近期, 实验发现PN结中局域载流子具有极高提取效率, 并导致吸收系数的大幅度增加.文中报道基于上述现象的新型量子阱带间跃迁红外探测器原型器件的性能.利用含有InGaAs/GaAs多量子阱的PIN二极管, 在无表面减反射膜的实验条件下, 利用仅100 nm的有效吸收厚度, 实现了31%的外量子效率.基于该数值推算得到, 量子阱的光吸收系数达3.7×104 cm-1, 该数值高于传统透射实验测量结果一个数量级.上述实验结果指出, 利用量子阱带间跃迁工作机制, 有望实现新颖的器件结构设计和提高现有器件性能.

系统地研究了随着GaSb薄膜生长温度的降低, Sb/Ga(V/III)比的变化对薄膜低缺陷表面质量的影响.为了获得良好表面形貌的GaSb外延层, 生长温度与V/III比均需要同时降低.当Sb源裂解温度为900℃时, 生长得到低缺陷表面的低温GaSb薄膜的最佳生长条件是生长温度为在再构温度的基础上加60℃且V/III比为7.1.

通过一种简易化学水浴法将SnO2薄膜沉积在晶硅衬底上以制备n-SnO2/p-Si异质结光电器件, 这种自制的化学水浴装置非常便宜和方便.采用XRD、SEM、XPS、PL、紫外-可见光分光光度计和霍尔效应测试系统表征了SnO2薄膜的微结构、光学和电学性能, 对SnO2/p-Si异质结的I-V曲线进行测试并分析, 获得明显的光电转换特性.

采用磁控溅射法分别制备了不同组分的Mn-Co-Ni-O(MCNO)薄膜材料.通过对材料结构分析, 发现在Mn离子数目不变的情况下, 随着Co离子的增加, 晶粒尺寸逐渐增大, 且晶格常数先增大后减小; 在Co离子数目不变的情况下, 随着Mn离子的增加, 薄膜的择优生长晶面由(311)不晶面向(400)晶面转变.对电学性能测试进行分析, 可知薄膜材料既有Mn离子的导电机制, 也有Co离子的导电机制; Mn1.2Co1.5Ni0.3O4具有最低的电阻率(235 Ω·cm), 具有最高的室温负温度电阻系数︱α295︱(4.7%·K-1)值.

采用严格数值算法对中红外硅微透镜阵列进行了模拟, 该微透镜阵列特征尺寸小于波长工作波长.研究发现该微透镜阵列存在一个显著的离焦效应, 其离焦量达到0.4左右, 超出了现有的传统理论模型预测范围.对微透镜阵列进行了制作和焦距测试, 发现测试结果跟数值模拟基本吻合.微纳衍射光学集成系统中透镜离焦量是系统集成非常重要的一个参数, 该研究结果为硅微透镜阵列和中红外探测器光学集成提供有效参考.

微腔效应可以提高自发辐射速率, 从而起到有效的改善响应调制速率的作用.然而, 对于1.3 μm GaAs/InAs量子点光子晶体激光器而言, 调制速率还会受到复杂的载流子动力学以及更近的空穴能级间隔的影响.因此基于全路径载流子弛豫动力学方程, 计算并讨论了腔品质因子(Q)对于阈值和响应调制特性的影响.计算结果表明, 高的Q值能够明显改善量子点光子晶体激光器的阈值, 但是同时快速增长的光子寿命会导致调制带宽的恶化.所以, 存在一个优化的Q值(2500)可以获得超过100 GHz的调制带宽, 而当Q值为7 000时, 对应的能量传输损耗最低.因此, 在量子点光子晶体纳腔激光器的设计中, 更全面的考虑各方面的因素对器件的性能的影响, 对于获得高速调制低功耗的量子点激光器器件是十分有意义的.

报道了一种高性能的3英寸磷化铟双异质结双极型晶体管工艺.发射极尺寸为0.5 μm×5 μm的磷化铟双异质结双极型晶体管, 电流增益截止频率以及最高振荡频率分别达到350 GHz以及532 GHz, 击穿电压4.8 V.基于该工艺研制了114 GHz静态分频器以及170 GHz动态分频器两款工艺验证电路, 这两款电路的工作频率均处于国内领先水平.

介绍了近年来非线性光谱解混方法的发展状况, 主要包括矿物沙地地区的紧密混合模型和植被覆盖区域的多层次混合模型, 以及基于这些模型的非线性解混算法和利用核函数、流形学习等方法的数据驱动非线性光谱解混算法及非线性探测算法.最后分析总结了现有非线性解混模型与算法的优势与缺陷及未来的研究趋势.

基于暗电流模型, 通过变温I-V分析长波器件(截止波长为9~10 μm)的暗电流机理和主导机制.实验对比了不同衬底、不同成结方式、不同掺杂异质结构与暗电流成分的相关性.结果表明, 对于B+离子注入的平面结汞空位n+-on-p结构, 替代衬底上的碲镉汞(HgCdTe)器件零偏阻抗(R0)在80 K以上与碲锌镉(CdZnTe)基碲镉汞器件结阻抗性能相当.但替代衬底上的HgCdTe因结区内较高的位错, 使得从80 K开始缺陷辅助隧穿电流(Itat)超过产生复合电流(Ig-r), 成为暗电流的主要成分.与平面n+-on-p器件相比, 采用原位掺杂组分异质结结构(DLHJ)的p+-on-n台面器件, 因吸收层为n型, 少子迁移率较低, 能够有效抑制器件的扩散电流.80 K下截止波长9.6 μm, 中心距30 μm, 替代衬底上的p+-on-n台面器件品质参数(R0A)为38 Ω·cm2, 零偏阻抗较n-on-p结构的CdZnTe基碲镉汞器件高约15倍.但替代衬底上的p+-on-n台面器件仍受体内缺陷影响, 在60 K以下较高的Itat成为暗电流主导成分, 其R0A相比CdZnTe基n+-on-p的HgCdTe差了一个数量级.

基于传统的光刻和化学湿法腐蚀工艺, 通过卷曲技术, 提出一种三维管状量子阱红外探测器.该管状器件相比于未卷曲的平面器件, 在垂直入射光照下, 展现了优良的暗电流、黑体响应和光电流响应率特性曲线.当工作温度60 K、偏置电压0.45 V时, 管状器件峰值响应率为20.6 mA/W, 峰值波长3.62 μm, 最大量子效率2.3%.从几何光学的角度分析了管状器件的垂直光吸收原理, 进而揭示了一种特殊的光耦合方式.测试了不同角度入射光照射下的光电流响应率谱.由于微管的近似圆形对称性, 器件具有很宽的视角, 有助于红外探测系统的设计.

针对传统光时域反射仪(OTDR)激光出射功率高、累计时间长、测量分辨率低的问题, 提出了将高速InGaAs/InP雪崩光电二极管单光子探测器应用于光时域反射测量的方法.单光子探测器的工作重复频率为1 GHz, 可实现“准连续”探测, 无需扫频即可快速捕获单光子水平的回返光信号并输出.该方法实现了出射光脉冲宽度为50 ps、峰值功率为10 mW, 测量距离为50 km, 距离精度小于10 cm, 且事件盲区小于1 m的光时域反射测量.

提出了一种新颖的対拓Vivaldi天线。该天线的辐射耀斑用新的复合指数曲线修正。为改善天线的辐射特性(增益, 波束偏离和交叉极化), 采用了一个新的引向器, 该引向器由两个混合椭圆金属贴片构成。测试结果表明该天线在1~40 GHz频率范围内增益>0 dBi, 并且在15~40 GHz频段内天线的增益>12 dBi。在3~40 GHz频率范围内, E面的波束偏离小于3°, 并且在15~40 GHz不超过2°。

Mg2Si材料作为一种新型环境友好半导体材料, 其薄膜制备方法及其光学性质的研究对其应用研发起到基础性作用.采用电子束蒸发方法在Si(111)衬底上沉积Mg膜, 在氩气环境下进行热处理以制备Mg2Si半导体薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、分光光度计对制备的Mg2Si薄膜进行表征.在氩气环境、温度500 ℃、压强200 Pa下, 研究热处理时间(时间3-7 h)对Mg2Si薄膜形成的影响.XRD和SEM结果表明：通过电子束蒸发沉积方法在500 ℃、热处理时间为3~7 h能够得到Mg2Si薄膜.热处理温度是500 时, 最佳热处理时间是4 h, 得到致密度好的薄膜.通过对薄膜的红外透射谱测试, 得到了Mg2Si薄膜的光学带隙, 其间接光学带隙值为0.9433 eV, 直接光学带隙值为1.1580 eV.实验数据为Mg2Si薄膜的研发在制备工艺和光学性质方面提供参考.

面阵探测器相连缺陷元的光电信号与正常元基本相同, 因此采用现有面阵测试方法无法识别相连缺陷元.针对相连缺陷元的特点, 提出了借助改变面阵探测器光电响应的方法来实现相连缺陷元的识别定位.实验结果表明, 该方法使面阵探测器分为两个不同透过率探测单元, 多元相连缺陷元响应电压是相对应的两个不同透过率探测单元响应电压之和的平均值.采用MATLAB软件对测试数据进行分析处理, 分析结果清晰给出缺陷元诸如个数、形状和位置等详细信息.采用本方法面阵探测器相连缺陷元可以被显著识别定位.研究结果为今后的面阵探测器评测与可靠性提高提供了参考.

在四倍频器设计中首先对二极管进行I-V曲线、C-V曲线、等离子振荡和趋肤效应等进行计算, 完成肖特基二极管电路建模; 通过谐波和三维电磁仿真工具优化电路中各次谐波最佳阻抗值; 通过引入改进紧凑型悬置微带线震荡器(Compact Suspended Microstrip Resonators (CSMRs))滤波器, 成功将二次和三次谐波短路, 同时减小长宽比, 满足装配条件。实验表明, 四倍频在334~346 GHz频段内输出功率均大于1 mW, 最大输出4 mW, 当驱动功率为100 mW时, 最高效率可达3%。

提供了一种实现片上太赫兹天线集成器件光电导开关材料低温GaAs(LT-GaAs)外延层的转移工艺, 使用HNO3-NH4OH-H2O-C3H8O7·H2O溶液-H2O2-HCl腐蚀体系化学湿法腐蚀分子束外延(MBE)生长的外延材料, Hall测试表明MBE生长的此外延材料电阻率在106 Ω·cm量级.剥离半绝缘GaAs(SI-GaAs)衬底层与Al0.9Ga0.1As牺牲层得到1.5μm LT-GaAs与环烯烃聚合物(COP)键合的结构.原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、高倍显微镜形貌表征表明剥离后的结构表面平整光滑, 表面粗糙度(RMS)为2.28 nm, EDAX能谱仪分析显示该结构中不含Al组分, 满足光刻形成光电导开关的要求.

以Landsat 7 ETM+、SPOT 5和IKONOS遥感影像数据为数据源, 利用格网法从1∶500地形图提取的不同空间分辨率的植被覆盖度为参考依据, 通过对不同辐射校正水平的遥感影像获得的植被覆盖度进行精度比较分析, 对多源多尺度和多源同尺度城市植被覆盖度估算的相关问题进行研究.研究表明, 在城市区域进行植被覆盖度估算时, ICM模型为较佳辐射校正模型; 对于高分辨遥感影像, NDVI为植被覆盖度估算的较佳植被指数; 对于中分辨率影像, 植被覆盖度估算的较佳植被指数则为RVI和MSAVI; 就研究区而言GI模型比CR模型估算的植被覆盖度更准确.

为定量评估非球形气溶胶对偏振辐射传输的影响, 基于T矩阵模型及自主开发的矢量辐射传输模式MACAR_VSPART, 讨论了漫射光辐亮度及偏振辐亮度对粒子形状的敏感性, 分析了气溶胶球形假设造成的漫射光模拟偏差.结果表明, 不同方向漫射光的辐亮度及偏振辐亮度对形状的敏感性不一致, 且其形状敏感强度的空间分布呈现特定的特征, 该特征可为气溶胶遥感过程中有效观测数据的选取提供依据.等效球形假设可造成较大的漫射光模拟偏差, 其中偏振辐亮度尤为显著; 天顶上行漫射光对粒子形状的敏感性远强于地面下行漫射光.

提出了一种开敞式脊加载折叠波导慢波结构.通过除去直波导段周围的金属边界, 形成一种开敞式结构以减弱色散, 同时在直波导段加脊以提高耦合阻抗.研究表明, 和传统结构相比, 新型结构在不影响带宽的前提下, 有效提高了耦合阻抗, 尤其在大功率设计情况下, 耦合阻抗的提高接近1倍.

在太赫兹频段, 二极管尺寸与波长相比已不能忽略, 二极管的封装会引入很大的寄生参量, 因此需建立二极管三维模型提取寄生参数.同时人工装配难度增大, 会增加电路不确定性.采用12 μm砷化镓单片集成悬置微带线结构, 基于电子科技大学与中国电子科技集团第十三研究所自主联合设计的肖特基二极管研制330 GHz砷化镓单片集成分谐波混频器.实测结果显示在5 mW本振功率的驱动下, 在328 GHz可得到最小变频损耗10.4 dB, 在320~340 GHz范围内, 单边带变频损耗小于14.7 dB.