公司, 吉林 敦化 133700
厚度为0.8 mm的超薄纤维板是目前纤维板品类中的试验创新产品, 树皮含量对其生产设备参数的设定以及静曲强度、 耐水性等质量指标影响较大, 精确测定超薄纤维板木纤维中树皮含量极为重要。 目前树皮含量的精确测定较为困难, 本试验通过高光谱近红外成像系统结合相关算法建立了纤维树皮含量检测模型, 创新了纤维树皮含量的检测方法。 利用高光谱成像仪分别测定了含有杨木树皮为0%、 3%、 5%、 7%、 10%、 12%、 15%、 20%、 25%、 30%和100%的杨木纤维样本的光谱图像。 分析了采用均值中心化（MC）、 多元散射校正（MSC）、 标准正态变量变换（SNV）以及一阶（1-Der）导数四种预处理的对比结果, 从而选择最优预处理方法为MSC。 对MSC预处理后的光谱数据采用SPA及CARS进行特征波长提取, 得到与树皮含量相关性最高的波段组合, 并与全波段模型进行对比分析, 建立偏最小二乘回归（PLSR）模型。 从实验数据可以看出: MC, MSC, SNV 和1-Der四种预处理建立的偏最小二乘回归（PLSR）模型预测性能存在差异, 其中全波段MSC-PLSR模型的性能最好, 其校正决定系数R2C为0.994, 预测决定系数R2P为0.985, 校正均方根误差RMSEC为0.831%, 预测均方根误差RMSEP为1.336%。 通过SPA和CARS分别提取了37个和49个特征波段, 其中CARS模型更好, 其R2C值为0.991, R2P值为0.979, RMSEC值为0.885%, RMSEP值为1.335%。 实验结果表明: 高光谱成像系统结合相应算法可以实现对纤维树皮含量的检测, 该研究结果为超薄纤维板生产中树皮含量的检测提供了技术支持和理论参考, 可以有效实现纤维中树皮含量的定量检测, 创新建立了一种能够测定纤维板树皮含量的模型方法。
超薄纤维板 树皮含量 高光谱 特征波长 Ultra-thin fiberboard Bark content Hyperspectral Characteristic wavelength 光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3266
模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
全面综述了硅基超薄柔性芯片在单轴弯曲应力下的力学和电学特性研究进展, 包括弯曲形变的测试方法及应力计算公式, 弯曲应力对器件及单元电路响应特性的影响, 以及考虑应力效应的器件建模方法。弯曲应力会导致MOSFET的迁移率、阈值电压、漏极电流等关键电参数发生变化, 且变化率与所施加的应力大小和方向均密切相关。将器件电学参数随应力变化的数学关系与常规的器件模型相结合, 可得到适用于柔性可弯曲器件的紧凑模型, 从而使下一代计算机辅助设计工具能够满足未来高性能柔性芯片的设计需求。
超薄柔性芯片 弯曲应力效应 压阻系数 器件建模 ultrathin flexible chip bending stress effect MOSFET MOSFET piezoresistive coefficient device modelling
1 集成电路与微系统全国重点实验室, 重庆 400060
2 中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
柔性电子技术在近些年得到了快速发展, 越来越多的柔性电子系统需要柔性、高性能的集成电路来实现数据处理和通信。通过减薄硅基芯片可以获得高性能的柔性集成电路, 但是硅基芯片减薄之后的性能有可能发生变化, 并且在制备、转移、封装的过程中极易产生缺陷或者破碎, 导致芯片性能退化甚至失效。因此, 超薄硅基芯片的制备工艺和柔性封装技术对于制备高可靠性的柔性硅基芯片十分关键。在此背景下, 文章综述了柔性硅基芯片的力学和电学特性研究进展, 介绍了几种超薄硅基芯片的减薄工艺和柔性封装前沿技术, 并对超薄硅基芯片在柔性电子领域的应用和发展进行了总结和展望, 为柔性硅基芯片技术的进一步研究提供参考。
柔性电子 超薄芯片 芯片减薄 柔性封装 flexible electronic ultra-thin chip chip thinning flexible packaging
1 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆 400065
2 模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
3 重庆大学 电气工程学院 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室, 重庆 400044
基于150 mm 0.35 μm CMOS工艺，利用Silvaco TCAD软件，针对50 μm厚硅基上NMOS与PMOS器件、多晶硅-介电层-多晶硅 (PIP)电容和N+型多晶硅电阻，在单轴状态不同弯曲半径下，仿真了压缩与拉伸对器件电学参数变化的影响程度。结果表明，单轴拉伸与压缩弯曲使NMOS的阈值电压最大漂移0.46 mV，使PMOS阈值电压最大漂移0.33 mV。漏极电流随变形量线性变化，NMOS压缩时系数为-0.132 95，NMOS拉伸时系数为0.006 01。PMOS拉伸时系数为-0.104 47，PMOS压缩时系数为-0.110 7。电阻阻值随变形量呈线性变化，当掺杂浓度分别为1×1019，2×1019，3×1019，4×1019，5×1019时，系数分别为247，498，766，1 016，1 301。电容最大变化值和初始值不超过0.5%，结论归纳为无失配影响。这些结果与实验吻合，验证了模型的正确性，为研制降低退化的柔性硅基集成电路打下基础。
超薄 柔性 硅基 弯曲 器件模型 ultra-thin flexible silicon-based bending device model
1 合肥工业大学特种显示与成像技术安徽省技术创新中心，特种显示技术国家工程实验室，光电技术研究院，安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥 230009
根据全反射原理设计了一款基于表面微结构的超薄透镜，由自由曲面将光源出射的光线进行准直，随后利用微米级表面微结构将准直光线反射到底部，再配合底部的反射膜将光线进行二次反射，从而能够在较小的混光距离（OD）下有效增大光斑尺寸。利用边缘光线原理，改善了扩展光源下光线经自由曲面后准直性劣化问题。仿真结果表明，该透镜应用于超薄背光模组时，能够在OD为3 mm、距离-高度比（DHR）为15 mm的3×3阵列下获得82%的均匀性，相比传统双自由曲面透镜均匀性提升40.7%。该透镜设计方法简单，避免了双自由曲面透镜尺寸较小时加工误差的影响，无需后期大量复杂的优化工作，具有较大的实际应用价值。
光学设计 超薄背光源 边缘光线理论 全反射 微结构
1 厦门大学化学化工学院，福建 厦门 361005
2 国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
当金属膜厚度降低到几个纳米尺度时，其光学性质与体相金属显著不同，如具有宽波段红外高吸收率、可电调控的等离激元和较强的非线性光学响应等。然而金属膜在电介质衬底上的润湿性较差，其在生长初期以岛状生长模式为主，难以生长成连续的超薄膜。首先介绍了超薄金属膜的介电函数理论。随后综述了制备超薄金属膜的主要方法，包括种子层法、有机修饰法、共沉积法和低温沉积法。接着介绍了超薄金属膜的光学性质及应用。最后从制备工艺、应用等方面展望了超薄金属膜相关研究的发展方向。
材料 超薄金属膜 表面等离激元 宽谱红外吸收 非线性光学 柔性透明导电
1 浮法玻璃新技术国家重点实验室, 洛阳 471009
2 中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司技术中心, 洛阳 471009
3 洛玻集团洛阳龙海电子玻璃有限公司, 洛阳 471000
在不同的降温速率下对3种不同厚度的超薄玻璃进行快速退火处理, 探索退火速率对超薄玻璃显微硬度的影响。实验结果表明, 使用快速、合理的退火速率可以大幅提高超薄玻璃的显微硬度。
超薄玻璃 显微硬度 退火速率 ultra-thin glass microhardness annealing rate
