检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学院院刊 2023年第2期38卷 187-192页

作者：骆军委李树深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

在“逆全球化”下产业链“脱钩”愈演愈烈的背景下,当前我国的科技基础能力难以支撑实现高水平科技自立自强的国家战略需求。为此,在党的二十大报告中提出了加强科技基础能力建设。中国科学院院长、党组书记侯建国在《人民日报》撰文指... 详细信息

在“逆全球化”下产业链“脱钩”愈演愈烈的背景下,当前我国的科技基础能力难以支撑实现高水平科技自立自强的国家战略需求。为此,在党的二十大报告中提出了加强科技基础能力建设。中国科学院院长、党组书记侯建国在《人民日报》撰文指出,科技基础既包括各类科技创新组织、科研设施平台、科学数据和文献期刊等“硬条件”,也包括科技政策与制度法规、创新文化等“软环境”。中国科学院在2022年制定了“基础研究十条”,明确中国科学院基础研究的战略定位、重点布局和发展目标,从选题机制、组织模式、条件支撑、人才队伍、评价制度、国际合作等方面提出了一系列有针对性、可操作的政策措施,强调了学风、作风和学术生态建设。

关键词：国家战略需求自立自强逆全球化基础能力建设中国科学院战略定位科研设施科学数据

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长/长波双色二类超晶格红外探测器研究

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红外与毫米波学报 2023年第5期42卷 574-579页

作者：刘铭游聪娅李景峰常发冉温涛李农周朋程雨王国伟华北光电技术研究所北京100015 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

报道了长/长波双色二类超晶格红外焦平面探测器组件的研制。通过能带结构设计和分子束外延技术,获得了表面质量良好的长/长波双色超晶格外延材料。突破了长波超晶格低暗电流钝化、低损伤干法刻蚀等关键技术,制备出像元中心距30μm的320&... 详细信息

报道了长/长波双色二类超晶格红外焦平面探测器组件的研制。通过能带结构设计和分子束外延技术,获得了表面质量良好的长/长波双色超晶格外延材料。突破了长波超晶格低暗电流钝化、低损伤干法刻蚀等关键技术,制备出像元中心距30μm的320×256长/长波双色InAs/GaSb超晶格焦平面探测器芯片。将芯片与双色读出电路互连,采用杜瓦封装,与制冷机耦合形成探测器组件。组件双波段50%后截止波长分别为7.7μm(波段1)和10.0μm(波段2)。波段1平均峰值探测率达到8.21×10^(10)cm·W^(-1)·Hz^(1/2),NETD实现28.8 mK;波段2平均峰值探测率达到6.15×10^(10)cm·W^(-1)·Hz^(1/2),NETD为37.8 mK,获得了清晰的成像效果,实现长/长波双色探测。

关键词：二类超晶格长/长波双色焦平面阵列

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半导体缺陷的电子结构计算方法研究进展

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物理学报 2024年第6期73卷 34-47页

作者：李晨慧张陈蔡雪芬张才鑫袁嘉怡邓惠雄中国科学院半导体研究所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工程中心北京100049

半导体材料的掺杂与缺陷调控是实现其应用的重要前提.基于密度泛函理论的第一性原理缺陷计算为半导体的掺杂与缺陷调控提供了重要的理论指导.本文介绍了第一性原理半导体缺陷计算的基本理论方法的相关发展.首先,介绍半导体缺陷计算的基... 详细信息

半导体材料的掺杂与缺陷调控是实现其应用的重要前提.基于密度泛函理论的第一性原理缺陷计算为半导体的掺杂与缺陷调控提供了重要的理论指导.本文介绍了第一性原理半导体缺陷计算的基本理论方法的相关发展.首先,介绍半导体缺陷计算的基本理论方法,讨论带电缺陷计算中由周期性边界条件引入的有限超胞尺寸误差,并展示相应的修正方法发展.其次,聚焦于低维半导体中的带电缺陷计算,阐述凝胶模型下带电缺陷形成能随真空层厚度发散的问题,并介绍为解决这一问题所引入的相关理论模型.最后,简单介绍了缺陷计算中的带隙修正方法及光照非平衡条件下掺杂与缺陷调控理论模型.这些工作可以为半导体,特别是低维半导体,在平衡或非平衡条件下的缺陷计算提供指导,有助于后续半导体中的掺杂和缺陷调控工作的进一步发展.

关键词：半导体缺陷计算镜像电荷修正低维半导体缺陷物理非平衡掺杂

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用BiSePt合金提高自旋轨道转矩效率

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物理学报 2023年第13期72卷 178-184页

作者：贺豪斌兰修凯姬扬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

自旋轨道转矩器件实现快速高效的磁性操作,需要提供自旋流的强自旋轨道耦合层具有高的电荷-自旋密度转换效率,以及低的电阻率.本文采用磁控溅射方法生长具有面内磁性的BiSePt合金/Co异质结构,对比BiSePt合金采用共溅射及交替溅射两种生... 详细信息

自旋轨道转矩器件实现快速高效的磁性操作,需要提供自旋流的强自旋轨道耦合层具有高的电荷-自旋密度转换效率,以及低的电阻率.本文采用磁控溅射方法生长具有面内磁性的BiSePt合金/Co异质结构,对比BiSePt合金采用共溅射及交替溅射两种生长方式,研究了不同配比下的自旋轨道转矩效率(SOT效率)与合金电阻率.Pt掺杂提高了合金层的金属性,但是逐渐破坏Bi_(2)Se_(3)非晶表面的拓扑序,随着Pt组分的增加,两种竞争的机制使得合金层的自旋霍尔电导率随浓度配比有非单调变化,并且在Bi_(2)Se_(3)组分为67%的配比处达到了优值.相比共溅射方式,交替溅射方式生长合金层的电导率及自旋霍尔角较小,这归因于界面散射的增强及Pt对自旋流的过滤效应.相比于传统的纯重金属Pt和Ta等,以及拓扑绝缘体Bi_(2)Se_(3)等材料,我们的BiSePt合金实现了与工业匹配的生长条件,较高的SOT效率,以及适中的电阻率,对于SOT器件的实际应用很有意义.

关键词：自旋轨道转矩 BiSePt合金自旋霍尔角

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主族层状低维半导体的偏振光探测器

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科学通报 2022年第16期67卷 1796-1805页

作者：赵凯魏钟鸣夏建白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

偏振探测在成像、遥感和生物检测等领域具有非常广泛的应用.为了契合光电领域高度集成化的发展目标,偏振光探测器的器件结构需要跳出复杂的检偏器与探测器分离式结构模型,开发新型探测路线.对偏振光天然敏感的主族层状低维半导体可实现... 详细信息

偏振探测在成像、遥感和生物检测等领域具有非常广泛的应用.为了契合光电领域高度集成化的发展目标,偏振光探测器的器件结构需要跳出复杂的检偏器与探测器分离式结构模型,开发新型探测路线.对偏振光天然敏感的主族层状低维半导体可实现直接偏振光探测,实现探测结构的简化.基于Ⅳ族锗系和锡系的低对称性层状半导体在短波近红外具有较高的光响应以及偏振灵敏度,并且基于二维GeSe的偏振光探测器已经实现对近红外实物的二维式扫描偏振成像.基于V族锑系和铋系的层状半导体在可见光波段具有较宽的光谱响应以及低的探测噪声,也已实现偏振成像.基于该两类主族层状低维半导体的偏振成像为未来偏振图像传感技术提供了一种简洁可行的思路.

关键词：主族元素低维半导体偏振光探测器偏振成像

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宽带隙二维半导体TlGaS_(2)紫外探测器

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中国激光 2023年第1期50卷 196-203页

作者：龙浩然高媛刘浩辛凯耀于雅俐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 军委装备发展部北京100032

紫外光电探测器是继红外激光探测技术之后发展起来的一种新型探测技术。其中基于宽带隙的低维半导体材料的紫外光电探测器是当下的研究热点之一。为了实现对宽带隙二维材料体系的拓宽以及高性能紫外探测器的研制,研究了机械剥离的铊镓硫... 详细信息

紫外光电探测器是继红外激光探测技术之后发展起来的一种新型探测技术。其中基于宽带隙的低维半导体材料的紫外光电探测器是当下的研究热点之一。为了实现对宽带隙二维材料体系的拓宽以及高性能紫外探测器的研制,研究了机械剥离的铊镓硫(TlGaS_(2))纳米片的能带结构以及光谱性质,制作了基于TlGaS_(2)纳米片的紫外光电探测器。结果显示,TlGaS_(2)纳米片在紫外乃至日盲紫外波段均具有较高的吸收。探测器响应波段与光学吸收结果一致,对360 nm的紫外信号具有最佳的探测性能。此外,探测器在响应范围内均表现出了很低的暗电流以及优异的光电响应速度。测试结果说明了TlGaS_(2)二维材料在紫外光电器件领域具有一定的研究前景和潜在的应用价值。

关键词：探测器光电探测器紫外光铊镓硫纳米片快速响应

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基于两次时间内插的FPGA-TDC设计

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第10期64卷 1809-1817页

作者：陆江镕李文昌刘剑张天一王彦虎中国科学院半导体研究所固态光电信息技术实验室北京100083 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049 中国科学院大学集成电路学院北京100049 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

减少基于现场可编程门阵列实现的时间数字转换器(FPGA-TDC)中延迟单元的延迟时间,可以提高TDC分辨率,但是需要构建更长的抽头延迟链,使延迟单元积累更多的非线性,导致系统线性度恶化。该文在粗计数与细计数结合架构的基础上,利用Xilinx ... 详细信息

减少基于现场可编程门阵列实现的时间数字转换器(FPGA-TDC)中延迟单元的延迟时间,可以提高TDC分辨率,但是需要构建更长的抽头延迟链,使延迟单元积累更多的非线性,导致系统线性度恶化。该文在粗计数与细计数结合架构的基础上,利用Xilinx Virtex UltraScale+FPGA平台设计出一种基于两次时间内插的FPGA-TDC,并用于时间信号量化过程中的细计数阶段。通过对系统时钟进行两次内插量化,缩短了延迟链长度,减少了延迟单元非线性在延迟链中的积累,提升了系统线性度。同时,延迟链长度的缩短使TDC中温度计码编码器等模块规模更小,降低了电路实现占用的FPGA逻辑资源。实验结果表明,该FPGA-TDC的分辨率为1.72 ps,微分非线性和积分非线性的极差分别为4.49和26.55 LSB,可实现较优的系统线性度。

关键词：时间数字转换器现场可编程门阵列抽头延迟链两次时间内插

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相干彩虹的形成机制(续)

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物理学报 2022年第15期71卷 121-129页

作者：施婷婷钱轩尚雅轩姬扬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

将白光激光聚焦照射不同液体,可以形成不同形状的彩色干涉环,即“相干彩虹”.形成相干彩虹的原因是激光加热使液体局部温度分布发生变化,影响了折射性质,形成了光程差,从而使不同波长的光各自发生干涉(热透镜效应).本文确定了激光束的... 详细信息

将白光激光聚焦照射不同液体,可以形成不同形状的彩色干涉环,即“相干彩虹”.形成相干彩虹的原因是激光加热使液体局部温度分布发生变化,影响了折射性质,形成了光程差,从而使不同波长的光各自发生干涉(热透镜效应).本文确定了激光束的波前曲率对相干彩虹的形状和大小的影响,揭示了样品(纵向厚度很薄的液体)在凸透镜焦点前后相同距离处产生的相干彩虹有显著差别的原因:焦点前波前曲率为负,焦点后波前曲率为正.通过构建一个包含波前曲率和热透镜效应的函数,很好地拟合了实验结果.数值模拟还定量说明了激光加热导致的液体不稳定性(发生对流)使得相干彩虹的形状具有上下不对称性,而中心过热区(产生气泡)使得相干彩虹的内部出现暗区,以及在这个暗区中观察到的内疏外密的衍射环和泊松亮斑.

关键词：相干干涉衍射气泡泊松亮斑

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Ⅳ–Ⅵ族低维半导体材料与器件研究进展

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中国科学：化学 2022年第2期52卷 264-279页

作者：于雅俐魏钟鸣夏建白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

二维Ⅳ族金属硫属化合物作为二维层状材料的重要组成部分,由于其晶格结构具有较低的对称性且与核心半导体工艺具有很好的兼容性,在电学、光学、磁性等方面具有优异的性能,并且在地球上资源丰富且具有低成本、环保的特性,因此在光电器件... 详细信息

二维Ⅳ族金属硫属化合物作为二维层状材料的重要组成部分,由于其晶格结构具有较低的对称性且与核心半导体工艺具有很好的兼容性,在电学、光学、磁性等方面具有优异的性能,并且在地球上资源丰富且具有低成本、环保的特性,因此在光电器件领域具有很大的应用潜力.基于本课题组近年来的研究进展,本文首先介绍了二维Ⅳ族金属硫属化合物及相关异质结、三元合金等的晶体结构、制备方法与物理性能,然后对基于二维Ⅳ族金属硫属化合物的光电器件进行了重点分析,尤其是对具有面内各向异性的Ⅳ族金属硫属化合物将其应用拓展到了偏振敏感的光探测器,并对今后的研究方向进行了展望.

关键词： Ⅳ–Ⅵ族材料低维半导体光电器件偏振光探测器

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液体和固体中的空间自相位调制

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第8期53卷 24-40页

作者：施婷婷钱轩王开友姬扬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

本文简要介绍了非线性光学的起源与发展,重点关注非线性折射中的空间自相位调制.强激光照射非线性介质时,在远场可以观察到明显的明暗相间的条纹,称为相干环.本文从液体(以水为例)、液晶、低维材料悬浊液依次展开,阐述了不同物质形成相... 详细信息

本文简要介绍了非线性光学的起源与发展,重点关注非线性折射中的空间自相位调制.强激光照射非线性介质时,在远场可以观察到明显的明暗相间的条纹,称为相干环.本文从液体(以水为例)、液晶、低维材料悬浊液依次展开,阐述了不同物质形成相干环的机制.对于大部分液体,形成相干环的主要原因是热透镜效应.由于激光光强呈高斯分布,不同位置的液体被不同程度地加热,因此局部液体的折射率不再相同,从而产生了光程差(热透镜效应).相干环中蕴含了材料丰富的物理特性,但同时热效应会影响光学仪器的性能.深入了解空间自相位调制机制将有助于更好地利用或消除热透镜效应.

关键词：非线性光学空间自相位调制热透镜效应

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