E-R模型特殊超类/子类结构转换方法研究

分析了该系统的概念结构中出现的特殊超类/子类结构,即:超类实体对不同的子类实体具有不同的主码,其主属性仅仅是所有子类实体共同的主属性,各子类实体拥有各自特定的主属性。

基于AlAsSb/InAsSb超晶格势垒的InAs/InAsSbⅡ类超晶格nBn中波红外探测器

InAs/InAsSbⅡ类超晶格避免了InAs/GaSbⅡ类超晶格中与Ga原子相关的缺陷复合中心,具有更高的少数载流子寿命,在高工作温度中波红外探测器制备方面有着良好的应用前景。少数载流子单极势垒结构通常被用来抑制探测器暗电流,如nBn结构探测器。在InAs/InAsSbⅡ类超晶格nBn中波红外光电探测器中,势垒层常采用AlAsSb等多元合金材料,阻挡多数载流子的输运。然而,势垒层与吸收层存在的价带偏移(VBO)使得光电流往往需要在大偏压下饱和,从而增大了探测器暗电流。本文设计了一种AlAsSb/InAsSb超晶格势垒,旨在消除VBO并降低量子效率对偏压的依赖性。研究结果显示,150 K下,设计制备的nBn光电探测器的50%截止波长为4.5μm,探测器光响应在-50 mV的小反向偏压下达到了饱和,3.82μm处的峰值响应度为1.82 A/W,对应量子效率为58.8%。在150 K和-50 mV偏压下,探测器的暗电流密度为2.01×10^(-5)A/cm^(2),计算得到在3.82μm的峰值探测率为6.47×10^(11)cm·Hz^(1/2)/W。

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料的Si离子注入研究

Ⅱ类超晶格红外探测器一般通过台面结实现对红外辐射的探测,而通过离子注入实现横向PN结,一方面材料外延工艺简单,同时可以利用超晶格材料横向扩散长度远高于纵向的优势改善光生载流子的输运,且易于制作高密度平面型阵列。本文利用多种材料表征技术,研究了不同能量的Si离子注入以及退火前后对InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料性能的影响。研究通过Si离子注入,外延材料由P型变为N型,超晶格材料中产生了垂直方向的拉伸应变,晶格常数变大,且失配度随着注入能量的增大而增大,注入前失配度为-0.012%,当注入能量到200 keV时,失配度达到0.072%,超晶格部分弛豫,弛豫程度为14%,而在300℃ 60 s退火后,超晶格恢复完全应变状态,且晶格常数变小,这种张应变是退火引起的Ga-In相互扩散以及Si替位导致的晶格收缩而造成的。

InAs/GaSbⅡ类超晶格长波红外探测器研究进展

本文系统报道了基于InAs/GaSbⅡ类超晶格(T2SLs)的长波红外探测器的研究进展。从衬底、材料生长以及器件性能角度对比分析了基于GaSb、InAs衬底的各种器件结构的优缺点。分析结果表明,以InAs为衬底、吸收区材料为InAs/InAs1-xSbx、PB1IB2N型的结构为相对优化的器件结构设计,结合ZnS和Ge的多层膜结构设计或者重掺杂缓冲层,同时采用电感耦合等离子体(inductively coupled plasma)干法刻蚀工艺,该器件的50%截止波长可达12μm,量子效率(quantum efficiency)可提升到65%以上,暗电流密度降低至1×10^(-5) A/cm^(2)。并归纳总结了InAs/GaSb T2SLs长波红外探测器未来的发展趋势。

InAs/GaSbⅡ类超晶格双色红外焦平面器件的干法刻蚀与湿法腐蚀制备对比研究

分别采用干法刻蚀工艺路线和湿法腐蚀工艺路线制备了面阵规模为320×256、像元中心距为30μm的InAs/GaSbⅡ类超晶格长/长波双色红外焦平面器件,并对其台面形貌、接触孔形貌、伏安特性以及互连读出电路并封入杜瓦后的中测性能进行了对比研究。总结了采用干法工艺和湿法工艺制备双色InAs/GaSbⅡ类超晶格焦平面器件的特点。该研究对InAs/GaSbⅡ类超晶格焦平面器件的研制具有参考意义。

基于对比学习的超多类深度图像聚类模型

图像聚类通过表征学习对图像数据降维并提取有效特征而后进行聚类分析。当图像数据存在超多类别时,数据分布的复杂性和类簇的密集性严重影响了现有方法的实用性。为此,提出了基于对比学习的超多类深度图像聚类模型,主要分为3个阶段:首先,改进对比学习方法训练特征模型以使类簇分布均匀;其次,基于语义相似性原则多视角挖掘实例语义最近邻信息;最后,将实例及其最近邻作为自监督信息训练聚类模型。根据实验类型的不同,设计了消融实验和对比实验。在消融实验中,证明了所提方法使类簇均匀分布在映射空间,并可靠挖掘语义最近邻信息。在对比实验中,将其与先进算法在7个基准数据集上进行了比较,在ImageNet-200类数据集上,其准确率比目前先进方法提升了10.6%;在ImageNet-1000类数据集上,其准确率比目前先进算法提升了9.2%。

类超晶格结构:有序性传质赋予燃料电池高品质输出性能

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种强耦合、复杂非线性、动态的、多输入多输出的能量转换装置,不容易达到或保持理想的工作状态。在动态的PEMFC的工作状态下,其输出的电流和电压是振动的、不稳定的,会对负载的使用和寿命造成很大的影响,严重时亦可损坏负载。该波动的电流或电压输出不仅直接决定着发电系统的成本,而且影响着有效的能量转换效率及电子原件和设备的寿命。基于此,本工作针对燃料电池动态特性及动态排水空间受限导致其电流不规则波动,进而影响输出电能品质和燃料电池系统及其他电子元件的寿命和维护成本等问题,开发了一种外延生长的方法制备排水空间可调控的抗溺水电极,通过调控载体的成核位点密度,形成一种具有不同排水空间的类超晶体结构微米级铂基催化剂。该催化剂制备的电极不仅表现出极佳的抗溺水性,在极低的电流振幅(25 mA·cm^(-2))下持续稳定的输出高品质电能,同时提高了铂的利用率,使其组成的MEA比功率密度达到11.69 W·mg_(Pt)^(-1),表现出极高的应用潜力。

类Chen-Qi混沌系统的固定时间自适应同步控制

类Chen-Qi四维混沌系统的渐近稳定控制的同步误差不能在有限时间内收敛到零,有限时间控制的同步误差收敛到零的状况与初值有关.因此,本文应用固定时间控制技术,设计了自适应控制器和参数估计律,试图使得驱动系统与同类型的参数未知的响应系统在固定时间内达到同步,完成了理论证明.应用数值仿真考察同步误差收敛到零的状况.选取不同参数值,不同状态初值,考察状态时程图、同步误差曲线等.结果表明:混沌运动时,固定时间内同步误差收敛到零的效果较好,与状态初值无关,收敛时间符合理论计算值;周期运动时,固定时间内前三个状态的同步误差收敛到零的效果较好,收敛时间符合理论计算值,但第四个状态的同步误差的收敛时间不符合理论计算值,其原因是系统存在的三次非线性项的不平衡、不匹配.

Ⅱ类超晶格红外探测器多层膜背增透研究

Ⅱ类超晶格材料相对较小的吸收系数限制了超晶格焦平面探测器的探测性能,通过在焦平面背面镀制增透膜,可有效提升器件的量子效率。研究采用仿真计算,设计了GaSb基InAs/GaSb超晶格探测器的多层背增透膜结构,并在GaSb衬底和超晶格焦平面探测器上进行了制备,实验结果验证了该薄膜具有提升探测器响应性能的作用。

低损伤、高深宽比Ⅱ类超晶格材料的台面刻蚀技术研究

采用双色单铟柱结构的Ⅱ类超晶格红外探测器件在台面成型过程中加工难度大且易于产生损伤,影响器件的性能。针对此问题进行了低损伤、高深宽比Ⅱ类超晶格材料的台面刻蚀技术研究。首先建立一种损伤评判机制,判断现有工艺刻蚀后材料是否发生反型。然后通过优化光刻胶厚度、变功率分步刻蚀的方式,实现低损伤、高深宽比Ⅱ类超晶格材料的台面刻蚀,同时有效解决单次刻蚀深台面时易堆积生成物以及侧壁过于陡峭等工艺问题。台面中心间距为20μm,刻蚀深度超过8μm,缝隙深宽比可达2。基于此台面制备的器件具有明显的双阻抗特征。其中,长波阻抗峰值为100 MΩ,并且I-V曲线中长波侧的平坦区超过100 mV。从电学角度初步判断该器件具有双色探测的能力,验证了本文工艺的可行性。

BYOL框架下的自监督高光谱图像分类

高光谱图像可以获取波段连续的图谱合一的立体数据,其具有丰富的图谱信息,能区分不同物质的类别,被广泛应用于各种遥感勘测领域。但在实际中高光谱图像的标注需要耗费大量的人力、财力和时间,可用的标注样本数量较少,难以通过训练来获得准确的分类结果,所以针对于只有少量标记样本的高光谱图像分类是一个挑战。近年来,自监督学习(Self-supervised Learning,SSL)已成为一种有效的方法,可以减少高光谱图像分类对昂贵的数据标注的依赖。SSL方法通过学习在同一图像的不同视图之间产生的潜在特征,在自然图像分类中取得了较高的分类精度。为了探索SSL方法在高光谱图像分类中的潜力,一种Bootstrap Your Own Latent(BYOL)框架下的自监督高光谱图像分类方法(BSSL)被提出。该方法通过引用自监督的图像特征学习框架BYOL,可以不需要负样本对,利用空间光谱相似的同类样本对进行网络训练及参数微调,提取到更具判别性特征。具体来说,该方法主要包括四个部分:BYOL的预训练、超像素聚类、基于“相似对”的BYOL的再训练和最终分类。为了验证该方法的有效性,在三个公开数据集上进行测试,并与五种先进的无监督、自监督分类方法SuperPCA、S3PCA、ContrastNet、SSCL和N2SSL进行对比,在Indian Pines和Salinas数据集上,BSSL方法的总体分类精度(OA)、平均分类精度(AA)、Kappa系数、召回率(recall)和f1分数(f1-score)都取得了更优值。其中在Indian Pines数据集上,OA分别比SuperPCA,S3PCA,ContrastNet,SSCL和N2SSL提高了1.32%,1.05%,5.68%,3.12%和1.27%。而在University of Pavia数据集上,BSSL方法表现没有那么出色,但在综合分类性能上也表现最优。这表明BSSL方法更适用于地物区域面积较大且分布较集中的场景,因为这对于超像素聚类来说更友好。

GaSb 衬底厚度对超晶格电学特性影响的研究

非故意掺杂的GaSb存在施主缺陷,呈现p型导电,导电性较好。对于分子束外延制备的Sb基超晶格材料,通常用GaSb做衬底,而GaSb衬底厚度远大于超晶格材料厚度,因此对锑基二类超晶格材料进行霍尔测试时GaSb衬底厚度对超晶格电学性能容易产生较大影响。而在红外探测器制备过程中,为了增加材料对红外辐射的吸收,通常在器件制备完成后对衬底进行减薄,通过背入射的方式对红外辐射进行探测,因此探究GaSb厚度对超晶格电学特性的影响能够为超晶格材料的结构设计提供理论依据。讨论了n型超晶格薄膜及p型超晶格薄膜的电学特性受GaSb衬底厚度的影响。使用由分子束外延技术在弱n型GaSb衬底上生长GaSb缓冲层后,分别生长Si掺杂的n型InAs/GaSbⅡ类超晶格及Be掺杂的p型InAs/GaSbⅡ类超晶格,衬底进行不同厚度的减薄,并进行霍尔测试。结果表明:在77 K温度下的霍尔测试中,虽然缓冲层减弱了衬底对超晶格薄膜的影响,但不能完全消除衬底对超晶格薄膜电学特性的影响。n型超晶格及p型超晶格的电学特性仍随衬底厚度变化产生:衬底厚度的减薄导致表面复合效应增加、杂质浓度重分布,因此超晶格材料载流子浓度的减小,载流子迁移率在相同的温度下受杂质散射影响较大,载流子浓度的减小降低了电子散射的可能性,因此迁移率随衬底厚度减薄而增加。n型超晶格载流子浓度及迁移率的变化均在同一量级,与缓冲层极性相反的薄膜材料减薄前的电学特性可以为减薄后的电学特性进行标定。p型超晶格载流子浓度变化相对较大,与缓冲层材料极性相同的材料在需要考虑载流子浓度时,材料生长过程中需要进行高浓度掺杂保证减薄后薄膜材料的载流子浓度,迁移率变化几乎可视为不变。该研究对标定不同类型掺杂浓度的超晶格材料可提供一定的参考意义。

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外探测器背减薄技术研究

针对InAs/GaSb Ⅱ类超晶格红外探测器开发高质量背减薄工艺,获得了高质量衬底表面,改善了超晶格红外探测器组件的成像品质。采用机械抛光和机械化学抛光相结合的工艺减薄衬底,其中机械抛光削减衬底大部分厚度,然后通过机械化学抛光去除机械损伤。机械化学抛光过程中,在压力、转速等不变的情况下,主要研究机械化学抛光液的pH值对衬底表面质量的影响。实验结果表明,当机械化学抛光液的pH值为9.4时,获得了高质量、低损伤的芯片衬底表面,并实现了最佳的探测器组件成像效果。

基于RF分类调优和SNIC聚类的新疆红枣种植区遥感提取

论文旨在快速提取新疆红枣种植区分布信息和种植面积,为预测产量、价格,巩固脱贫攻坚成果和助力乡村振兴提供数据支持。基于Google Earth Engine云平台,快速获取覆盖全疆的Sentinel-1雷达影像、Sentinel-2光学影像及SRTM地形数据,从中提取光谱、纹理、地形等44个特征并进行特征优选过程,在对随机森林分类器进行超参数调优后,得到新疆2021年10 m分辨率红枣种植区空间分布图,运用超像素聚类的方法对全疆主要红枣种植区域进行分类后处理及分区统计,最终得到全疆红枣种植面积。结果表明:(1)通过基于简单非迭代聚类算法进行分类处理,得到全疆红枣种植面积为4253 km^(2),其主要分布在南疆的阿克苏、喀什、和田地区、巴音郭楞蒙古自治州和东疆的吐鲁番市、哈密市等地。(2)对随机森林分类器进行超参数调优后,能够有效提高提取精度,基于混淆矩阵计算的平均总体分类精度为0.86,平均Kappa系数为0.82,红枣提取的生产者精度为0.87,用户精度为0.80。(3)Sentinel-1极化波段特征在红枣信息提取中占据重要地位,光谱特征和纹理特征次之。结合多源遥感数据能够快速提取新疆红枣种植区分布与面积信息,对推动该地区农业现代化、资源保护和经济发展具有重要意义。

超七类数据电缆挤塑工艺评价及优化研究

该文针对超七类数据电缆挤塑生产过程中采用人工经验设置工艺参数,导致挤塑质量不高的问题,对智能算法优化控制挤塑环节的工艺参数进行了研究。首先,分析电缆生产线结构和挤塑原理,并基于深度学习构建电缆挤塑性能评价预测模型,确定影响挤塑质量的主要工艺参数。其次,结合遗传算法,对以出胶率和传送速率为工艺优化目标的工艺参数进行寻优,确定最优的电缆挤塑工艺参数,经试验仿真分析和现场实测数据有效,可为电缆挤塑实际生产提供参考。最后,开发了挤塑工艺参数智能远程监控终端,实现了超七类电缆挤塑生产过程的智能控制和高效管理。

Ⅱ类超晶格红外探测器的机理、现状与前景

近年来,锑基Ⅱ类超晶格红外探测器受到特别的关注,主要原因在于:锑化物Ⅱ类超晶格材料可能具有与碲镉汞相当的红外材料特性。根据Ⅱ类超晶格材料的基本特性、能带结构与电子空穴物理分离机理、美国3个主力联合研究团队的攻关现状,对Ⅱ类超晶格材料、器件的难点与前景进行分析。

长波InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器

报道了50%截止波长为12.5μm的InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波红外探测器材料及单元器件.实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长超晶格材料.吸收区结构为15ML(InAs)/7ML(GaSb),器件采用PBIN的多层异质结构以抑制长波器件暗电流.在77K温度下测试了单元器件的电流-电压(Ⅰ-Ⅴ)特性,响应光谱和黑体响应.在该温度下,光敏元大小为100μm×100μm的单元探测器RmaxA为2.5Ωcm2,器件的电流响应率为1.29A/W,黑体响应率为2.1×109cmHz1/2/W,11μm处量子效率为14.3%.采用四种暗电流机制对器件反向偏压下的暗电流密度曲线进行了拟合分析,结果表明起主导作用的暗电流机制为产生复合电流.

Ⅱ类超晶格红外探测器技术国内外进展

简单归纳整理了德国、美国(CQD、JPL、QmagiQ、NRL、Teledyne和Raytheon)、瑞典(IRnova)、以色列SCD和日本等国外主要机构的Ⅱ类超晶格研究成果以及国内的发展现状。美国VISTA计划的成功实施和技术突破进一步加速推动了Ⅱ类超晶格红外探测技术从理论走向现实。虽然目前及今后较长时间内HgCdTe技术仍然是主流,但是Ⅱ类超晶格技术在整体系统性能和成本上可以挑战HgCdTe, Ⅱ类超晶格技术将在红外应用领域全方位替代HgCdTe技术的优势已经越来越清晰。与国外相比,国内Ⅱ类超晶格技术的发展已经具有一些技术基础,但距离产业化推广应用还有一定的差距,可以借鉴国外的先进理论和技术经验并结合具体实际工艺逐步取得突破。

定向凝固NiAl-Fe-Nb金属间化合物的显微组织和类超塑性行为

研究了定向凝固Ni 2 0Al 2 7Fe 3Nb金属间化合物的显微组织和高温拉伸条件下的变形行为。结果表明 ,该合金的显微组织由枝晶 β NiAl相和枝晶间γ/γ′相组成。在 95 0～ 110 0℃之间以 5 .2× 10 -4～ 1.0 4× 10 -2s-1的初始应变速率拉伸变形时 ,该合金表现出类似超塑性的变形行为 ,应变速率敏感指数m在 0 .2 1～ 0 .4 5之间。在 10 5 0℃以 5 .2× 10 -3 s-1的初始应变速率拉伸时 ,获得最大延伸率 2 6 0 % ,m =0 .2 9。通过显微组织观察 。

碳酰胺辅助SAGD提高超稠油Ⅲ类油藏采收率技术

超稠油Ⅲ类油藏原油黏度高、渗透率低、夹层发育,在蒸汽辅助重力泄油(SAGD)生产中存在蒸汽腔扩展慢、泄油阻力大、产量与油汽比“双低”等现象,针对该问题,提出了碳酰胺辅助SAGD技术,采用室内实验与数值模拟结合的方法,揭示其机理并进行关键参数优化。研究表明,碳酰胺注入蒸汽腔后具有乳化降黏、提高驱油效率和改善水敏等作用。以地质条件和采出程度为依据,制订油藏筛选标准,优选出风城油田Z井区试验井组,并开展优化设计,设计碳酰胺注入质量分数为60%,注入温度为60~100℃,注入量为42 t,注入井焖井时间为60 min,后续蒸汽顶替段塞为10 t,生产井焖井时间90 min后转正常SAGD操作。与纯蒸汽SAGD相比,1 a期内平均日产油提高3.8 t/d,油汽比提高0.04,按照油价1988元/t测算阶段投入产出比为1∶5,预测最终采收率提高9.4个百分点,最终达到55.7%。研究成果对提高超稠油Ⅲ类油藏SAGD开发效果具有重要意义。