检索结果-内蒙古大学图书馆

第一性原理研究厚度和空位缺陷对Si/SiO_2界面电子结构与光学性质的影响

原子与分子物理学报 2014年第6期31卷 993-999页

作者：顾芳陈云云张仙岭李敏张加宏南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,在局域密度近似(LDA)下研究了Si纳米层厚度和O空位缺陷对Si/Si O2界面电子结构及光学性质的影响.电子结构计算结果表明:在0.815~2.580nm的Si层厚度范围内,Si/Si O2界面结构的能隙随着厚度减... 详细信息

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,在局域密度近似(LDA)下研究了Si纳米层厚度和O空位缺陷对Si/Si O2界面电子结构及光学性质的影响.电子结构计算结果表明:在0.815~2.580nm的Si层厚度范围内,Si/Si O2界面结构的能隙随着厚度减小而逐渐增大,表现出明显的量子尺寸效应,这与实验以及其他理论计算结果一致;三种不同的O空位缺陷的存在均使得Si/Si O2界面能隙中出现了缺陷态,费米能级向高能量方向移动,且带隙有微弱增加.光学性质计算结果表明:随着Si纳米层厚度的减小,Si/Si O2界面吸收系数产生了蓝移;O空位缺陷引入后,界面光学性质的变化主要集中在低能区,即低能区的吸收系数和光电导率显著增加.可见,改变厚度和引入缺陷能够有效地调控Si/Si O2界面体系的电子和光学性质,上述研究结果为Si/Si O2界面材料的设计与应用提供了一定的理论依据.

关键词： Si/SiO2界面第一性原理空位缺陷电子结构光学性质

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第一性原理研究晶向硅纳米线电子结构,光学性质与压阻特性的应变效应

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原子与分子物理学报 2016年第1期33卷 53-61页

作者：顾芳张加宏陈云云刘清惓南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法计算研究了单轴应变对[111]晶向硅纳米线的电子结构、光学性质以及压阻性质的影响.能带结构和光学性质的结果表明:压应变导致硅纳米线的带隙明显线性减小,且使其由直隙半... 详细信息

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法计算研究了单轴应变对[111]晶向硅纳米线的电子结构、光学性质以及压阻性质的影响.能带结构和光学性质的结果表明:压应变导致硅纳米线的带隙明显线性减小,且使其由直隙半导体转变为间隙半导体,而施加拉应变后硅纳米线仍为直隙半导体材料,但是带隙略有减小,且价带顶附近的能带线产生了较为复杂的变化.由于能带的应变效应导致其光学性质也相应发生了较大改变:拉应变使硅纳米线的介电峰出现宽化现象,低能区内的光吸收增强,静态折射率和反射率峰值增大,而压应变的效果则相反.结合能带结构与压阻系数计算模型得到的压阻特性结果表明:随着压应变的增加压阻系数单调减小,这主要归因于空穴浓度随压应变显著变化引起的;而拉应变作用时,压阻系数呈现波动趋势,这主要是由于空穴有效传输质量的增加程度和载流子浓度的增加程度不同而相互竞争导致的.上述计算结果表明,设计基于硅纳米线的光电和力电器件时,需考虑其应变效应.

关键词：硅纳米线第一性原理应变效应电子结构光学性质压阻特性

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BaHfO_3纳米薄膜电子结构、光学和弹性性质的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2014年第5期31卷 826-832页

作者：顾芳陈云云李敏张加宏南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，在局域密度近似（LDA ）下研究了厚度为0.626～2.711nm （100）面BaHfO3薄膜的电子结构、光学和弹性性质．电子结构和光学性质计算结果表明：以BaO为表面层原子的BaHfO3纳米薄膜均为直接带隙半... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，在局域密度近似（LDA ）下研究了厚度为0.626～2.711nm （100）面BaHfO3薄膜的电子结构、光学和弹性性质．电子结构和光学性质计算结果表明：以BaO为表面层原子的BaHfO3纳米薄膜均为直接带隙半导体材料，带隙随薄膜厚度减小而逐渐减小，表现出明显的量子尺寸效应，此时薄膜的光学吸收边发生红移，吸收带出现窄化现象．以 HfO2作为表面层原子的BaHfO3薄膜则属于间接带隙半导体材料，且带隙随薄膜厚度减小而微弱增加，弹性性质计算结果表明：体弹模量、剪切模量和杨氏模量等表征材料硬度的力学参数均随BaHfO3纳米薄膜厚度减小而显著减小，呈现尺寸效应．电荷密度分布分析揭示了薄膜厚度改变了BaHfO3纳米薄膜的价键特性，这是材料硬度改变的内在原因。该研究结果为BaHfO3纳米薄膜材料的设计与应用提供了理论依据。

关键词： BaHfO3 纳米薄膜第一性原理电子结构光学性质弹性性质

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带恒温控制与自校正的硅铝异质结构压力传感器研究

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传感技术学报 2021年第6期34卷 733-741页

作者：谢晓璐张加宏邢俊王超冒晓莉南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044

传统硅基压力传感器普遍具有灵敏度低、温漂和时漂明显等半导体器件固有属性.本文提出的硅铝异质结构MEMS压力传感器及其恒温控制和自校正方法可一定程度上解决该问题.采用SOI硅片制造了具有压阻放大效应的新型硅铝异质结构压力传感器芯... 详细信息

传统硅基压力传感器普遍具有灵敏度低、温漂和时漂明显等半导体器件固有属性.本文提出的硅铝异质结构MEMS压力传感器及其恒温控制和自校正方法可一定程度上解决该问题.采用SOI硅片制造了具有压阻放大效应的新型硅铝异质结构压力传感器芯片,利用有限元仿真验证了其有效性.随后为其设计了恒温控制封装结构和自适应优化目标值PID加热控制策略,采用热稳态分析验证了该恒温控制封装的合理性.传感器采用AD5420可调电流源来模拟传感器的标定压力,在传感器发生一定时漂特性后更新传感器的输出特性,完成自校正操作.实验表明单个应力敏感硅铝异质结构在恒温系统控制下达到0.283 mV/V/kPa的灵敏度,结合温度参考结构的差分输出,传感器的热零点漂移系数从-6.92×10-1%FS/℃减小至-1.51×10^(-3)%FS/℃,且可达到±5.5 kPa的预测误差,同时自校正操作将传感器最大预测误差从-6.1 kPa减小至5.0 kPa.本文提出的硅铝异质结构压力传感器的温度补偿与时漂补偿方案对优化压阻式压力传感器的综合性能有着一定的借鉴意义.

关键词：硅铝异质结构压阻放大效应温度补偿恒温控制系统时间漂移自校正

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BaHf0．5Ti0．5O3电子结构与光学性质的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2012年第6期29卷 1097-1102页

作者：张加宏刘清惓顾芳李敏南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044 南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法研究了BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3的电子结构和光学性质.计算结果表明,BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3是一种间接带隙半导体材料,其导带底主要由Ba、Hf和Ti的d态电子构成,价带顶则主要... 详细信息

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法研究了BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3的电子结构和光学性质.计算结果表明,BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3是一种间接带隙半导体材料,其导带底主要由Ba、Hf和Ti的d态电子构成,价带顶则主要由O的p态、Hf和Ti的d态电子构成;理论计算的介电函数最高峰的峰位与实验结果吻合较好,相对误差小于4%;吸收系数最大峰值为2.43×10~5cm^(-1),且吸收主要集中在低能区,静态折射率为2.01,能量损失峰出现在13.24 eV处.研究结果为BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3光电材料设计与应用提供了理论依据.

关键词： BaHf0 5Ti0 5O3 第一性原理电子结构光学性质

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高压下BaHfO_3电子结构与光学性质的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2012年第5期29卷 933-940页

作者：顾芳王俊锋陈云云刘清惓张加宏南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

从第一性原理出发,在局域密度近似下,采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势计算方法系统地研究了高压对BaHfO_3电子结构与光学性质的影响.能带结构分析表明;无压强和施加正压强作用时,BaHfO_3为直接带隙绝缘体,而施加负压强时,BaHfO_3... 详细信息

从第一性原理出发,在局域密度近似下,采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势计算方法系统地研究了高压对BaHfO_3电子结构与光学性质的影响.能带结构分析表明;无压强和施加正压强作用时,BaHfO_3为直接带隙绝缘体,而施加负压强时,BaHfO_3则转变为间接带隙半导体;BaHfO_3的带隙随压强增加而减小,且具有明显的非线性关系.对光学性质的分析发现:施加正压强后,光学吸收带边产生蓝移;负压强作用时介电函数虚部尖峰减少,光学吸收带边产生红移;施加压强后BaHfO_3的静态介电常数和静态折射率均增大.上述研究表明施加高压有效调制了BaHfO_3的电子结构和光学性质,计算结果为BaHfO_3光电材料的设计与应用提供了理论依据.

关键词： BaHfO3 第一性原理压强电子结构光学性质

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基于超声散射的线性调频液位回波信号仿真

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系统仿真学报 2015年第12期27卷 2873-2877页

作者：李鹏沈孝龙钱银南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

根据超声散射理论,提出一种超声液位回波信号的仿真方法。结合流体边界层理论,将液面划分气相、液相、气体滞留层和液体滞留层4层结构;每层相态又被划分为许多小散射子,散射强度依据含水浓度设定。液面回波信号即为所有散射子的散射信... 详细信息

根据超声散射理论,提出一种超声液位回波信号的仿真方法。结合流体边界层理论,将液面划分气相、液相、气体滞留层和液体滞留层4层结构;每层相态又被划分为许多小散射子,散射强度依据含水浓度设定。液面回波信号即为所有散射子的散射信号之和。完成线性调频波液面回波信号仿真后,与相同参数条件下的实际信号进行比对,从波形、时域和频域参数及估计液位等方面,都证明了所提仿真方法可行有效。该方法同样适用于其他发射波形的液位仿真。

关键词：超声液位测量线性调频波信号仿真

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基于时间反转的水声信道判决反馈均衡算法

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科学技术与工程 2014年第17期22卷 74-77页

作者：张艳萍张兆勇南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室和电子与信息工程学院南京210044

水声通信系统中多径扩展对水声信号传输有不利影响,而传统自适应均衡器不能实时补偿信道时变多径效应,因此利用时间反转技术的空时聚焦性,将时间反转技术与T/2分数间隔判决反馈均衡器相联合,构建了基于时间反转的水声信道判决反馈算法... 详细信息

水声通信系统中多径扩展对水声信号传输有不利影响,而传统自适应均衡器不能实时补偿信道时变多径效应,因此利用时间反转技术的空时聚焦性,将时间反转技术与T/2分数间隔判决反馈均衡器相联合,构建了基于时间反转的水声信道判决反馈算法。仿真实验说明该算法可抑制码间干扰,降低误码率,验证了新算法的正确性和有效性。

关键词：水声通信时间反转信道均衡

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基于GA-WNN温度补偿的红外CO2气体传感器系统研究

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传感技术学报 2018年第10期31卷 1613-1620页

作者：孙亚飞顾芳黄亚磊李敏何鹏翔张加宏南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

为了提高红外CO_2气体传感器的探测灵敏度和精度,首先基于计算流体动力学(CFD)仿真计算,研究了传感器腔内气体辐射功率吸收效率与腔体结构之间的关系,模拟结果表明:当圆柱腔体的直径与内壁反射率固定时,腔体结构存在最佳腔长可使传感器... 详细信息

为了提高红外CO_2气体传感器的探测灵敏度和精度,首先基于计算流体动力学(CFD)仿真计算,研究了传感器腔内气体辐射功率吸收效率与腔体结构之间的关系,模拟结果表明:当圆柱腔体的直径与内壁反射率固定时,腔体结构存在最佳腔长可使传感器红外辐射功率吸收效率达到最大。然后基于CFD仿真的结果设计和实现了CO_2气体传感器,并开展了实验比对与验证,进而着重研究了环境温度对气体测量结果的影响。实验结果表明:在5℃～45℃温度范围内,传感器在0～2 000×10^(-6)浓度范围内的测量误差随着温度升高而显著增大。最后采用遗传小波神经网络算法(GA-WNN)对传感器进行了温度补偿,数据融合补偿后传感器的温度漂移得到了较好的抑制,其绝对误差小于±70×10^(-6),在非样本温度点下,整体平均误差小于±100×10^(-6),表明CO_2气体传感器的测量精度得到了较好的提升。

关键词：红外CO2气体传感器吸收效率流体动力学温度补偿遗传小波神经网络算法

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一种自然通风防辐射罩的设计与研究

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科学技术与工程 2021年第31期21卷 13262-13267页

作者：孙中琳刘清惓杨杰张婷婷南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210000 江苏省气象探测中心南京210000 江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210000

为了降低太阳直接辐射、散射辐射、下垫面反射辐射等对现有气象站中温度传感器的影响,设计了一种多导管式球形防辐射罩。首先对防辐射罩外形结构进行设计;然后通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对风速、太阳辐... 详细信息

为了降低太阳直接辐射、散射辐射、下垫面反射辐射等对现有气象站中温度传感器的影响,设计了一种多导管式球形防辐射罩。首先对防辐射罩外形结构进行设计;然后通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对风速、太阳辐射强度、太阳高度角等不同环境参数下传感器的辐射误差进行量化;接着,采用支持向量机(support vector machine,SVM)算法训练预测模型;最后,利用外场辐射误差实验平台对其辐射屏蔽效果及算法预测精度进行验证。实验结果表明,辐射误差精度可降至0.05℃量级。可见,此防辐射罩降低辐射效果显著。

关键词：防辐射罩计算流体动力学辐射误差支持向量机

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