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激光与光电子学进展 2025年

作者：余路成杨仕铌王轶蒙刘才育杨卯伟娄亚筱许飞雅陈小红李凌蔡端俊厦门大学物理科学与技术学院福建省半导体材料与应用重点实验室厦门大学海洋与地球学院近海海洋环境科学国家重点实验室

随着全球贸易的迅猛增长，冷链物流已经成为确保食品和药品安全及有效性的重要一环。本研究针对冷链物流中微生物和病毒存活问题，特别是新型冠状病毒（SARS-COV-2）在低温下长时间存活的风险，开发了一种新型的大功率深紫外LED消毒技... 详细信息

随着全球贸易的迅猛增长，冷链物流已经成为确保食品和药品安全及有效性的重要一环。本研究针对冷链物流中微生物和病毒存活问题，特别是新型冠状病毒（SARS-COV-2）在低温下长时间存活的风险，开发了一种新型的大功率深紫外LED消毒技术。文章首先介绍了基于铝镓氮（AlGaN）材料的深紫外发光二极管（UVC-LED）芯片的设计和制备过程，随后通过控制水的冻结速率制备了不同透明度的冰层，并利用COMSOL软件模拟了光波在冰层中的传播特性。实验部分验证了深紫外LED器件在穿透冰层时的杀菌效果，并评估了其对新冠病毒的消杀能力。结果表明，大功率深紫外LED技术在冷链物流消毒中展现出高效和可靠的性能。本研究的发现为深紫外发光器件在冷链物流消毒领域的应用提供了科学依据，并为未来技术的发展和优化奠定了基础。

关键词：冷链物流消毒技术深紫外LED AlGaN 冰层穿透新冠病毒消杀

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AlGaN基深紫外LED新型透明电极芯片及阵列器件消毒效率研究

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激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 451-458页

作者：林泽锋余路成周其程蔡叶杭苏法文黄生荣许飞雅陈小红李凌蔡端俊厦门大学物理科学与技术学院福建省半导体材料与应用重点实验室福建厦门361005 厦门大学海洋与地球学院近海海洋环境科学国家重点实验室福建厦门361102 厦门瑶光半导体科技有限公司福建厦门361006

2019年新冠疫情席卷全球,给人类社会带来了巨大的影响和经济损失。AlGaN基深紫外发光二极管(DUVLED)作为新型高效消杀器件,引起了学术界广泛的研究,其中,深紫外透明电极对提升深紫外LED的光电性能至关重要。采用一种新型的高透明度(>... 详细信息

2019年新冠疫情席卷全球,给人类社会带来了巨大的影响和经济损失。AlGaN基深紫外发光二极管(DUVLED)作为新型高效消杀器件,引起了学术界广泛的研究,其中,深紫外透明电极对提升深紫外LED的光电性能至关重要。采用一种新型的高透明度(>90%)铜基核壳结构金属纳米丝(Cu@metal NSs)电极,实现深紫外LED光输出功率近一倍的提升。基于深紫外LED的阵列排布及配光优化,集成制造了180 mW深紫外LED消毒灯模组,经生物实验验证,对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的灭活率大于99.99%。更重要的是,高功率消毒器械对新型冠状病毒表现出大于99.9%的灭活性能。本工作有望推动未来新型结构的深紫外发光器件制造及其高效消杀应用。

关键词：深紫外发光二极管透明电极金属纳米丝杀菌消毒效率

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基于远场光谱的表面等离激元耦合特性研究

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激光与光电子学进展 2023年第23期60卷 273-279页

作者：陈柏逸朱啟芬高娜李鹏岗黄凯吴雅苹康俊勇厦门大学物理科学与技术学院福建省半导体材料及应用重点实验室福建厦门361005 厦门大学九江研究院江西九江332000

采用快速热退火方法制备了尺寸较小、密度较高的银纳米颗粒阵列,其面密度在一定区间可调控。通过实验测得银纳米颗粒阵列的远场反射和透射谱,进一步经理论数值变换,研究了所制备银纳米颗粒阵列的吸收、散射及消光特性。从谱线的变化趋... 详细信息

采用快速热退火方法制备了尺寸较小、密度较高的银纳米颗粒阵列,其面密度在一定区间可调控。通过实验测得银纳米颗粒阵列的远场反射和透射谱,进一步经理论数值变换,研究了所制备银纳米颗粒阵列的吸收、散射及消光特性。从谱线的变化趋势可知,当银纳米颗粒阵列的面密度不断增大、即颗粒间距逐步减小时,所产生的局域表面等离激元共振的波长发生红移;而且相邻金属纳米颗粒的耦合作用越强,波长红移越明显。该方法为分析高密度、小尺寸,特别是粒子间存在耦合的金属纳米颗粒阵列的等离激元特性提供了有效参考。

关键词：表面等离激元金属纳米颗粒阵列相互耦合远场光谱数值变换

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金属量子结构中的半导体输运性质及其调控

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中国科学：物理学、力学、天文学 2021年第3期51卷 26-40页

作者：吴雅苹张纯淼周颖慧康俊勇厦门大学物理科学与技术学院物理学系半导体光电材料及其高效转换器件协同创新中心福建省半导体材料及应用重点实验室厦门361005

随着后摩尔时代的推进,以硅为基础的半导体器件正接近其性能极限.除了不断引入新的器件结构外,设计具有半导体特性的金属量子结构为微电子器件的性能提升提供了全新的解决方案;而打开金属带隙,使其具有栅极可调半导体输运,是实现其应用... 详细信息

随着后摩尔时代的推进,以硅为基础的半导体器件正接近其性能极限.除了不断引入新的器件结构外,设计具有半导体特性的金属量子结构为微电子器件的性能提升提供了全新的解决方案;而打开金属带隙,使其具有栅极可调半导体输运,是实现其应用的关键.以此为目的,自20世纪末以来,多种金属量子结构便逐步被设计与开发,其输运特性的有效调控也被学术界广泛研究.本文回顾了零维量子点、一维纳米线/纳米管、二维材料/人工二维晶格/超导薄膜等不同维度金属量子结构的研究进展;针对这些结构体系,介绍了其各自的能隙调控思想,总结分析了可控输运特性的实现方法与内在机制,对比展示了材料结构的电学性能及应用前景.基于目前报道的研究结果,提出了未来预期的研究方向:开发金属量子结构中输运与自旋关联特性,设计同时传输电荷与自旋信息,且具有栅极可调输运带隙的全金属沟道材料、结构与器件.

关键词：量子结构能隙调控载流子输运不同维度材料

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同步辐射技术和透射电镜技术以及密度泛函理论相结合的综合表征方法及其应用

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中国科学：物理学、力学、天文学 2021年第3期51卷 63-75页

作者：郑金成王惠琼厦门大学物理科学与技术学院物理学系半导体光电材料及其高效转换器件协同创新中心福建省半导体材料及应用重点实验室厦门361005 Department of Physics Xiamen University MalaysiaSepang 43900Malaysia

同步辐射技术和透射电镜技术是研究材料的重要表征手段,广泛应用于物理、化学、材料、环境与能源等学科的前沿研究领域.这两种技术方法,其物理原理是光子和电子与材料的相互作用,包括光子在材料中的散射与吸收,电子的衍射与能量损失等,... 详细信息

同步辐射技术和透射电镜技术是研究材料的重要表征手段,广泛应用于物理、化学、材料、环境与能源等学科的前沿研究领域.这两种技术方法,其物理原理是光子和电子与材料的相互作用,包括光子在材料中的散射与吸收,电子的衍射与能量损失等,从而演化出各种具体表征手段.从物理本质看,基于量子力学的密度泛函理论,其本征函数可以与同步辐射X射线的衍射和透射电镜电子的衍射得到的电荷密度相对应,而其本征值则可以与同步辐射X射线的吸收谱和光电子谱以及透射电镜电子的能量损失谱得到的能级或能带信息相对应.这些对应关系使得这两种技术手段和理论计算方法可以互相验证也可以互相补充,从而对材料的结构和电子信息的分析更为全面细致.本文综述了同步辐射技术和透射电镜技术的进展,通过典型材料表征进行举例说明,这两种技术结合密度泛函理论,能够深入分析功能材料的晶体结构信息以及各种物理化学性能.最后展望了这三种方法相结合的未来发展趋势.

关键词：同步辐射透射电镜密度泛函理论

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采用安培力与偏振法测量杨氏模量

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物理实验 2024年第6期44卷 18-22页

作者：张纯淼吴雅苹刘伟杰黄家傲厦门大学物理科学与技术学院福建厦门361005 厦门大学微纳光电子材料与器件教育部工程研究中心福建厦门361005 厦门大学福建省半导体材料及应用重点实验室福建厦门361005 厦门大学化学化工学院福建厦门361005

基于杨氏模量的测量原理,设计并搭建了新的实验装置.利用导电线圈对待测钢丝产生应力,采用偏振法测量相应的应变,测得钢丝的杨氏模量为(2.22±0.15)×10^(11)N/m^(2).测量装置小型化、精度高、易操作,并具有力、光、电、磁等多... 详细信息

基于杨氏模量的测量原理,设计并搭建了新的实验装置.利用导电线圈对待测钢丝产生应力,采用偏振法测量相应的应变,测得钢丝的杨氏模量为(2.22±0.15)×10^(11)N/m^(2).测量装置小型化、精度高、易操作,并具有力、光、电、磁等多模块的知识整合,可以作为大学物理实验教学中的综合性探究实验.

关键词：杨氏模量安培力偏振

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AlGaN/GaN异质结电荷密度和内建电场强度的调控

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厦门理工学院学报 2023年第5期31卷 12-16页

作者：庄芹芹林伟闫金健陈佳坭厦门理工学院光电与通信工程学院福建厦门361024 福建省光电技术与器件重点实验室福建厦门361024 厦门市先进半导体镀膜技术研发与应用重点实验室福建厦门361024 厦门大学物理科学与技术学院福建厦门361005 福建省半导体材料及应用重点实验室福建厦门361005

为了优化AlGaN/GaN异质结场效应晶体管的性能,实现对异质结界面附近电荷密度和内建电场强度的调控,采用第一性原理计算方法,通过改变AlGaN势垒层的Al组分,或掺入少量用于p型掺杂的Mg原子进行模拟计算。结果表明,在一定范围内增大Al的组... 详细信息

为了优化AlGaN/GaN异质结场效应晶体管的性能,实现对异质结界面附近电荷密度和内建电场强度的调控,采用第一性原理计算方法,通过改变AlGaN势垒层的Al组分,或掺入少量用于p型掺杂的Mg原子进行模拟计算。结果表明,在一定范围内增大Al的组分能够有效提高AlGaN/GaN异质结界面附近的载流子浓度;异质结界面处的内建电场强度随着Al组分的增大而单调增大,当x=0.50、0.75时,计算所得内建电场强度分别约为x=0.25时的2倍、3倍;在使用少量Mg原子进行p型掺杂时,内建电场强度和电荷密度都显著减小。通过改变Al组分和掺入Mg原子来调控异质结界面附近电荷密度与内建电场强度是可行和有效的。

关键词：结场效应晶体管 AlGaN/GaN异质结电荷密度内建电场第一性原理

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多场调控氮化物半导体量子结构及其固态光源应用

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厦门大学学报（自然科学版） 2021年第3期60卷 461-471页

作者：林伟高娜李金钗黄凯蔡端俊李书平康俊勇厦门大学物理科学与技术学院福建省半导体材料及应用重点实验室半导体光电材料及其高效转换器件协同创新中心福建厦门361005

简要回顾了氮化物半导体发光二极管技术的发展历程,总结了多物理场作为有效调控和裁剪氮化物量子结构关键特性的重要手段,着重介绍了近年来厦门大学在半导体固态光源量子结构材料和器件方面的研究进展,特别是在氮化物半导体量子结构关... 详细信息

简要回顾了氮化物半导体发光二极管技术的发展历程,总结了多物理场作为有效调控和裁剪氮化物量子结构关键特性的重要手段,着重介绍了近年来厦门大学在半导体固态光源量子结构材料和器件方面的研究进展,特别是在氮化物半导体量子结构关键技术开发中,率先联合调控化学势场、光场、极化场以及电场等获得的有影响的重要创新成果.

关键词：固态光源氮化物半导体量子结构

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基于表面光电压谱的量子化能级测量

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物理实验 2023年第10期43卷 27-34页

作者：吴雅苹张纯淼赵子锐孟恺衣行健王一帆王新然厦门大学物理科学与技术学院福建厦门361005 厦门大学微纳光电子材料与器件教育部工程研究中心福建厦门361005 厦门大学国家集成电路产教融合创新平台福建厦门361005 厦门大学福建省半导体材料及应用重点实验室福建厦门361005

量子结构材料与技术在前沿科学领域的应用日益广泛,量子化能级的探测与调控具有重要的教学与科研意义.本文设计搭建基于表面光电压效应的量子化能级测量装置,控制步进电机带动闪耀光栅旋转,将氙灯的复色光分解为单色光,并照射到InGaN/Ga... 详细信息

量子结构材料与技术在前沿科学领域的应用日益广泛,量子化能级的探测与调控具有重要的教学与科研意义.本文设计搭建基于表面光电压效应的量子化能级测量装置,控制步进电机带动闪耀光栅旋转,将氙灯的复色光分解为单色光,并照射到InGaN/GaN量子阱上,采集光电压信号得到其表面光电压扫描谱线,并结合光学偏振片、磁铁与控温装置等实现量子能级、自旋能级的探测以及能级的温度调控.

关键词：表面光电压效应量子化能级 InGaN/GaN量子阱能级调控

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微电磁光开关的结构设计与性质模拟

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物理实验 2019年第9期39卷 10-14页

作者：吴雅苹陈晓航吴志明厦门大学物理系福建省半导体材料及应用重点实验室福建厦门361005 厦门大学物理系半导体光电材料及其高效转换器件协同创新中心福建厦门361005 厦门大学物理科学与技术学院

基于微电磁光开关的工作原理,设计了MEMS电磁反射型光开关.采用ANSYS9.0有限元软件分析结合Mathematica数值计算研究了微电磁光开关所需的电磁力、磁芯线圈的磁场分布、悬臂梁受电磁力的形变状态,从而获得磁芯线圈的匝数、悬臂梁位置、... 详细信息

基于微电磁光开关的工作原理,设计了MEMS电磁反射型光开关.采用ANSYS9.0有限元软件分析结合Mathematica数值计算研究了微电磁光开关所需的电磁力、磁芯线圈的磁场分布、悬臂梁受电磁力的形变状态,从而获得磁芯线圈的匝数、悬臂梁位置、悬臂梁与平面磁芯线圈接触区域等结构参量.

关键词：微电磁光开关磁芯线圈悬臂梁有限元模拟

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