基于超表面的宽带太赫兹热释电探测器设计

为了解决传统太赫兹(THz)探测器吸收效率低,频率范围小的问题,提出将双层超表面吸收阵列结构与钽酸锂热释电探测器相贴合,构成宽带太赫兹超表面热释电探测器。采用MATLAB和CST联合仿真的优化方法对超表面结构进行按需优化;使用ANSYS对热释电探测器进行仿真分析,得到敏感层、绝热层等特征参数对太赫兹热释电探测器的温度变化率以及响应电流的影响。结果表明,采用超表面阵列结构提高了全THz波段的探测性能,凳型热释电探测器在给定条件下的平均热释电电流输出为31.52 pA。使用超表面作为吸收结构可以使热释电探测器具有连续且高效的吸波特性,为宽带太赫兹探测器的设计提供参考。

基于MAX11068芯片的锂离子电池管理系统的设计

锂离子电池的发展有助于缓解能源短缺,降低环境和空气污染问题。针对目前锂离子动力电池的发展,提出了一种基于MAX11068芯片的锂离子电池管理系统的设计方案。系统按模块可以分为电压采集和均衡模块,MCU及外围模块,温度采集模块,电流采集模块,通信模块。该锂离子电池管理系统的设计方案具体分析了各个模块的设计功能,单体电池间的均衡原理,实现了对锂离子电池的电压、电流等信息的实时监测,系统测试结果表明整个电池可以高效可靠的运行。

蓝宝石衬底上单晶InAlGaN外延膜的RF-MBE生长

利用射频等离子体辅助分子束外延技术在蓝宝石衬底上外延了晶体质量较好的单晶InAlGaN薄膜.在生长InAlGaN外延层时,获得了外延膜的二维生长.卢瑟福背散射测量结果表明,InAlGaN外延层中In,Al和Ga的组分分别为2%,22%和76%,并且元素的深度分布比较均匀.InAlGaN(0002)三晶X射线衍射摇摆曲线的半高宽为4·8′.通过原子力显微镜观察外延膜表面存在小山丘状的突起和一些小坑,测量得到外延膜表面的均方根粗糙度为2·2nm.利用光电导谱测量InAlGaN的带隙为3·76eV.

射频分子束外延生长AlInGaN四元合金

利用射频等离子体辅助分子束外延(RF-MBE)技术在蓝宝石衬底上外延了铝铟镓氮(AlInGaN)四元合金,通过改变Al源的束流生长了不同组分的AlInGaN四元合金,材料生长过程中采用反射式高能电子衍射(RHEED)进行了在位检测.通过扫描电镜(SEM)、卢瑟福背散射(RBS)、X射线衍射(XRD)和阴极荧光(CL)等测试手段表征了AlInGaN四元合金的结构和光学特性.研究结果表明:在GaN层上生长AlInGaN外延层时,外延膜呈二维生长;当铝炉的温度为920℃时,外延AlInGaN四元合金外延薄膜中Al/In接近4.7,X射线衍射摇摆曲线的半高宽最小为5arcmin,四元合金的阴极荧光发光峰的半高宽为25nm,AlInGaN四元合金外延层具有较好的晶体质量和光学质量.

基于Callaway模型InGaN材料导热系数的理论研究

由于InGaN材料的禁带宽度调节范围大,热稳定性好,化学性质稳定,因此在微电子、光电子和热电领域的高温区有良好的应用前景。基于Callaway导热系数模型从理论上计算了体材料和薄膜材料InGaN的导热系数,分析了温度、In组分和边界尺寸对InGaN导热系数的影响。研究结果表明,温度大于100 K时,不同组分的InGaN材料导热系数随温度的上升而下降,300 K时,体材料In_(0.1)Ga_(0.9)N的热导系数为90.15 W·m^(-1)·K^(-1),比相同温度下Ga N的导热系数小一半,200 nm的In_(0.1)Ga_(0.9)N热导系数为30.68 W·m^(-1)·K^(-1)。InGaN合金的热导系数随着In组分先变小再变大,理论计算结果表明In_(0.6)Ga_(0.4)N的导热系数最小,300 K时,体材料的导热系数为14.52 W·m^(-1)·K^(-1),200 nm的薄膜材料导热系数为4.02 W·m^(-1)·K^(-1),理论计算结果与文献报道的实验结果是合理一致的。

GaN HEMT器件寿命预测方法及理论研究

GaN HEMT器件以其优良的性能被广泛应用于各种领域的电子设备中。由于其经常被用于高频、高温和高辐射的环境中,过高的环境应力会加速器件的损伤。当损伤达到一定程度时,就会引起器件失效,甚至导致整个系统失效。因此外加应力下GaN HEMT器件的寿命成为了当前研究的热点。基于不同机构对GaN HEMT器件的三温度直流测试结果,运用多元线性回归法和图估计法对GaN HEMT器件在正常使用温度下的寿命进行预测。预测结果表明,GaN HEMT器件在正常使用时,器件沟道温度为150℃的情况下,中位寿命长于10^(7)h;在累积失效概率达23%时,3.6 mm栅宽器件与1.25 mm栅宽器件的正常工作时间均为5.04×10^(5)h;当累积失效概率在23%以上时,1.25 mm栅宽器件的寿命明显较3.6 mm栅宽器件长。

生长温度对RF-MBE外延InAlGaN的影响

利用射频等离子体辅助分子束外延(RF-MBE)技术在蓝宝石衬底上外延了铟铝镓氮(InAlGaN)薄膜,研究了生长温度对RF-MBE外延InAlGaN薄膜的影响.X射线衍射测量结果表明,不同生长温度下外延生长的InAl-GaN薄膜均为单一晶向.卢瑟福背散射(RBS)测量结果表明,随着生长温度的提高,InAlGaN外延层中In的组分单调降低,Al和Ga的组分都有所增加.扫描电镜(SEM)的测试结果表明,在较高温度下(600和590℃)生长的In-AlGaN存在裂纹,580℃生长的四元合金表面比较平整,在570℃温度下生长的InAlGaN表面存在很多颗粒状突起.

集成电路制造工艺实验流程仿真实验研究

仿真实验教学是信息时代教育改革发展的必然要求,也是教育技术现代化和实践实验信息化的重要特征。本论文设计开发了一套集成电路工艺实验流程仿真实验软件,可以在计算机上进行完成一些需要昂贵仪器、有一定危险的实验项目。虚拟仿真技术在实验教学的综合应用,是增强学生实践能力和提高学生就业竞争力的重要手段和方法。

基于第一性原理的AlGaN合金热电性质研究

热电材料能够实现热能与电能的转换,在缓解能源危机领域起着很重要的作用。目前热电材料的研究主要集中在Bi2Te3,PbTe等由重金属组成的化合物半导体和合金材料上,存在有毒有害物质,并且一般只能应用在较低温度区域,因此新型热电材料成为目前热电领域研究的热点。论文基于第一性原理和玻尔兹曼输运理论对不同组分和不同导电类型AlGaN材料的电子结构和热电性质进行了研究。电子结构计算结果表明随着Al组分的提高,AlGaN的禁带宽度不断的增大,并且AlGaN的能带结构存在能谷汇聚的现象,这种能谷汇聚可以有效的提高材料的塞贝克系数。热电性质计算结果表明AlGaN材料的ZT值随着Al组分的增加先增加后降低,在Al组分为0.5时ZT值最高,相对于GaN的ZT值可以提高70%以上;P型AlGaN的热电性质要优于N型AlGaN材料,P型Al0.5Ga0.5N材料的ZT值在1100 K时最高可以达到0.077,N型的Al0.5Ga0.5N材料的ZT值在相同温度时大约为0.037。

基于改进YOLOv3的符号型交通标志牌识别算法

针对图形符号类交通标志牌,应用YOLOv3“一阶段”算法模型进行识别,并对YOLOv3算法进行了改进,将其结构复杂的Darknet-53网络替换为轻量级的MobileNetv3网络用作提取特征的功能。实验结果表明,改进后的算法模型框架简单,计算量小,识别速度显著加快。

P型Al_(0.25)Ga_(0.75)N电子结构和热电性质计算

能够实现热能和电能转换缓解能源紧张问题的热电材料已经被公认,为了提高材料的热电性能,最重要的是提高材料的热电优值。这里采用合金化来优化GaN的热电性质。主要采用基于密度泛函理论计算的软件VASP和基于玻尔兹曼理论的BoltzTraP软件对GaN以及Al_(0.25)Ga_(0.75)N进行了计算。通过计算得出GaN及其合金Al_(0.25)Ga_(0.75)N的能带结构,电导率,功率因子,塞贝克系数,热电优值。P型GaN的ZT在1100K时达到了0.039,P型的Al_(0.25)Ga_(0.75)N的ZT值在1100K时达到了0.661。Al_(0.25)Ga_(0.75)N的热电优值明显高于GaN的热电优值,合金化可以优化GaN的热电性质。

卟啉多枝分子合成与分子内能量转移、双光子吸收性能研究

以三苯胺或硝基苯为端基,合成了三个卟啉多枝分子:5-(4-硝基苯甲酰氧基)苯基-10,15,20-三-(4-溴苯基)卟啉(TPP-NO2)、5-(4-硝基苯甲酰氧基)苯基-10,15,20-三-(4-二苯胺基-1-苯乙烯基)苯基卟啉(TPP-X3)和5,10,15,20-四-(4-二苯胺基-1-苯乙烯基)苯基卟啉(TPP-X4),进行了红外光谱、核磁共振光谱和质谱表征.比较研究了分子“枝”、“核”不同键合方式与不同对称结构对分子的线性光谱、非线性光谱以及分子内能量转移行为的影响.在钛宝石激光器(800nm)和Nd∶YAG倍频光(532nm)泵浦下,样品溶液均发出卟啉环特有的红色荧光——前者系双光子吸收机制“上转换”荧光,后者则为双光子吸收与分子内能量转移机制“下转换”荧光.飞秒Z-scan技术测得样品双光子吸收截面最大可达130GM,与四苯基卟啉(TPP)同等测试条件下的双光子吸收截面相比增大了两个数量级.

杏花器官组织抗寒性研究

通过人工模拟霜害试验,研究了杏花抗寒性与花器官组织结构的关系,并统计了冻害率。结果表明:4个仁用杏品种的抗寒性由强到弱为优一、白玉扁、一窝蜂、龙王帽;在同一朵花中,抗寒性强弱为花瓣>雄蕊>雌蕊;未接种冰核细菌的花比接菌的抗寒性强。-3℃低温处理后,各品种的子房显微结构均受到不同程度的破坏。

文冠果败育花药和花粉发育的解剖学研究

通过对文冠果败育花药及花粉发育进行显微结构的观察，发现：败育花药缺少居细胞；绒毡层细胞延缓解体；花粉外壁始终连续（即缺少萌发孔），且此处有某些物质填充，花粉内壁很厚；花粉细胞质中细胞器明显减少，淀粉粒数量少。这些异常现象影响花粉的正常发育。

文冠果同源异型变异株的发现

该文对北京林业大学苗圃内发现的一文冠果的同源异型自然变异株进行了形态及解剖学观察．结果发现：这一花器官变异植株的花明显小于正常株的花，且不能完全开放，始终呈半开状．花重瓣多轮，仅具花萼和花瓣，不具雄蕊和雌蕊．因为雄蕊和雌蕊全部特化为花瓣状，部分特化的内轮花瓣上留有花药的残迹，花药内的花粉发育是不正常的．与此相关的营养体特征是变异株的叶片大，厚且颜色呈深黑绿色．

几种物理技术在农业中的应用及展望

物理技术在农业中的新品种培育、增产、提高农作物品质、抗病抗旱及产品的品质检测分级、环境保护等方面发挥着越来越重要的作用。以物理技术中的近红外技术、磁技术、静电技术为例,概述了其技术特点及在农业中的研究现状,探讨了其发展趋势,并进行了展望。

平行板间超支化聚合物流体的密度分布和溶剂化力

在密度泛函理论(DFT)框架下,应用改进的基本度量理论(MFMT)和统计力学理论结合加权密度近似(WDA)分别表示硬球作用和聚合作用对自由能泛函的贡献,建立了描述ABg型超支化聚合物流体的化学势,得到了聚合物流体在平行板间的密度分布表达式,计算了聚合物流体在两平行板间的密度分布,并探讨了体积分数、反应程度和单体中B类官能团数对体系密度分布的影响.此外,通过体系密度分布,进一步分析了反应程度、板间宽度与溶剂化力的关系.

氢化非晶氮化硅薄膜的光学特性研究

采用螺旋波等离子体增强化学气相沉积 (HWP -CVD)技术以SiH4 和N2 为反应气体沉积了氮化硅 (SiN)薄膜 ,利用傅里叶红外吸收谱 (FTIR)、紫外 -可见透射谱 (UV -VIS)等对薄膜的键合结构、光学带隙等参量进行了测量与分析 .结果表明 ,采用HWP -CVD技术能在较低的衬底温度下制备低H含量的SiN薄膜 ,所沉积的薄膜主要表现为Si -N键合结构 .适当提高N2 /SiH4 比例将有利于薄膜中H含量的降低 .

螺旋波等离子体化学气相沉积法制备纳米碳化硅薄膜

采用螺旋波等离子体化学气相沉积 (HWP CVD)技术在Si(10 0 )和石英衬底上合成了具有纳米结构的碳化硅薄膜。通过X射线衍射 (XRD)、傅立叶红外透射 (FTIR)和原子力显微镜 (AFM)等技术对所制备薄膜的结构、组分和形貌进行了分析 ,利用光致发光技术研究了样品的发光特性。分析表明 ,在 70 0℃的衬底温度和 1.33Pa的气压条件下所制备纳米SiC薄膜的平均颗粒度在 3nm以下 ,红外透射谱主要表现为Si C吸收。结果说明HWP CVD为制备高质量纳米SiC薄膜的有效技术 ,所制备样品呈现出室温短波长可见发光特性 ,发光谱主峰位于 395nm附近。

钛硅酸钠(Na_2Ti_2O_3SiO_4·2H_2O)对Cs的吸附热力学分析

钛硅酸钠(Crystalline Sillicotitanate,CST)对铯(Cs)的吸附热力学分析是研究钛硅酸钠吸附铯机理的重要途径之一。本工作通过研究不同温度下CST与不同浓度CsNO3溶液反应,测定反应前后Cs+的浓度变化,得到了一系列参数。结果显示,不同的反应温度对应不同的饱和吸附量,当温度为298.15、313.15和328.15K时,饱和吸附量分别为212.8、217.4和232.6mg/g。分别用Langmuir方程和Freundlich方程对实验数据进行拟合,结果表明,此吸附过程更符合Langmuir等温吸附。在不考虑温度对吸附焓和吸附熵影响的前提下,计算得到吸附焓ΔH=21.28kJ/mol,ΔS=89.18J/K/mol以及ΔG<0。以上结果表明,CST对Cs的吸附过程是一个自发进行、既有物理吸附又有化学吸附的吸热反应。