检索结果-内蒙古大学图书馆

航天返回与遥感 2023年第5期44卷 54-64页

作者：于双铭武文波窦润江刘力源刘剑吴南健中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 北京空间机电研究所北京100094 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

随着遥感卫星成像技术向高分辨率、高帧率的方向快速发展,星上遥感图像处理技术面临海量数据处理速度慢、有效信息提取能力不足、载荷功耗高等瓶颈问题。文章提出一种面向星上处理的遥感图像智能处理系统,系统架构设计基于一款边缘型视... 详细信息

随着遥感卫星成像技术向高分辨率、高帧率的方向快速发展,星上遥感图像处理技术面临海量数据处理速度慢、有效信息提取能力不足、载荷功耗高等瓶颈问题。文章提出一种面向星上处理的遥感图像智能处理系统,系统架构设计基于一款边缘型视觉处理器芯片,该芯片为可重构并行处理器架构,可通过指令编程兼容支持图像预处理算法、计算机视觉算法和深度学习神经网络算法。基于算法-硬件协同设计思想,对图像处理算法进行了剪枝和量化等压缩优化,在芯片上实现算法的高效部署。搭建基于视觉处理器芯片的遥感图像智能处理系统,进行实验验证。结果表明,该系统能够完成对遥感图像的实时目标检测等智能化处理,系统处理能力达到200 M像素/s,芯片峰值计算能效达到2×1012次/W(300 MHz时)。

关键词：遥感图像图像处理视觉处理器深度学习神经网络

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2μm锑化物半导体激光器光纤输出模块

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红外与激光工程 2022年第8期51卷 535-536页

作者：李森森张宇徐应强牛智川闫秀生光电信息控制和安全技术重点实验室天津300308 中国电子科技集团公司光电研究院天津300308 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 晋城市国科半导体研究所山西晋城048000

锑化物作为窄带隙半导体材料,禁带宽度覆盖了1.5~5μm波段,是中红外波段半导体激光器理想的材料体系,利用锑化物半导体激光器产生短波红外(2μm)激光是目前的研究热点,可为红外激光对抗、生物显微镜、医学照明、塑料焊接等提供优质光源... 详细信息

锑化物作为窄带隙半导体材料,禁带宽度覆盖了1.5~5μm波段,是中红外波段半导体激光器理想的材料体系,利用锑化物半导体激光器产生短波红外(2μm)激光是目前的研究热点,可为红外激光对抗、生物显微镜、医学照明、塑料焊接等提供优质光源。笔者团队与中国科学院半导体研究所合作,自2017年以来开展了2μm波段锑化物半导体激光器技术及其应用研究。最近,研究组利用石英光纤透镜直接耦合0.5 W激光芯片获得了0.28 W的短波红外激光输出。

关键词：生物显微镜短波红外中红外波段半导体激光器塑料焊接窄带隙半导体直接耦合锑化物

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基于二维半导体的图像传感器

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集成电路与嵌入式系统 2024年第5期24卷 26-34页

作者：于雅俐麦梓锋刘力源魏钟鸣慈鹏弘中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083 深圳大学高等研究院深圳518060

图像传感器作为获取视觉信息的重要器件,可将感知到的光信号转换为电信号进行输出。目前,基于互补型金属氧化物半导体构建的图像传感器制造技术已相当成熟。然而,在某些特定的应用场景下,对微型化和多功能的图像传感器的需求仍待解决。... 详细信息

图像传感器作为获取视觉信息的重要器件,可将感知到的光信号转换为电信号进行输出。目前,基于互补型金属氧化物半导体构建的图像传感器制造技术已相当成熟。然而,在某些特定的应用场景下,对微型化和多功能的图像传感器的需求仍待解决。面对此挑战,结合二维半导体丰富的材料体系及优异的光电特性,以及器件向微型化和多功能化发展的趋势,基于二维半导体的图像传感器在微型化和高集成度方面显示出巨大潜力,为图像传感器领域的发展带来了新机遇。本文首先介绍了二维半导体的带隙特性及其对应的光谱响应波段范围,展示了基于二维半导体的单像素成像技术;接着,阐述了如何利用二维半导体原子排布呈面内各向异性的特征,成功构筑了偏振敏感的图像传感器;最后,探讨了随着大面积二维半导体材料生长技术的不断成熟,如何进一步实现基于二维半导体像素阵列图像传感器的构筑。

关键词：二维半导体光响应偏振敏感单像素阵列像素图像传感器

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机器学习力场中截断半径的选择

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江苏海洋大学学报(自然科学版) 2025年第1期34卷 41-50页

作者：林旭敏袁子刚武海斌刘端阳北京化工大学数理学院北京100029 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083

基于从头算分子动力学的机器学习方法构建力场已成为一个高度活跃的研究领域,然而目前对机器学习力场中截断半径的选择并没有一个可供参考的依据。利用83种不同材料的1 600多种结构构型进行从头算分子动力学模拟,分析近邻原子移动前后... 详细信息

基于从头算分子动力学的机器学习方法构建力场已成为一个高度活跃的研究领域,然而目前对机器学习力场中截断半径的选择并没有一个可供参考的依据。利用83种不同材料的1 600多种结构构型进行从头算分子动力学模拟,分析近邻原子移动前后作用在中心原子上的力的变化,从而确定机器学习力场中截断半径的选择。当近邻原子与中心原子的距离在7.5Å或10Å(1Å=0.1 nm)时,力的误差通常在10^(-3)eV/Å内;当原子间距为5Å时,力的误差会增加到10^(-2)eV/Å。故在机器学习力场中设定5Å的截断半径值就能够满足精度要求。此外,对于原子晶体来说,截断半径值可略大于5Å;而对于分子晶体来说,截断半径值可小于5Å;就金属晶体、离子晶体和合金而言,截断半径值为5Å即可。该研究首次补充了机器学习力场中截断半径相关的理论知识,将有利于机器学习力场的发展。

关键词：机器学习力场从头算分子动力学截断半径力

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高速CMOS图像传感器及其应用

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第4期54卷 426-434页

作者：窦润江曹中祥李全良冯鹏刘力源刘剑吴南健中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心北京100083

设计了一种基于新型像素结构的高速低功耗图像传感器芯片.芯片采用提出的梯度掺杂掩埋型光电二极管(PPD)和非均匀掺杂沟道传输管的像素结构,有效地提高了PPD中光生载流子的横向转移速度,降低了光生载流子的残留,减少了图像传感器芯片的... 详细信息

设计了一种基于新型像素结构的高速低功耗图像传感器芯片.芯片采用提出的梯度掺杂掩埋型光电二极管(PPD)和非均匀掺杂沟道传输管的像素结构,有效地提高了PPD中光生载流子的横向转移速度,降低了光生载流子的残留,减少了图像传感器芯片的拖尾现象.芯片采用低功耗设计的像素信号读出电路阵列,降低了图像传感器芯片的整体功耗.图像传感器芯片采用0.18μm CMOS工艺制备,像素尺寸为18μm×18μm,数字量化精度为12 bit.设计了高速CMOS成像系统,并在暗室环境下搭建了图像传感器的光电测试平台.测试得到高速CMOS图像传感器的灵敏度为11 V/(lx·s),动态范围为65 dB,在816×600的分辨率下可稳定输出1000帧/s的高速图像数据.图像传感器工作在最大增益为4、帧率为1000帧/s的工作条件时的功耗为830 mW.基于设计的高速CMOS图像传感器芯片,试制了一款高速CMOS相机.将试制的高速相机应用到高速目标跟踪和大容量存储系统中.实验结果表明,整体系统工作稳定,高速CMOS图像传感器可以长时间地稳定传输高质量的高速图像数据,同时跟踪系统可以稳定跟踪目标、存储系统可以正确存储高速图像数据.

关键词：高速低功耗 CMOS图像传感器掩埋型光电二极管高速成像

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面向边缘的脉冲神经网络片上学习算法

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微纳电子与智能制造 2023年第1期5卷 27-35页

作者：雷馥铭杨旭刘剑吴南健刘力源中国科学院半导体研究所、半导体超晶格国家重点实验室北京100083 中国科学院大学、材料与光电研究中心北京100049

脉冲神经网络受大脑启发,通过模拟神经元的离散脉冲方式表达、传递并处理信息。全脉冲化的计算与数据流使神经形态硬件具有高能效的特点,因此更适用于供电受限的边缘设备。现有边缘神经网络处理器主要依赖于离线训练,即在片外或云端训练... 详细信息

脉冲神经网络受大脑启发,通过模拟神经元的离散脉冲方式表达、传递并处理信息。全脉冲化的计算与数据流使神经形态硬件具有高能效的特点,因此更适用于供电受限的边缘设备。现有边缘神经网络处理器主要依赖于离线训练,即在片外或云端训练,导致了高延迟、高带宽和隐私泄漏的问题。特别地,离线训练难以实时学习并适应端侧变化的场景。相比之下,片上学习可以使边缘设备在本地完成实时学习和推理任务。然而,典型的脉冲神经网络学习算法需要复杂的计算和大量的存储,与边缘设备受限的算力、存储和功耗产生了矛盾。为了在边缘设备上实现脉冲神经网络片上学习,目前已有大量研究聚焦于如何改进或设计出适用于边缘的脉冲神经网络片上学习算法。本文围绕边缘型脉冲神经网络片上学习方法,从无监督和监督学习两个类别进行展开,详细介绍了生物启发的片上学习算法,如STDP和SDSP,以及基于梯度下降的片上学习算法,如Improved STBP等,并对脉冲神经网络片上学习处理器进行了简要介绍。最后总结了脉冲神经网络片上学习存在的问题和挑战。

关键词：脉冲神经网络边缘计算片上学习类脑计算

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无位错Te-GaSb(100)单晶抛光衬底的晶格完整性

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人工晶体学报 2022年第6期51卷 1003-1011页

作者：冯银红沈桂英赵有文刘京明杨俊谢辉何建军王国伟中国科学院半导体研究所低维半导体材料与器件北京市重点实验室中国科学院半导体材料科学重点实验室北京100083 中国科学院大学北京100049 如皋市化合物半导体产业研究所如皋226500 江苏秦烯新材料有限公司如皋226500 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 中国科学院半导体研究所超晶格与微结构国家重点实验室北京100083

采用液封直拉(LEC)法批量生长的直径2英寸(1英寸=2.54 cm)n型Te-GaSb(100)单晶的位错腐蚀坑密度(EPD)通常低于300 cm^(-2),达到无位错水平。本文利用X射线摇摆曲线以及倒易空间图(RSM)对这种GaSb单晶抛光衬底的晶格完整性和亚表面损伤... 详细信息

采用液封直拉(LEC)法批量生长的直径2英寸(1英寸=2.54 cm)n型Te-GaSb(100)单晶的位错腐蚀坑密度(EPD)通常低于300 cm^(-2),达到无位错水平。本文利用X射线摇摆曲线以及倒易空间图(RSM)对这种GaSb单晶抛光衬底的晶格完整性和亚表面损伤情况进行了分析表征,结果表明经过工艺条件优化的化学机械抛光处理,GaSb单晶衬底表面达到原子级光滑,不存在亚表面损伤层。利用分子束外延在这种衬底上可稳定生长出高质量的Ⅱ类超晶格外延材料并呈现出优异的红外探测性能。在此基础上,对CaSb衬底材料的物性、生长制备和衬底加工条件之间的内在关系进行了综合分析。

关键词： GaSb 衬底液封直拉法晶格完整性位错腐蚀坑密度倒易空间图亚表面损伤化合物半导体

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基于AsP/MoS_(2)异质结的偏振光电探测器

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中国光学 2021年第1期14卷 135-144页

作者：任智慧钟绵增杨珏晗魏钟鸣中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中南大学物理与电子学院先进材料超微结构与超快过程研究所长沙410083

线偏振光的探测能力是评价偏振光电探测器件的重要指标。黑砷磷(AsP)是一种较为稳定的平面内各向异性材料,由于其面内结构各向异性,其对线偏振光较为敏感,在偏振探测领域有着重要的应用潜力。本文介绍了一种基于AsP/MoS2的高度偏振敏感... 详细信息

线偏振光的探测能力是评价偏振光电探测器件的重要指标。黑砷磷(AsP)是一种较为稳定的平面内各向异性材料,由于其面内结构各向异性,其对线偏振光较为敏感,在偏振探测领域有着重要的应用潜力。本文介绍了一种基于AsP/MoS2的高度偏振敏感光电探测器。由于AsP各向异性的光吸收、MoS2有效的载流子收集和输运能力以及范德华异质结对暗电流的抑制作用,该光电探测器实现了大于300的电流开关比,0.27 A/W的电流光响应度以及2×10^10 Jones的比探测率。更重要的是,此类光电探测器在638 nm波段实现了高达3.06二向色性比的偏振特性。这些实验结果表明AsP/MoS2异质结构在偏振光电探测领域有着广阔的应用前景。

关键词：光电探测器黑砷磷异质结偏振特性

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氧化镓异质集成和异质结功率晶体管研究进展

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科学通报 2023年第14期68卷 1741-1752页

作者：韩根全王轶博徐文慧巩贺贺游天桂郝景刚欧欣叶建东张荣郝跃西安电子科技大学微电子学院西安710071 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所测试分析平台苏州215123 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 南京大学电子科学与工程学院南京210023 江苏第三代半导体研究院沈阳材料科学国家研究中心苏州215123

超宽禁带氧化镓(Ga_(2)O_(3))半导体具有临界击穿场强高和可实现大尺寸单晶衬底等优势,在功率电子和微波射频器件方面具有重要的研究价值和广阔的应用前景.尽管Ga_(2)O_(3)材料与器件研究已取得很大进展,但其极低的热导系数和缺少有效的... 详细信息

超宽禁带氧化镓(Ga_(2)O_(3))半导体具有临界击穿场强高和可实现大尺寸单晶衬底等优势,在功率电子和微波射频器件方面具有重要的研究价值和广阔的应用前景.尽管Ga_(2)O_(3)材料与器件研究已取得很大进展,但其极低的热导系数和缺少有效的p型掺杂方法成为限制其复杂器件结构制备和器件性能提升的主要瓶颈.针对上述两大关键瓶颈,本文综述了利用异质材料集成的方法实现高导热衬底Ga_(2)O_(3)异质集成晶体管与基于p型氧化镍/n型氧化镓(p-NiO/n-Ga_(2)O_(3))异质结的Ga_(2)O_(3)功率二极管和超结晶体管的研究进展.采用离子刀智能剥离-键合技术实现的高导热衬底Ga_(2)O_(3)异质集成方案可有效解决其导热问题,碳化硅(SiC)和硅(Si)基Ga_(2)O_(3)异质集成晶体管展现出远优于Ga_(2)O_(3)体材料器件的热相关特性.采用异质外延技术制备的p-NiO/n-Ga_(2)O_(3)功率二极管和超结晶体管均展现出良好的电学特性,p-NiO/n-Ga_(2)O_(3)异质结为Ga_(2)O_(3)双极器件的发展提供了一种可行途径.异质集成和异质结技术可有效地克服Ga_(2)O_(3)本身的关键难点问题,助力高效能、高功率和商业可扩展的Ga_(2)O_(3)微电子系统的实现,推动其实用化进程.

关键词：氧化镓晶体管异质集成氧化镍异质结超结

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从高质量半导体/超导体纳米线到马约拉纳零能模

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物理学报 2021年第5期70卷 1-11页

作者：文炼均潘东赵建华中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 北京量子信息科学研究院北京100193 中国科学院大学中国科学院拓扑量子计算卓越创新中心北京100049

作为马约拉纳费米子的“凝聚态版本”,马约拉纳零能模是当前凝聚态物理领域的研究热点.马约拉纳零能模满足非阿贝尔统计,可以构建受拓扑保护的量子比特.这种由空间上分离的马约拉纳零能模构建的拓扑量子比特不易受局域噪声的干扰,具有... 详细信息

作为马约拉纳费米子的“凝聚态版本”,马约拉纳零能模是当前凝聚态物理领域的研究热点.马约拉纳零能模满足非阿贝尔统计,可以构建受拓扑保护的量子比特.这种由空间上分离的马约拉纳零能模构建的拓扑量子比特不易受局域噪声的干扰,具有长的退相干时间,在容错量子计算中具有重要的应用前景.半导体/超导体纳米线是研究马约拉纳零能模和拓扑量子计算的理想实验平台.本文综述了高质量半导体纳米线外延生长、半导体/超导体异质结制备以及相应的马约拉纳零能模研究方面的进展,并对半导体/超导体纳米线在量子计算中的应用前景进行了展望.

关键词：半导体/超导体纳米线马约拉纳零能模非阿贝尔统计量子计算

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