高层次科普人才对科普高质量发展至关重要——专访褚君浩院士

褚君浩,中国科学院院士、红外光电子物理和半导体科学技术领域著名专家.担任《十万个为什么》丛书《能源与环境》分册主编,撰写近百篇科普文章,平均每月做1~2场科普报告,由于在科研和科普领域的杰出贡献,2017年获得首届"全国创新争先奖章",被誉为"心系科普的院士".

基于范德华材料的偏振探测器及性能增强方法(特邀)

随着高分辨率成像、信息通信、量子计算等先进技术对光电探测精度和效率的需求日益增长,偏振光探测作为光电技术的一个重要分支,正面临着前所未有的挑战和机遇。本文全面综述了基于范德华二维材料的偏振光电探测技术的最新进展,尤其聚焦于通过表面等离激元、铁电场调控以及转角材料等三种先进策略来显著提高偏振探测性能的创新方法。表面等离激元技术通过局域和传播等离激元共振增强光与材料的相互作用,显著提升了偏振探测的灵敏度和选择性。铁电场调控利用铁电材料的自发极化和局域电场,有效调节探测器件的载流子浓度和光电性能,为实现高效率和低能耗偏振探测提供了新的途径。转角材料通过调整双层二维材料之间的相对角度,引入电子结构和光学性质的可调控性,开辟了偏振探测新领域。最后展望了这些策略在未来偏振光电探测技术发展中的应用前景,强调了材料科学和微纳加工技术的综合应用将为实现高性能偏振探测器件提供强大的支持。

等离子体处理制备柔性低损耗ABS/Ag太赫兹空芯波导及其传输可靠性研究

等离子体处理ABS管提升了ABS/Ag镀层太赫兹空芯波导的性能。胶带法测试结果表明,等离子体处理后,银镀层的附着力由5级提升至2级。等离子体处理后的ABS管内表面银层的均匀性和致密度更高,高质量的银层有利于降低波导的损耗。未经等离子体处理的4.2 mm内径的ABS/Ag镀层空芯波导在0.3 THz和0.1 THz时的直线损耗分别为0.72 dB/m和1.47 dB/m,等离子体处理后其损耗分别降至0.70 dB/m和1.44 dB/m,且波导能够在冷热环境中稳定传输太赫兹波。等离子体处理后的样品在超过200小时的湿热老化和16次的高低温循环老化试验后直线损耗升高小于0.1 dB/m,而未经等离子体处理的样品的损耗升高大于1 dB/m。研究结果表明,等离子体处理后的ABS/Ag镀层太赫兹空芯波导损耗更低、传输可靠性更高、耐老化性更好,可用于构建下一代通信、传感及太赫兹成像系统等。

硅微透镜阵列与红外焦平面阵列的集成器件的制备与性能(特邀)

为了提高红外焦平面阵列性能,分别制备了硅衍射微透镜阵列和InSb红外焦平面阵列并将两者集成在一起。采用光学系统和焦平面测试系统进行了测试。结果显示双面镀制有增透膜的硅衍射微透镜阵列的衍射效率为83.6%;电压响应图显示器件没有裂纹;集成器件的工作波段为3.7~4.8μm,此时平均黑体响应率和探测率分别为4.85×10^(7)V/W和7.12×10^(9)cm·Hz^(1/2)·W^(1)。结果表明硅微透镜阵列不仅可以提高焦平面阵列占空因子,而且可以通过优化焦平面应力匹配来解决芯片裂纹问题,集成器件性能优于现有焦平面性能。

Hg_(1-x)Cd_xTe组分x的横向均匀性

根据Hg_(1-x)Cd_xTe的吸收边规律,建立了从室温下体材料Hg_(1-x)Cd_xTe大光斑透过曲线确定样品平均组分x_0和均方差Δx的方法及计算软件.

迎接智能时代

我的演讲主要分为三个部分. 一、历次工业革命的回顾 1世纪,蒸汽机的发明导致了机械化,英国引领了第一次工业革命.第二次工业革命是19世纪,电磁学规律和能量守恒转换定律的发现导致了电气化.20世纪初,量子力学和相对论的提出开始引导发生第三次工业革命,特点就是信息化.我们现在就处在信息化的后期.我们现在用的手机、用的所有的信息产品,实际上都是信息化的产物.而信息化的产生是由量子力学这个理论的发现引起的.

Hg_(1-x)Cd_xTe反型层子能带结构的实验研究

本文在4.2K下测定了液相外延HgCdTe MIS结构样品的电容谱,磁阻振荡以及迴旋共振效应,并从实验测量结果,采用物理参数拟合法,确定了该样品在电量子限条件下反型层电子子能带结构,包括基态子能带能量E_o、费密能级E_F,子能带电子有效质量m~*(E_F)、m~*(E_o)、反型层平均厚度Z_i、耗尽层厚度Z_d,以及它们随子能带电子浓度N_s的变化。

现代红外物理研究新进展

根据现代人们对于光与物质形态认识深入和控制能力增强的情况，讨论当代红外物理研究的框架与特征、红外材料制备与物理研究、红外光电激发动力学研究、红外焦平面列阵光电子物理、凝聚态红外光谱与信息获取处理等方面的光电技术情况和ＦＰＡ，量子阱。

窄禁带半导体的光电跃迁效应

光电跃迁效应是窄禁带半导体红外探测器的基本物理过程。本文主要论述窄禁带半导体碲镉汞的带间光吸收跃迁的理论和实验。文中阐述了带间光吸收效应的基本规律的发现及其科学意义,介绍了这些规律在碲镉汞红外探测器材料器件设计中的应用,以及它在解释近年来发现的HgCdTe光电二极管电致负荧光现象方面的应用。

用室温红外透射谱研究Hg_（1－x）Cd_xTe外延薄膜的组份分布

根据Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ本征吸收系数的经验公式及Ｈｏｕｇｅｎ模型，建立了一种用室温红外透射谱研究Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ外延薄膜组份均匀性的方法，用这种方法检测了ＬＰＥ、ＭＢＥ、ＭＯＣＶＤ薄膜的组份分布。

从现代光电技术看第三次工业革命

能源和环境问题日益凸显,全球可持续发展面临着巨大压力。 发展低碳技术解决能源环境问题! 低碳技术的三个方面：第一,减碳技术,指节能减排、LED照明、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发技术等;

HgGdTe子能带电子的磁光共振

报道P-Hg_(1-x)Cd_xTe(x=0.234、N_A=4×10^(17)cm^(-3))MIS结构样品在电量子限条件下电子子能带朗道能级间磁光共振光跃迁实验结果。测量了不同光子能量和样品在不同表面电子浓度时子能带朗道能级间和自旋能级间的回旋共振和自旋共振。定量地证明了窄禁带半导体量子阱子能带朗道能级的移动和交叉效应,这一效应起源于表面势的反演不对称所导致的较强的表面电子自旋轨道相互作用。

一种用于红外探测的有机铁电体聚偏二氟乙烯

讨论了一种可用于红外探测的有机铁电聚偏二氟乙烯材料结构、性能与应用方面的若干问题,包括结构及其衍生物、制备与性能、弛豫铁电特性、在红外探测方面的应用以及铁电隧道结新型器件等。

引力波——来自宇宙的问候

今年大年初四——2016年2月11日注定是不平凡的一天,当举国正沉浸于春节的喜庆祥和之时,一个轰动世界的科学新闻让传统的节日增加了一抹科技色彩,北京时间23点30分,美国国家自然科学基金会携加州理工、麻省理工和LIGO科学合作组织(LSC)的专家向全世界宣布:美国的LIGO(激光干涉引力波观测站)首次直接探测到了来自于距离地球13亿光年之外的两个黑洞合并过程中发射出的引力波信号,爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的"拼图"被填补。毫无疑问,引力波是基础科学的前沿话题,当我们被各种形式铺天盖地的引力波信息"洗脑"的时候,我们不禁要问,引力波是什么,广义相对论是什么,爱因斯坦和引力波有什么关系,引力波的发现对我们意味着什么?本刊特此邀请中科院上海技术物理研究所研究员、华东师范大学信息学院院长、中国科学院院士褚君浩,中国科学院国家天文台研究员、恒星级黑洞创新团组负责人、中国科学院大学教授苟利军,中国科学院大学教授李醒民,北京师范大学物理系助理教授张宏宝从科学与人文的视角为您解读,让我们走进引力波,让引力波不再神秘。

Hg_(1-x)Cd_xTe表面电子的子能带结构

讨论了Hg_(1-x)Cd_xTe MIS结构N型反型层电子子能带结构的理论和实验研究结果。描述了采用电容-电压谱,回旋共振谱和磁导振荡谱定量地研究电子子能带结构的模型和方法。推导得到的子能带色散关系,朗道能级和有效g~*因子,与测得的子能带电子的回旋共振和自旋共振结果符合得很好,从而可以定量地研究由于表面电子的自旋轨道相互作用引起的零场分裂效应,朗道能级的移动、交叉,波函数的混合效应以及电致自旋分裂的色散关系。

铁电薄膜非制冷红外探测器的技术发展

介绍了课题组在铁电薄膜的制备、特性研究以及非制冷红外探测技术方面的研究结果。研究获得了几种控制铁电薄膜微结构(如晶粒尺寸、晶粒形状、Ba1-xSrxTiO3(BST)和PbZrxTi1-xO3(PZT)铁电薄膜的择优取向生长等)的新技术;研制出具有高度自极化特性的0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3(PMNT)弛豫铁电薄膜;探索了一种具有将红外转化为可见光机制的新型光读出方式;发明了PZT薄膜的低温(400°C)生长方法。此外,还介绍了256×1线列铁电薄膜非制冷红外探测器的研制及部分成像结果。

HgCdTe反型层电子子能带物理

本文在4.2K下测定了p-HgCdTe MIS结构样品的量子电容谱,表面磁阻振荡,表面回旋共振以及表面电子自旋共振,确定了HgCdTe反型层电子子能带结构,包括能级位置、费米能级、有效质量、反型层耗尽层厚度等,并推导了由于自旋轨道相互作用而引起的电致自旋分裂子能带的色散关系和朗道能级扇形图,还研究了朗道能级以及自旋能级间的光跃迁问题。