吕超林 1,*†尤立星 1,2,**†覃俭 1徐光照 1[ ... ]史经浩 1
作者单位
摘要
1 赋同量子科技(浙江)有限公司,浙江 嘉兴 314100
2 集成电路材料全国重点实验室,中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050
自2001年被发明以来,超导纳米线单光子探测器(SNSPD)迅速成长为近红外波段的明星光子探测器,其在近红外波段如1550 nm处系统探测效率超过95%,暗计数率低于1 cps(counts per second),时间抖动优于10 ps,探测速率高于1 GHz,并广泛应用在量子信息领域。近年来,研究人员开始将SNSPD引入到生物领域,以替代在近红外波段具有低信噪比、多后脉冲的半导体单光子探测器。本文将介绍SNSPD的探测原理和性能指标,并系统地阐述SNSPD在生物领域中的应用现状和发展前景。
超导纳米线单光子探测器 共聚焦显微镜 单线态氧检测 漫反射光谱 荧光寿命成像 superconducting nanowire single-photon detector confocal microscope singlet oxygen detection diffuse correlation spectroscopy fluorescence lifetime imaging microscopy 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0104002
作者单位
摘要
太原理工大学 纳米能源与器件研究中心, 山西 太原 030024
该文通过两步水热法制备了钛酸钡纳米线(BTO NWs), 采用旋涂法与聚偏氟乙烯(PVDF)复合制备BTO NWs/PVDF复合薄膜。系统地研究了水热反应中不同NaOH浓度、不同反应时间及不同BTO NWs掺杂量对BTO NWs/PVDF复合薄膜压电输出性能的影响, 并与商用钛酸钡纳米球(BTO NPs)制备的BTO NPs/PVDF复合薄膜进行了压电性能对比。结果表明, 当NaOH浓度为10 mol/L, 反应时间为10 h时, BTO NWs/PVDF复合薄膜开路电压和短路电流分别可达5.42 V和1.81 μA。当BTO NWs掺杂量(质量分数)为20%时, 复合压电薄膜的开路电压可达9.34 V, 短路电流可达2.15 μA, 分别是BTO NPs/PVDF复合薄膜输出电压和电流的1.92倍和1.49倍。当负载电阻值为5 MΩ时, BTO NWs/PVDF复合薄膜输出功率可达1.44 μW。经过4 000次循环敲击测试, BTO NWs/PVDF复合薄膜表现出良好的机械稳定性, 其有望在自供电器件、柔性可穿戴电子设备等领域得到广泛应用。
钛酸钡纳米线(BTO NWs) 聚偏氟乙烯(PVDF) 复合压电薄膜 输出特性 barium titanate nanowires (BTO NWs) polyvinylidene fluoride (PVDF) composite piezoelectric films output characteristics 
压电与声光
2023, 45(3): 389
作者单位
摘要
1 南京信息工程大学 电子与信息工程学院,南京 210044
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室,上海 200050
3 赋同量子科技(浙江)有限公司,浙江 嘉兴 314100
4 无锡学院 电子信息工程学院,江苏 无锡 214105
针对超导纳米线单光子探测器(SNSPD)应用需求的多样化,设计了一款面向SNSPD的可拓展时间抖动测量模块。基于对SNSPD系统时间抖动测量原理的分析,设计了数字化单元、时间数字转换(TDC)单元和现场可编程门阵列(FPGA)单元,实现对SNSPD输出信号的数字化、时间信息测量以及数据读取。对该模块TDC单元的分辨率、线性度和时间精度分别标定,测试结果表明TDC单元的分辨率好于55 ps,测量数据呈线性,100 ns以内时间精度低于36 ps。通过结合实用化SNSPD系统,实现了100 ps左右的时间抖动表征,并与商用时间相关单光子计数(TCSPC)模块进行对比,验证了该模块对于SNSPD系统时间抖动测量的可行性。
超导纳米线单光子探测器 时间抖动 时间数字转换 现场可编程门阵列 superconducting nanowire single photon detector time jitter time-to-digital conversion field-programmable gate array 
半导体光电
2023, 44(3): 376
作者单位
摘要
1 长春理工大学 物理学院,吉林 长春 130022
2 吉林省文化科技研究所,吉林 长春 130012
柔性自发光器件是当前照明和显示领域的前沿课题。相比有机发光二极管,无机半导体具有更稳定的物理化学性质,但晶态无机薄膜不具有良好柔韧性,因此,低维纳米线阵列结构成为柔性器件研究新的突破方向。铯铅卤化物钙钛矿量子点具有高发光量子产率,将钙钛矿量子点作为荧光层分散在纳米线阵列中,可以利用钙钛矿材料的高荧光效率,实现可见波段柔性器件。首先制备了氧化锌 (ZnO)/氧化镁 (MgO)纳米线阵列异质结构,在柔性锌箔基片上构建了金属/绝缘体/半导体异质结光发射器件,实现了源自ZnO纳米线的本征紫外发射和电泵浦紫外随机激光。进而采用纳米线异质结作为短波长激发源、钙钛矿量子点作为荧光层,实现了柔性荧光型暖白光原型器件。
柔性光发射器件 氧化锌纳米线 钙钛矿量子点 电泵浦激光 荧光型发光二极管 flexible light-emitting device ZnO nanowires perovskite quantum dots electrically pumped lasing fluorescent light-emitting diode 
红外与激光工程
2023, 52(10): 20230433
杜易达 1李宁 1薛文瑞 1,*李慧慧 1[ ... ]李昌勇 1,2,3
作者单位
摘要
1 山西大学物理电子工程学院,山西 太原 030006
2 山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
本文采用多级方法(MPM)对涂覆石墨烯的双椭圆和圆柱并行纳米线波导的基模的有效折射率进行了计算,并采用有限元法(FEM)对计算结果进行了验证。本文研究了两种计算方法的结果之间的相对误差随MPM展开项数的最大值、工作波长、费米能、椭圆柱形纳米线的半长轴及半短轴、纳米线表面之间的横向间距,以及圆柱形纳米线的相对高度等变化的规律。通过对照计算结果得到以下规律:随着级数展开项数增大,MPM的结果越接近FEM的结果;随着工作波长和费米能增大,有效折射率实部和虚部的相对误差均增大;随着圆柱形电介质纳米线的半径和椭圆柱形纳米线的半长轴增大,有效折射率实部的相对误差增大,而其虚部的相对误差减小;随着椭圆柱形纳米线的半短轴增大,有效折射率实部的相对误差减小,而其虚部的相对误差增大;随着纳米线表面之间的横向间距和圆柱形纳米线的相对高度增大,有效折射率实部和虚部的相对误差均减小。这些现象均可以通过场分布得到解释。在本文的计算范围内,相对误差均保持在10-3量级。该研究工作为混合型电介质并行纳米线波导的设计、制作和应用提供了理论基础。
石墨烯 纳米线 波导 多极方法 有限元法 graphene nanowires waveguides multipole method finite element method 
光学学报
2023, 43(22): 2213002
作者单位
摘要
武汉理工大学,材料复合新技术国家重点实验室,武汉 430070
近年来的能源危机和环境污染问题加速了储能领域的快速发展。一维纳米材料,尤其是纳米线材料所具有的高长径比特点使其具有独特的电子离子输运性质,在储能领域的应用中具有极大的潜能。本文以本课题组在纳米线储能材料与器件领域的研究成果为基础,结合国内外同行的前沿研究进展,从纳米线材料的结构设计与合成、纳米线材料在电池中的应用和纳米线微纳器件3个方面进行综述。最后,对于未来进一步探索和发展基于纳米线的电化学储能材料与器件的前景进行展望。
纳米线 结构构筑 储能电池 微纳器件 nanowires structure construction energy storage batteries micro-nano devices 
硅酸盐学报
2023, 51(9): 2228
作者单位
摘要
重庆科技学院冶金与材料工程学院, 重庆 401331
本文提出了一种简便、可规模化制备CoO纳米线@C/碳布(CC)复合材料的方法, 该复合材料可用作无粘结剂锂离子电池负极。首先通过简单的水热和煅烧法制备了CoO纳米线@碳布复合材料, 再通过葡萄糖溶液浸渍和煅烧获得具有三维立体结构的CoO纳米线@C/CC复合电极材料。碳包覆的CoO纳米线均匀地分散在碳布上, 形成导电的碳网络。在碳布上原位生长的CoO纳米线可以有效缩短锂离子的转移路径, 降低接触电阻。碳涂层厚度约为1 nm, 显著抑制了锂离子嵌入/嵌出过程中活性材料的粉碎, 以及CoO在电解液中的直接暴露。结果表明CoO纳米线@C/CC复合材料用作锂离子电池的无粘结剂负极时, 具有良好的充放电性能和循环稳定性。电流密度为1 A·cm-2时, 200次循环后的比容量为863 mAh·cm-2(容量保持率75.83%)。本研究为柔性锂离子电池负极材料的制备提供了一种可行的新选择。
CoO纳米线 碳包覆 柔性 锂离子电池 负极 CoO nanowire carbon coating flexible lithium-ion battery anode 
人工晶体学报
2023, 52(6): 1154
杨帆 1许并社 1,2,3董海亮 1,2张爱琴 1[ ... ]贾志刚 1,2
作者单位
摘要
1 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室, 太原 030024
2 山西浙大新材料与化工研究院, 太原 030000
3 陕西科技大学材料原子·分子科学研究所, 西安 710021
本文设计了纳米线核壳AlGaN/GaN异质结构, 研究了势垒层厚度、Al组分、掺杂浓度对平面和纳米线异质结构中二维电子气(2DEG)浓度的影响规律。结果表明, 随着势垒层厚度的逐渐增大, 两种结构中2DEG浓度增速逐渐减缓, 当达到40 nm后, 由于表面态电子完全发射, 2DEG浓度逐渐稳定不变。随着Al组分的增加, 极化效应逐渐增强, 使得两种结构在异质界面处的2DEG浓度都逐渐增加。当掺杂浓度逐渐提高时, 两者在异质界面处电势差增大, 势阱加深, 束缚电子能力加强, 最终导致2DEG浓度逐渐增加, 当掺杂浓度增加到2.0×1018 cm-3后, 2DEG面密度达到最大值。与平面结构相比, 纳米线结构可以实现更高的Al组分, 在高Al组分之下, 2DEG面密度最高可达5.13×1013 cm-2, 相比于平面结构有较大的提高。
纳米线结构 平面结构 二维电子气浓度 异质结构 能带结构 AlGaN/GaN AlGaN/GaN nanowire structure planar structure two-dimensional electron gas concentration heterostructure band structure 
人工晶体学报
2023, 52(6): 1136
作者单位
摘要
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院,南京 210023
2 南京邮电大学 贝尔英才学院,南京 210023
提出了一种三信道石墨烯电光调制和模分复用集成器件,该器件由单层石墨烯覆盖的一维光子晶体纳米梁腔电光调制模块和纳米线波导模分复用模块组成。利用三维时域有限差分法进行仿真分析,结果表明,该器件可以同时实现TE0模、TE1模和TE2模的调制和模分复用功能。当波长为1 570 nm时,消光比大于28.3 dB,插入损耗小于0.21 dB,信道串扰小于-28.6 dB,调制器的3 dB带宽达到100 GHz,器件尺寸约为100 μm×13 μm。该集成器件性能优良,在大容量光通信系统中具有重要的应用价值。
石墨烯 纳米线波导 电光调制 模分复用 硅基光电子集成 Graphene Nanowire waveguides Electro-optic modulation Mode division multiplexing Silicon-based optoelectronics integration 
光子学报
2023, 52(2): 0213001
作者单位
摘要
中国建筑材料科学研究总院有限公司 建材行业特种玻璃制备与加工重点实验室, 北京 100024
在玻璃表面镀膜是一种通过表面改性获得功能玻璃的有效方法, 采用提拉工艺在玻璃表面制备具有高度取向的银纳米线薄膜。利用紫外可见光度分光仪和超景深三维视频显微镜等设备研究不同银纳米线含量、提拉速率对玻璃透过率、消光比等光学性能的影响。结果表明: 银纳米线薄膜玻璃在银纳米线质量分数为2%、拉提速率为20 mm/min时, 消光比在530 nm处达到24.2 dB, 且在500~1 050 nm波长范围内消光比值达到20 dB以上, 此时银纳米线薄膜玻璃的整体偏振性能最佳。这种制备方法有望降低大规模组装功能性纳米级电子和光子结构的成本。
纳米线 薄膜 提拉技术 偏振性能 消光比 Ag nanowire thin film pull-up technology polarization properties extinction ratio 
玻璃搪瓷与眼镜
2023, 51(1): 7

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