数据新闻的数字之道

数据是数据新闻的核心,数据的快速增长也为媒体工作者进行创意化生产提供了便利及更多的可能性。在媒体融合进入第二个十年的大背景下,数据新闻要抓住技术迭代的窗口期,把脉数字之道,在热点选题立意策划上做深做细,在可视化呈现、交互互动上做精做实,为新闻宣传插上“数字翅膀”。

SiGe材料的组分表征研究与退火分析

采用固相扩散法在n-Si(100)衬底上制备了两组退火条件不同的SixGe1-x薄膜。利用椭圆偏振光谱和二次离子质谱技术,对薄膜的厚度及组分分布进行了表征,两者具有较好的一致性。分析了退火对薄膜厚度、组分和应变的影响。成功得到了完全驰豫状态的SixGe1-x薄膜,可用于实际器件制作。

基于微环谐振器的超紧凑微波光子滤波器的设计

设计了一个基于硅基微环的超紧凑的微波光子滤波器,用以提高硅基微波光子器件的集成密度及增大其自由光谱范围。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环并联谐振器的光强传递函数,并通过仿真得到了微波光子滤波器的输出特性。结果表明:当微环半径为0.79μm时,谐振器中直波导宽度为0.3μm,环形波导宽度为0.25μm,滤波器的自由光谱范围为140 nm,插入损耗为0.5 dB,半峰全宽为7 nm,此滤波器的性能完全满足粗波分复用系统的要求。

光纤光栅Sagnac环级联特性

为了解决单个均匀光纤光栅Sagnac环信道隔离度差的缺点,提出了级联Sagnac环组成梳状滤波器的方案。采用Jones矩阵理论分别对单个光纤光栅Sagnac环和二阶、三阶级联时的频谱特性进行了理论分析和数值仿真。对于三阶Sagnac环级联时的情形,实现了通道间隔为0.8 nm、FWHM为0.1 nm的梳状滤波器,在相同信道间隔下使得FWHM降低为单个光纤光栅Sagnac环的1/4,从而有效提高了系统信道隔离度。得到了具有均匀通带间隔、信道隔离度高、光谱半高宽度FWHM窄等特性的梳状滤波器,使其性能能够更好地满足WDM的使用要求。

硅基APD器件的工艺及性能仿真分析

硅基APD的性能取决于其器件结构与工艺过程。文中对n+-p-π-p+外延结构的APD器件的工艺和器件性能进行了仿真分析,为硅基APD器件的设计提供了理论指导。利用Silvaco软件对APD器件的关键工艺离子注入和扩散工艺进行了仿真,确定工艺参数对杂质的掺杂深度和掺杂分布的影响。并且,对于APD器件的性能进行了分析,对电场分布、增益、量子效率、响应度等参数进行了仿真分析。仿真结果表明:在给定的器件参数条件下,所设计的APD器件的增益为100时,响应度峰值为55A/W左右,在600~900 nm范围内具有较高响应度,峰值波长在810 nm。

基于绝缘硅超小微环谐振器的微波光子相移器设计

设计了一种基于绝缘硅材料的超小微环相移器,能够在自由频谱范围内实现2π相移的同时相移达到最佳线性化.根据全通微环谐振器的相移特性可知,在临界耦合点时微环谐振器达到π的相移,在过耦合领域达到2π相移.分析了直波导宽度及间距两个参量,用精细度F表征间距,讨论了由于这两个参量变化对微环谐振器相移的影响,并且给出了设计的相移范围和相应的功率变化.实验结果表明:若采用40GHz的射频信号,设计的微环相移器射频相移范围为0～4rad,功率变化不到6dB.

一种高带宽NP型CMOSAPD的研究

提出了一种高带宽的硅基CMOS雪崩光电二极管(APD)器件。该器件在N阱/P衬底基本结构的基础上,增加一个N型深掩埋层,并在该掩埋层单独加上电压,以减小载流子的输运时间。通过理论分析确定了器件的结构参数,通过器件性能的仿真分析对相关参数进行了优化设计。仿真结果表明:采用标准0.18μm CMOS工艺,所设计的APD器件的窗口尺寸大小为20μm×20μm,在反向偏压为16.3 V时,器件的雪崩增益为20,响应度为0.47 A/W,3 d B带宽为8.6 GHz。

硅PIN光电探测器阵列的串扰分析

在利用高密度线性阵列探测器成像时,探测阵列单元间的串扰将直接影响器件的成像质量。文章对厚度为100μm的背照式PIN光电探测器线性阵列的电串扰特性进行了分析,通过Silvaco TCAD器件仿真软件对阵列的暗电流和光电流进行了仿真,分析了像元间的电串扰特性,同时对比分析了保护环结构对器件的暗电流和电串扰特性的影响。仿真结果表明,保护环结构器件的暗电流和电串扰性能均优于无保护环的结构,在有保护环时PIN器件的串扰是无保护环结构的1/5。

硅基PIN光电探测器结构参数对其性能的影响

对硅基PIN光电探测器器件模型进行了理论分析,讨论了硅基PIN光电探测器的I-V特性与器件的i层厚度和整体宽度的变化关系,并进行了仿真分析。实验结果表明,随着i层厚度从5μm增加到70μm,器件的正向电流逐步减小,且i层厚度与其正向电流成反比;随着器件宽度从50μm增加到90μm,器件的正向电流逐步增大,且器件宽度与其正向电流成正比;引入保护环结构可以明显降低器件的暗电流。对PIN器件的结构参数进行了优化设计,结果表明在所设置的器件工艺条件下,当器件的i层厚度为50μm、整体宽度为70μm时,器件的性能最佳。

PIN四象限探测器输出特性的改进研究

PIN四象限探测器在应用过程中对其输出一致性的要求很高。文章讨论了影响PIN四象限探测器输出一致性的各种因素,并有针对性地提出了相应的改进措施。通过仿真分析,对PIN器件的各项参数进行了优化设计,并制作出了可工作在1 060nm波长、50V偏压下的PIN四象限探测器,其每个象限响应度达到0.3A/W,暗电流小于50nA,四个象限输出不一致性小于10%。然后通过对单个芯片的四个象限分别进行放大电路的安装调试,制作出了输出不一致性小于3%的四象限探测器器件。

基于小波变换的红外图像融合算法研究

小波变换具有良好的多分辨分析特性,可用于可见光图像与红外图像的图像融合。一般情况下,对于分解后得到的低频分量采用加权平均的方法来进行简单处理,这对融合后图像的对比度和视觉效果有很大的影响。采用基于小波变换的图像融合算法来分别处理分解后的低频分量和高频分量,并与其他融合方法进行分析比较。实验结果表明,使用所提出的算法进行融合后的图像内容清晰,具有增强图像的空间细节能力,提高图像分辨效果和人眼对场景目标的发现和识别概率,在不影响互信息量值的情况下,融合后图像的边缘保持度提高了将近2倍。

3～5GHz超宽带电流复用功率放大器的设计

设计了一种工作在3～5GHz频段、具有极好的增益与平坦性的超宽带CMOS功率放大器(PA)。采用共源共栅级联共源结构的两级放大电路来克服功率增益的不足,采用电流复用技术提高工作频段内高频处的增益,级间电感和电阻并联负反馈结构可改善增益的平坦性。采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺库进行设计和仿真。仿真结果表明,输入回波损耗(S11)小于-8dB,输出回波损耗(S22)小于-4dB,平均功率增益为22dB,增益平坦度约为0.8dB。4GHz时输出1-dB压缩点为7dBm,功率附加效率(PAE)达到12.5%,电路总体功耗为33mW。

3～10GHz平坦增益超宽带CMOSLNA设计

提出了一种基于共源共栅及电阻并联反馈结构的超宽带低噪声放大器（LNA）。在3～10GHz的工作频段范围内，采用电阻并联反馈和7c型匹配网络结构，实现宽带输入匹配，并有效减小整个电路的噪声系数。利用共源共栅输出漏极的并联峰化技术，实现平坦的高频增益及噪声的有效抑制。采用源极电感（L8）负反馈及晶体管M3构成的源极跟随器，提高电路的线性度和输出匹配。基于TSMC0．18μmRFCMOS工艺库，采用CadenceSpectreRF，对LNA原理图和版图进行仿真。仿真结果显示，该LNA的S11和S22均小于-10dB，S12小于-32dB，S21为11．38±0．36dB，噪声系数为3．37±0．2dB，P1dB和IIP3分别为-9．41dBm和-2．7dBm。设计的I。NA在带宽内具有良好的输入输出匹配、较好的反向隔离度及线性度、高且平坦的增益和低且平坦的噪声系数。

面向21世纪的微电子技术人才培养——微电子技术专业本科生教学计划的制订

在论述专业微电子学本科生教学计划的制订的同时,详细论述了教学计划制订的指导思想、基本原则、知识结构、课程体系,并用图表勾列出课程结构与学时/学分分配以及各学期课程周学时分配情况。

SiGe薄膜材料的椭圆偏振光谱研究

采用椭圆偏振光谱(SE)对一系列SiGe样品进行了研究。确定了SixGe1-x层的厚度和组分;对不均匀的SixGe1-x层,沿厚度方向进行了组分梯度的研究,其结果与二次离子质谱(SIMS)的测试有较好的一致性;成功地表征了器件级绝缘体上的硅锗(SGOI)样品的各层结构和SixGe1-x层的组分。

Al掺杂的ZnO薄膜的XPS谱和光学特性研究

采用直流反应磁控溅射法在玻璃基底上用Zn(99.99%)掺Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜。利用X射线光电子能谱仪和紫外-可见光分光光度计分别对制备的AZO薄膜进行成分、元素的价态分析和光学性质的研究。其实验结果表明,Zn元素以氧化态的形式存在,Al元素以氧化态和单质的形式存在,O元素主要以晶格氧和吸附氧的形式存在。AZO薄膜的光学参数受退火温度的影响较大。AZO薄膜在可见光区域内透射率的平均值为85%,并且随着退火温度的升高,AZO薄膜在可见光区域内的透射率稍微增大;薄膜的紫外吸收边向短波方向移动;薄膜的光学带隙从3.83 eV增大到3.88 eV;并且消光系数在紫外区域随着波长的增大而急剧下降。

Al掺杂ZnO薄膜的XPS谱及电学性质研究

采用直流反应磁控溅射法在玻璃基底上用Zn(99.99%)掺杂Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜。用X射线光电子能谱仪对退火处理后的薄膜进行了成分和元素的价态分析,并用Van der Pauw方法对样品的电学特性进行了测量。实验结果表明,Zn和Al元素都以氧化态的形式存在,O元素主要是以晶格氧和吸附氧的形式存在。AZO薄膜的电学性质受退火温度和氧氩比的影响较大。随着退火温度的升高,电阻率减小,载流子浓度和迁移率增大。随着氧氩比的增大,电阻率增大,迁移率减小。因此可得到用直流反应磁控溅射法制备AZO薄膜的最佳氧氩比和退火温度分别为0.3/27和400℃,在此条件下制备出的薄膜电阻率可低至10-4Ω.cm,载流子浓度可达1020cm-3。

AlGaN外延薄膜材料的椭圆偏振光谱研究

对蓝宝石衬底上生长的一系列AlxGa1-xN薄膜进行了椭圆偏振光谱研究,得到了薄膜的厚度以及245～1000nm的光学常数;通过有效介质模型计算出Al组分;随着Al组分的增加,折射率n下降,吸收边蓝移,与透射光谱结果一致。

LED封装的热控制优化设计

基于某型LED模块的实验结果,从热膨胀匹配、冷却技术的选择、发光效率、焊料及硅胶选择等方面对大功率LED的热控制问题进行了优化设计。实验结果表明,优化设计后的大功率LED的转换效率和光通量等指标都有了一定程度的改善。

一种应用于可见光通信系统的高带宽CMOS APD

采用标准的0.18μm CMOS工艺,设计了一种新型的应用于可见光通信系统的雪崩光电二极管(APD)。相较于传统的CMOS APD,该器件在深n阱/p衬底的结构基础上增加一层p阱,再在其上分别离子注入一层n^(+)/p^(+)层作为器件的雪崩击穿层,并且采用STI结构来防止器件边缘过早击穿。仿真结果表明,器件的雪崩击穿电压为9.9V,暗电流为1×10^(-12)A,3dB带宽为5.9GHz,响应度为1.2A/W。由于STI保护环和短接深n阱/p衬底的结构设计,器件暗电流较传统结构CMOS APD降低了2个量级,且带宽提高了约10%。