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第十三届全国超导学术研讨会

作者：杨康王毅杨瑞虎陈桦孔祥燕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 中国科学院大学北京100049 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

梯度计模块是心磁探测中抑制环境噪声的核心部件,其性能直接决定了探测到的心磁信号的质量.对于轴向梯度计模块,在不同的屏蔽环境中,为了得到最优的心磁信号,需要对基线、阶数等参数进行优化.本文中,轴向梯度计的核心磁敏元采用欠阻尼Jo... 详细信息

梯度计模块是心磁探测中抑制环境噪声的核心部件,其性能直接决定了探测到的心磁信号的质量.对于轴向梯度计模块,在不同的屏蔽环境中,为了得到最优的心磁信号,需要对基线、阶数等参数进行优化.本文中,轴向梯度计的核心磁敏元采用欠阻尼Josephson结研制的大βc(βc＞3)DC SQUID,其磁通-电压转换系数可达500μV/Φ0.利用超导bonding技术,实现Input线圈和外接梯度pickup线圈的超导连接,并研制了不同基线的一阶及二阶轴向梯度计模块.在评估简易屏蔽、良好屏蔽环境的磁场及其梯度参数后,利用上述梯度计模块搭建心磁探测系统,对心磁信号进行测量.通过对心磁信号R峰大小及信噪比的评估,最终得到在不同的屏蔽环境中轴向梯度计模块的构型参数.

关键词： SQUID 轴向梯度计参数优化心磁探测

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基于低温DC SQUID磁强计的36通道心磁探测系统

基于低温DC SQUID磁强计的36通道心磁探测系统

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第十三届全国超导学术研讨会

作者：孔祥燕邱阳杨康张树林王毅杨瑞虎陈桦王永良谢晓明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 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 中国科学院大学北京100049

心磁图仪可通过探测心肌电流产生的磁场信号,为心脏疾病的早期诊断提供依据,对于人口和健康意义重大.本文在磁屏蔽室内研制开发了基于低温DC SQUID磁强计的多通道心磁探测系统,包括36个信号通道(间距3.8cm),若干个补偿通道,数据采集和... 详细信息

心磁图仪可通过探测心肌电流产生的磁场信号,为心脏疾病的早期诊断提供依据,对于人口和健康意义重大.本文在磁屏蔽室内研制开发了基于低温DC SQUID磁强计的多通道心磁探测系统,包括36个信号通道(间距3.8cm),若干个补偿通道,数据采集和参数调控系统,信号处理与成像软件,低温与射频屏蔽等辅助装置.采用空间相关性分析,对基线5cm和10cm,以及不同阶数的补偿方案进行优化分析,实现信噪比高达40dB的心磁信号探测.这是国内首次自主实现多通道免扫描一次心磁成像,提取的参数对于心脏病的早期诊断具有重要临床价值.

关键词： SQUID 心磁探测噪声抑制

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电流偏置反转电路抑制低温SQUID传感器低频噪声的研究

电流偏置反转电路抑制低温SQUID传感器低频噪声的研究

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第十三届全国超导学术研讨会

作者：陈桦李明王海王永良孔祥燕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 中国科学院大学北京100049 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

噪声是SQUID系统的一个重要参数，而偏置电流涨落、磁通陷入等因素造成SQUID本征噪声低频段恶化，同时前置放大电路低频噪声也增大了SQUID传感器低频噪声，严重制约了SQUID传感器在低频领域的应用。目前已提出磁通调制、偏置反转等多种... 详细信息

噪声是SQUID系统的一个重要参数，而偏置电流涨落、磁通陷入等因素造成SQUID本征噪声低频段恶化，同时前置放大电路低频噪声也增大了SQUID传感器低频噪声，严重制约了SQUID传感器在低频领域的应用。目前已提出磁通调制、偏置反转等多种方法以降低低频噪声，其中偏置反转通过改变SQUID偏置电流，在放大器输出端进行解调消除载波以消除临界电涨落因素导致的低频噪声。本文对偏置反转电路抑制低频噪声的效果进行验证，噪声转变频率从直流偏置的100 Hz降低到1Hz以下，并尝试结合磁通调制方法，进一步降低低频噪声。

关键词： SQUID 偏置反转低频噪声

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相变存储器失效时间分析

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电子元件与材料 2015年第10期34卷 40-42,63页

作者：魏宏阳蔡道林陈一峰霍如如宋志棠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 中国科学院大学北京100080

从保持力失效时间的角度出发,对相变存储器实施了保持力加速寿命实验。实验过程中发现,在比较高的温度下,随着测试时间的增长,存储器单元的RESET阻值会逐渐变小。这个现象符合Arrhenius模型。而且,温度越高,失效时间越短。不同初始RESE... 详细信息

从保持力失效时间的角度出发,对相变存储器实施了保持力加速寿命实验。实验过程中发现,在比较高的温度下,随着测试时间的增长,存储器单元的RESET阻值会逐渐变小。这个现象符合Arrhenius模型。而且,温度越高,失效时间越短。不同初始RESET阻值条件下的阻值分布曲线也验证了通过增加非晶区域的有效体积可以改善保持力可靠性。不同存储器单元的失效时间分布也验证了一个假设:若在非晶区域中本来就存在晶粒,则晶粒生长重组会缩短失效时间;若是晶化过程发生在非晶区域和结晶区域的边界处,失效时间会明显增长。

关键词：相变存储器 RESET 失效时间温度阻值晶粒生长

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1.7μm-InGaAs/InAlAs低电压型雪崩光电探测器性能调控

1.7μm-InGaAs/InAlAs低电压型雪崩光电探测器性能调控

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第十一届全国分子束外延学术会议

作者：马英杰张永刚顾溢陈星佑奚苏萍杜奔李好斯白音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

工作于1-1.7μm波段的近红外InGaAs/InAlAs雪崩光电探测器(avalanche photodiode, APD)被广泛应用于自由空间光通讯、长距离光纤通信等.此外,基于APD像元的焦平面器件也可以被用于高灵敏度空间遥感成像、三维激光雷达成像等[1].对于APD...

工作于1-1.7μm波段的近红外InGaAs/InAlAs雪崩光电探测器(avalanche photodiode, APD)被广泛应用于自由空间光通讯、长距离光纤通信等.此外,基于APD像元的焦平面器件也可以被用于高灵敏度空间遥感成像、三维激光雷达成像等[1].对于APD焦平面应用而言,低探测噪声、低工作电压及高像元增益均匀性等特性尤为重要,对器件的响应速度要求则并不像通信应用苛刻.

关键词：

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含超晶格电子势垒的扩展波长InGaAs探测器

含超晶格电子势垒的扩展波长InGaAs探测器

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第十一届全国分子束外延学术会议

作者：顾溢张永刚陈星佑马英杰周立奚苏萍杜奔李好斯白音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

In组分大于0.53的InGaAs短波红外探测器的截止波长可以扩展到1.7-3微米范围,在空间遥感、红外成像、气体检测等领域具有重要的应用,引起了越来越多的关注[1].由于没有与高In组分InGaAs材料相晶格匹配的衬底,InGaAs吸收层中会存在较多的...

In组分大于0.53的InGaAs短波红外探测器的截止波长可以扩展到1.7-3微米范围,在空间遥感、红外成像、气体检测等领域具有重要的应用,引起了越来越多的关注[1].由于没有与高In组分InGaAs材料相晶格匹配的衬底,InGaAs吸收层中会存在较多的材料缺陷,这成为限制器件性能的关键瓶颈.与应用于通信的探测器最关注响应速度不同,应用于遥感的探测器首要关注的是器件暗电流.之前的研究表明,扩展波长InGaAs探测器在近室温主要受扩散电流限制,随着温度的降低产生-复合电流逐渐成为主导,而在更低的温度隧穿电流成为暗电流的主要分量.

关键词：

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基于介质粒子亚波长共振的片上光操控研究进展

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功能材料与器件学报 2015年第4期21卷 68-73页

作者：李友甘甫烷信息功能材料国家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 中国科学院大学研究生院北京100049

近年来,超构材料尤其是超构界面引起了物理学界的广泛关注,通过在界面处引入相位的不连续,从而实现对波前的任意操控并且实现各种特异的光学现象,这些超构界面采用金属纳米结构或者介质粒子,在界面处实现了高效的反常反射、折射和透射... 详细信息

近年来,超构材料尤其是超构界面引起了物理学界的广泛关注,通过在界面处引入相位的不连续,从而实现对波前的任意操控并且实现各种特异的光学现象,这些超构界面采用金属纳米结构或者介质粒子,在界面处实现了高效的反常反射、折射和透射。然而到目前为止,这些对光束的操控都是基于对平面外传播光束的作用。光子学发展的核心方向之一是实现片上的大规模光子集成,片上光操控能够为光子回路、滤波以及复用等功能器件提供新的机理和方法,因此探索在片内实现可集成的光束操控机理至关重要。本文将介绍利用高折射率介质粒子的共振特性,通过巧妙的设计实现片内操控的各种光学奇异现象和波前调控功能的理论和实验进展,通过在构成垂直超构界面的粒子中激发特殊的共振态从而引起奇异的散射场,获得了结构简单、高效、宽频而且在面内传输的新机理片上光学元件,其CMOS兼容和可片上集成的特性增加了在片上光互连的实际应用价值。

关键词：亚波长粒子共振超构材料超构界面负折射

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高速自复位计数式SQUID磁传感器

高速自复位计数式SQUID磁传感器

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第十三届全国超导学术研讨会

作者：王永良徐小峰张国峰孔祥燕谢晓明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

直流磁通量子干涉器件SQUID(superconducting Quantum interference Device)是高灵敏度的磁电转换元件，具有高速、低噪声及感应磁场范围大(可响应磁场变化范围达106Φ0以上)的特性。传统采用磁通锁定环路的SQUID传感器方案，量程有限... 详细信息

直流磁通量子干涉器件SQUID(superconducting Quantum interference Device)是高灵敏度的磁电转换元件，具有高速、低噪声及感应磁场范围大(可响应磁场变化范围达106Φ0以上)的特性。传统采用磁通锁定环路的SQUID传感器方案，量程有限且容易失锁;基于磁通锁定环和数字反馈技术的磁通量子计数式读出电路方案控制复杂，响应速度慢，对SQUID干扰大;上述方案不能充分发挥SQUID的性能。本文提出一种只需SQUID、比例放大器和反馈电阻三个元件构成的传感器方案，针对SQUID磁通量子化周期性磁通-电压响应特性，应用磁通有限比例反馈原理，实现自复位且周期性单调回滞的磁通-电压传输特性。该传感器方案利用周期性自复位和回滞特性跟踪识别工作点磁通量子数变化，实现磁通量子数计数式测量;同时利用磁通-电压转换特性周期内单调实现正负一个磁通量子范围内的磁通量检测，从而实现磁通量子计数式大动态范围磁场测量。该传感器电路只有高速比例放大器与SQUID完全自主工作，无其他控制电路，简单可靠，响应速度快，带宽达1MHz以上。

关键词：直流磁通量子干涉器件读出电路比例反馈磁通量子计数

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2-3微米波段InP基无锑激光器和光电探测器

2-3微米波段InP基无锑激光器和光电探测器

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第十一届全国分子束外延学术会议

作者：张永刚李好斯白音顾溢陈星佑马英杰曹远迎周立奚苏萍杜奔李爱珍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

2-3微米波段的激光器和光电探测器在众多领域都有重要应用.原则上基于GaSb衬底的含锑化合物可以很好地覆盖这个波段,并且也已取得了很大成功,但含锑化合物材料仍存在着外延生长较困难、有组分不互溶区域、MBE系统中锑生长源与其他源的...

2-3微米波段的激光器和光电探测器在众多领域都有重要应用.原则上基于GaSb衬底的含锑化合物可以很好地覆盖这个波段,并且也已取得了很大成功,但含锑化合物材料仍存在着外延生长较困难、有组分不互溶区域、MBE系统中锑生长源与其他源的兼容性不太好以及器件加工工艺不够成熟等方面的问题,而GaSb衬底导热差、价格高且有禁运问题.

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SQUID器件研发与应用探索

SQUID器件研发与应用探索

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第十三届全国超导学术研讨会

作者：谢晓明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

超导量子干涉器件(SQUID)是一种极高灵敏度磁通传感器,可以测量磁场、磁梯度、电压、电流、位移以及任何可以转化为磁通的其它物理量,已经被成功应用于广义相对论验证、暗物理探测等前沿基础研究以及高精度科研仪器设备研发,在生物影像...

超导量子干涉器件(SQUID)是一种极高灵敏度磁通传感器,可以测量磁场、磁梯度、电压、电流、位移以及任何可以转化为磁通的其它物理量,已经被成功应用于广义相对论验证、暗物理探测等前沿基础研究以及高精度科研仪器设备研发,在生物影像、地球物理探测和无损探测等领域也具有规模化应用潜力。经过50余年的发展,SQUID器件设计、工艺、读出电路等已经相对成熟,但针对大型多通道系统以及复杂电磁环境下的应用,仍然存在读出电路复杂,系统集成难度大,非理想环境下系统的应用鲁棒性差等挑战。

关键词：

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