稀土掺杂磷酸钇荧光粉的控制合成和发光性能

利用水热法分别合成了Ce^(3+)、Tb^(3+)共掺杂的YPO_4下转换荧光粉和Er^(3+)、Yb^(3+)、Tm^(3+)共掺杂的YPO_4上转换荧光粉,经过工艺优化获得了1μm左右尺寸均匀的发光材料。通过系列实验研究了反应温度、反应时间、稀土离子掺杂比例和退火温度对样品发光性能的影响。YPO_4∶Ce^(3+),Tb^(3+)荧光粉在295 nm紫外光的激发下产生下转换发光效应,当Tb^(3+)摩尔分数为1%时得到明亮的绿光;YPO_4∶Er^(3+),Tm^(3+),Yb^(3+)荧光粉在980nm近红外光激发下产生上转换发光效应,当稀土离子中Er^(3+)摩尔分数为3%时,所制备的样品经过1 000℃退火处理后发出很强的暖白光。

超薄全局应变硅薄膜的应变弛豫研究

采用Ge浓缩法制备了高质量超薄绝缘体上锗硅(SiGe-on-insulator,SGOI)材料,然后在SGOI上通过超高真空化学气象沉积(UHVCVD)法外延了厚度为15 nm的超薄全局应变硅单晶薄膜,使用电子束光刻和反应离子刻蚀在样品上制备了一组纳米级尺寸不等的应变硅线条和应变硅岛,并利用TEM、SEM、Raman等分析手段表征样品。实验结果表明,本文制备的应变硅由于其直接衬底超薄SiGe层的低缺陷密度和应力牵制作用,纳米图形化的应变Si弛豫度远小于文献报道的无Ge应变硅或者具有Ge组分渐变层SiGe衬底的应变Si材料。

“集成电路设计”课程教学改革探讨

结合"一线工程师"新型人才培养模式,针对"集成电路设计"课程实践性和更新性强的特点,构建以EDA技术和集成电路设计方法为主,结合最新科研文献介绍前沿发展为辅的新型教学实践体系,从而激发学生的学习兴趣,充分发挥其创造性,强化其动手能力.

组分可控的浓缩法制备高锗组分SGOI的研究(英文)

高Ge组分的SiGe薄膜在应变硅、应变锗以及高速器件的应用前景十分广阔。本文以Si/SiGe/SOI(绝缘体上的硅)结构为初始样品,设计了系统性的氧化浓缩实验,通过大量的分析和参数调整,制备获得了不同组分比的绝缘体上锗硅(SiGe on insulator,SGOI)薄膜样品。结合X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)等测试手段表征了制备样品的晶格质量和元素组分,其中Ge组分最高达到80.5%。综合分析表明:在适当的条件下,Ge组分和浓缩时间线性关系明显,浓缩制备SGOI材料可以做到组分可控性,为相关的进一步研究提供便利。

超薄SGOI衬底上全局应变Si的制备和表征

应变Si是一种能在未来保持Si CMOS技术的发展继续遵循摩尔定律的新材料.本文结合SOI技术,利用改进型Ge浓缩技术制备了绝缘体上超薄的弛豫SiGe衬底,并使用超高真空化学气相沉积在较低温度下成功外延了厚度为25nm的应变Si单晶薄膜,扫描电子显微镜和原子力显微镜显示样品表面薄膜完整、平坦;高分辨透射电子显微镜和二次离子质谱表明:样品各层结构清晰、位错密度极低、界面陡直且元素分布均匀;紫外拉曼光谱证实了顶层Si中获得了1%的平面张应变,基于此的MOS器件有望获得比传统体Si大大提升的性能.

高质量超薄SGOI衬底材料的制备新方法

绝缘体上的锗硅(SiGe-On-Insulator,SGOI)材料不仅是高迁移率新型沟道材料应变硅的良好衬底,其本身也是一种极具潜力的高迁移率衬底材料.Ge浓缩是获得高Ge组分、高质量SGOI的最优制备方法之一,传统Ge浓缩工艺在实验中得到改进,在高纯N2气氛中,进行了1000℃的后退火以改善所得SGOI中Ge元素的分布.实验制备了三种后退火条件下的Ge浓缩样品以作对比,并在三种样品上分别外延了20 nm厚的顶层Si以进一步确定所得SGOI材料性能.实验结果发现,三种样品表面平整度并无太大差别,而使用了改进后退火工艺的样品具有最好的Ge组分均匀性和最低的缺陷密度.同时,改进后退火工艺的样品上外延所得顶层硅具有最大的应变值,而Si/SiGe界面处Ge的组分是顶层硅应变度的决定性因素之一.

绝缘体上全局应变硅晶圆的制备和表征

首先使用改良型Ge浓缩法制备了绝缘体上锗硅圆片,然后在超薄弛豫SiGe层上,利用超高真空化学气相沉积法外延了单晶硅薄膜,获得一系列不同厚度的6寸绝缘体上应变硅晶圆。结果表明应变硅薄膜完整、均匀、表面平整且晶体质量良好,获得样品中顶层硅最大应力值达2.22 GPa。应用临界厚度理论对样品厚度和应变值之间的关系进行了分析,发现本实验所得样品在超过临界厚度3倍之后会发生应变弛豫。

纳米尺寸高k/Si_(1-x)Ge_x NMOS场效应管性能的数值模拟研究

本文展开了高介电常数(k)栅介质Si_(1-x)Ge_x NMOS场效应管性能的数值模拟研究,基于有限元法,建立了纳米尺寸(栅长=15 nm)NMOS场效应管模型。为了研究栅介质和衬底材料参数变化对器件性能的影响规律,利用数值分析手段,在衬底Si_(1-x)Ge_x中Ge组分x从0到1变化区间,选取不同介电常数的栅介质,且其厚度在一定范围内变化时,综合分析了纳米尺寸NMOS场效应管的转移特性曲线和输出特性曲线。分析表明,在栅介质的k值和厚度一定时,随着衬底中Ge组分x从0逐渐增大增加,器件阈值电压持续减小,直到x为85%时突然变大,而在Ge组分继续增大时,阈值电压又维持减小趋势。为了尽量避免隧穿效应,研究了高k栅介质厚度高于5 nm时的器件特性,结果表明,随着栅介质厚度的减小,器件阈值电压减小,驱动电流则持续增大。

可变光阑光学衍射加密系统

为了克服双随机相位编码系统的局限性,提出基于光学衍射成像原理的图像加密方法.该方法在光学衍射加密系统中加入可变光阑,形成透光面积不同的振幅板,对明文进行加密,得出多个密文.解密时,通过相位恢复算法,从多幅衍射强度图像中恢复原始明文.仿真表明,由于只需要记录光波的衍射强度,在密文记录过程无需使用干涉装置,通过可变光阑可以方便地调节振幅板的透光面积,无需改变光学结构或者移动光学器件,因此,大大降低了加密过程实施的难度.

量子遗传算法在公交车辆调度中的应用

针对公交车辆调度的运行环境以及其现状,考虑到信号灯周期对乘客等车时间的影响,同时为了保证公交公司与乘客的两者利益,建立了公交车辆优化调度模型。针对拒绝策略容易产生效率低的问题,采用惩罚策略设计出一种新的适应度函数。基于基本遗传算法存在早熟收敛和易陷入局部最优解等问题,本文采用量子遗传算法来解决组合问题。研究结果表明,该方法能够有效地解决公交车辆运营优化调度的组合问题。

基于神经网络—遗传算法的双层隔振系统复合振动控制

针对实际应用中双层隔振系统参数时变,不易建模的特性,提出了将遗传算法及神经网络应用于双层隔振系统的复合振动控制策略。该方法利用遗传算法在线计算作用于隔振系统上的控制力,利用神经网络模拟隔振系统的动力特性,代替隔振系统进行动力分析,该系统充分发挥了遗传算法及神经网络各自的优点。其中,遗传算法采用与单纯形相结合的混合遗传算法,结合了遗传算法良好的全局收敛性和单纯形算法的优秀的局部搜索能力,提高了搜索速度与精度,神经网络采用了一种学习速率可自适应调整的BP算法,提高了神经网络的收敛速度。仿真结果表明了该方法的有效性。

磁导航移动机器人里程检测系统的设计与实现

针对户外轮式移动机器人传统里程计由于轮子打滑与累积误差等导致里程准确度降低的缺陷,提出了一种利用磁导航系统和RFID技术相结合来测量里程的方法。该方法基于机器人磁导航系统,通过相邻磁条间距获得相邻磁条间磁场间隙,根据磁传感器检测到无磁场区域的次数,计算出机器人里程,同时通过机器人前进线路上RFID标签对当前里程进行误差修正。最后,设计了系统软硬件的整体架构和主要功能模块,实验结果验证了该里程检测方法的可行性和有效性。

电沉积Co掺杂ZnO薄膜的光致发光及磁性研究

在ITO衬底上电沉积了Co掺杂ZnO薄膜。X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)结果表明Co掺杂并没有改变ZnO的六角纤锌矿结构,但可以在一定程度上改变晶体的形貌。室温光致发光光谱(PL)结果表明Co掺杂导致薄膜的带隙变窄。磁性测试结果表明,10%Co掺杂样品室温下呈现顺磁性,而5%Co掺杂样品在室温下呈现铁磁性,我们认为其铁磁性是由Co掺杂引起的缺陷导致的。

碳修饰Zn_2SnO_4纳米颗粒的制备及光催化性质研究

利用葡萄糖做碳源，通过简单的水热法制备了碳修饰的Zn2SnO4纳米颗粒。利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对样品的结构和形貌进行了表征。实验结果表明本方法制备的Zn2SnO4为立方尖晶石结构，形貌为纳米颗粒，分散性好，粒径在10-50nm左右。拉曼光谱（Raman）表明制备的Zn2SnO4纳米颗粒中有无定型碳的存在。用所制备的样品对亚甲基蓝进行紫外光照射下的光降解实验，结果表明碳修饰的Zn2SnO4纳米颗粒光催化效率比不含碳的有所提高，可能原因是无定形碳材料具有良好的吸附力和导电能力。

位置与波长并行复用技术下的光学干涉多图像加密系统(英文)

基于位置和波长参量的并行复用,提出一种高加密容量的光学干涉多图像加密系统.加密时,待加密图像分为两组,每组均利用位置复用技术解析地加密到两个纯相位板中,将所获取的四个相位板再经波长复用技术融合到两个光学相位元件中.加密过程采用数字技术,无需使用迭代算法,而解密过程既可以采用数字技术也可以采用纯光学方法.实验中利用波长与位置的并行复用及相关系数对系统的加密容量进行评估,同时研究了系统对于噪音攻击和剪切攻击的稳健性.结果表明:加密容量较已有方法有较大提高;对于噪音攻击的稳健性较强,但是对于剪切攻击的稳健性较弱.

稀土掺杂YPO_4纳米上转换发光材料的制备及表征

借助水热法,以氯化钇、柠檬酸钠、磷酸钠为基本原料合成了YPO_4纳米颗粒,然后通过掺杂Er^(3+)、Yb^(3+)、Tm^(3+)稀土离子获得上转换发光性能.实验研究了反应温度、反应时间、掺杂比和烧结温度对样品发光性能的影响,获得了在红外激发下,可以发出暖白光的稀土上转换纳米发光材料.

两步化学法制备Co掺杂ZnO薄膜及其磁性研究

采用电化学和湿化学法结合的两步化学法制备了Co掺杂的ZnO薄膜。X射线衍射(XRD)结果表明Co掺杂没有改变ZnO薄膜的六角纤锌矿结构。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果表明薄膜是由ZnO单晶纳米棒组成。X射线光电子能谱(XPS)结果表明Co2+替代了Zn2+,实现了有效的掺杂。磁性测量的结果表明,样品在室温下的磁性表现为顺磁性和铁磁性的结合。

稀土掺杂上转换发光材料的制备及其应用

上转换发光材料是指能吸收多个低能量的长波辐射,经过光子加和之后发出高能量短波辐射的一类材料,这种独特的转换性质使其受到了人们越来越多的关注.综述了稀土掺杂上转换发光材料的制备方法,目前常用的方法有水热法、高温固相法、溶胶—凝胶法、溶剂热法、共沉淀法等,讨论了这些方法的优缺点.介绍了稀土掺杂上转换发光材料在生物领域、药物传输和生物成像、有色燃料废水吸附剂中的应用.最后对稀土掺杂上转换发光材料的研究前景进行了展望.

氧化还原法制备石墨烯及其表征

采用氧化还原法制备石墨烯,首先以石墨粉为原料,利用Hummers法先制备了氧化石墨,再使用水合肼还原氧化石墨获得石墨烯.通过SEM和TEM对制备的石墨烯进行表面形貌和结构观察,利用X射线衍射和热重分析进一步确认所制为石墨烯.分析表明,所得石墨烯层数较少,热稳定性比氧化石墨更高.

基于改进复扩散自适应耦合非局部变换域模型的图像放大

针对二阶偏微分方程(PDE)放大算法丢失弱边缘和纹理细节的不足,提出一种改进复扩散自适应耦合非局部变换域模型的图像放大算法。利用复扩散具有边缘定位准确的特点耦合冲击滤波器,改进复扩散模型能够较好地增强强边缘;而通过对相似图像块构成图像组的三维变换系数的稀疏特性进行建模,非局部变换域模型能够很好地利用图像中相似图像块的非局部信息,对弱边缘和纹理细节有较好的处理效果;最后利用复扩散得到图像的二阶导数作为参数实现改进复扩散模型和非局部变换域模型自适应耦合。所提算法与偏微分方程放大算法、非局部变换域放大算法和偏微分方程耦合空域非局部模型放大算法进行仿真实验比较,在强边缘、弱边缘和细节纹理具有较好的放大效果,弱边缘和纹理细节图像在平均结构相似性测度上高于改进复扩散放大算法、非局部变换域放大算法。所提算法验证了空域模型和变换域模型、局部模型和非局部模型耦合结合的有效性。