基于EMO-GAN的恶意URL检测框架

随着万维网的广泛应用和网络威胁的日益严峻,统一资源定位符(uniform resource locator,URL)的安全性成为了网络安全领域的研究热点,如何有效检测并防范恶意URL已经成为了业内非常关注的问题。针对恶意URL检测中存在的数据获取困难、特征表示不足以及模型概念漂移挑战,提出了一种基于EMO-GAN的恶意URL检测框架(EMO-GAN-based malicious URL detection framework,EMO-GANUDF)。该框架通过结合极度随机树(extremely randomized trees,ET)和边缘生成对抗网络(margin generative adversarial network,MarginGAN)进行半监督学习,有效解决了数据获取困难问题。在特征提取上,该框架提出了一种综合统计、字符和词汇特征的特征表示方法,实现了URL的高效特征表示。此外,为了应对模型概念漂移问题,该框架提出了一种支持在线学习(online learning)的分类器,增强了模型拓展性和适应性。在多个数据集和不同检测方法上进行对比实验,所提方法在Malicious URLs公开数据集上达到了99%的准确率和84%的F 1分数,较其他检测方法取得了更好的效果,证明了其有效性及优越性。

AlGaN/GaN HEMT器件有效栅长和栅宽提取

有效栅长、有效栅宽和沟道电阻等AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)参数对于工艺控制和器件设计非常重要.基于AlGaN/GaN HEMT器件源漏之间的总电阻与栅长及栅宽的倒数之间的线性关系,提出了一种简单方法提取有效栅长和有效栅宽.制作了两组AlGaN/GaN HEMT器件,这两组器件的源漏间距为80μm,栅源间距为10μm.其中一组器件固定栅宽为400μm,栅长分别为10、20、30、40、50、60μm;另一组器件固定栅长为40μm,栅宽分别为200、300、400、500、600、800μm.通过研究源漏之间的总电阻随栅长和栅宽变化规律,获得栅长与有效栅长的差值为0.48989μm,栅宽与有效栅宽的差值为-11.12191μm.

二维GaN中带电缺陷性质的第一性原理研究

带电缺陷形成能与电荷转移能级对探索材料中n-type或p-type掺杂具有重要指导意义.基于第一性原理方法,本文结合二维带电缺陷校正理论,将半局域泛函电荷转移能级有效转换到杂化泛函精度,对六方二维氮化镓(Hexagonal gallium nitride,h-_(Ga)N)12种n-type和p-type带电掺杂体系结构性质、磁学性质及缺陷性质进行系统研究.n-type体系包括C_(Ga),Si_(Ga),Ge_(Ga),O_(N),S_(N),Se_(N),p-type体系包括Be_(Ga),Mg_(Ga),Ca_(Ga),C_(N),Si_(N),Ge_(N),结果表明Ge_(Ga)和Be_(Ga)分别是n-type和p-type中最稳定缺陷.n-type体系最稳定价态为0和1+价,施主离子化能分布在低于导带底~0.4到~0.6 eV能量区间,表现为深施主能级特性,会捕获p型h-GaN中空穴,影响空穴导电率;p-type体系最稳定价态为1-,0(Ge_(N)除外),1+价,受主离子化能分布在高于价带顶~1.25到2.85 eV能量区间,表现为深受主能级特性,会捕获n(p)型h-GaN中电子(空穴),影响n(p)载流子导电率.研究结果表明,二维h-GaN体系很难通过单缺陷实现n或p-type掺杂,实验上需要考虑复合缺陷实现双极型掺杂.

基于GaN肖特基二极管的大功率微波限幅技术研究

随着高功率微波技术的发展,超宽带、高功率等强电磁技术对电子化设备威胁越来越大,使用高功率微波摧毁电子信息装备成为了干扰通信系统的重要方式。对高功率微波的防护主要分为前门防护和后门防护,限幅器作为前门防护的重要微波器件也面临越来越高的要求。本文首先介绍了GaN材料及肖特基二极管的器件特点和性能优势,然后论文介绍了以半导体器件为基础的限幅器原理及电路结构,并对以GaN肖特基二极管为基础的新一代大功率微波限幅技术研究进展进行论述。

基于GaN/PANI复合材料的高灵敏度的氨气传感器

【目的】研究了氮化镓(GaN)和聚苯胺(PANI)复合材料在室温下对氨气(NH_(3))的气敏特性。【方法】以氧化镓(Ga_(2)O_(3))为镓源,采用原位氮化法制备了GaN微米结构,将GaN和苯胺单体预复合后,通过原位聚合法制备了GaN/PANI气敏传感器并对样品进行了一系列表征。【结果】结果表明GaN与PANI成功复合,GaN微米结构表面与网状PANI结合,从而为气体吸附提供了更多表面位点。测试并对比纯GaN和GaN/PANI复合材料的气敏特性,在室温低湿度条件下,GaN/PANI气敏传感器对体积分数100×10^(-6)的NH_(3)响应度可达80.73%,是相同体积分数的NH_(3)下纯GaN的1.7倍;另外,纯GaN的检测下限为1×10^(-6),而GaN/PANI复合气敏传感器的检测下限可达到1×10^(-9)。进一步分析GaN/PANI气敏传感器的传感机理,丰富的复合材料界面显著提升GaN/PANI传感器的气敏性能。GaN/PANI气敏传感器设计为室温下检测NH_(3)提供可靠方案。

基于改进GAN的闸门结构数据增强研究

为保证大坝闸门的正常运行,需在闸门上布置大量传感器进行健康监测。然而在实际运行中,由于闸门所处的工作环境恶劣,经常造成传感器所采集数据发生缺失,导致采集的数据样本不充足,不具有代表性。对此,基于传统的生成对抗网络(GAN)算法,提出了Attention-GAN算法对原始数据进行扩充。试验结果表明,Attention-GAN算法生成样本与原始样本之间的相似性比传统的GAN算法得到了明显提高,其中平均余弦相似度在闸门数据集上相较于GAN提高了9.87%。可见该算法能够有效地实现小样本露顶式闸门加速度数据增强。

功率循环下GaN器件栅极可靠性研究

氮化镓(GaN)功率器件长期在高功率密度工况下运行,其栅极可靠性一直是关注的重点,栅极的退化会造成器件误导通以及导通损耗增加等问题。为此,设计一个直流功率循环装置,通过功率循环的方式加速器件老化。同时为了评估栅极可靠性,采用与栅极紧密相关的阈值电压(VTH)以及栅极电容(CGS)作为特征参量,设计VTH与CGS监测电路。通过实验研究了器件栅极的温度特性、恢复特性以及在100000次功率循环后的退化情况。结果表明,随着温度的增加,VTH正向漂移,漂移量超过10%,CGS则与温度解耦保持不变。器件在功率循环后VTH存在恢复现象,前10 min恢复超过70%,在3 h后保持稳定,CGS不存在恢复特性。所选两款GaN在100000次功率循环后特征参量发生不同程度的变化,表明器件栅极在功率循环后发生了一定程度的退化。因此,有必要在设计器件及应用时考虑温度及热应力冲击所造成的栅极性能退化,优化设计工艺以提高GaN器件的可靠性。

栅极几何结构对MIS栅结构常关p-GaN/AlGaN/GaN HEMTs性能的影响

高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistors,HEMTs)具有高速开关和极高击穿电场等特性,在功率器件领域应用广泛。为提高HEMT器件性能,通过实验研究了栅极几何结构对具有金属/绝缘体/半导体(MIS)栅极结构的常关型p-GaN/AlGaN/GaN HEMTs性能的影响。栅极介质层采用5 nm厚的原位生长AlN,AlN/p-GaN界面呈现出更明显的能带弯曲和更宽的耗尽区,有利于阈值电压向正向偏移,且其相对较宽的能带错位有助于抑制栅极电流。实验结果表明:与栅极非覆盖区长度为0μm和6μm的MIS栅极相比,非覆盖区长度为3μm的MIS栅极可提高器件综合性能,有效抑制正向栅极电流,将阈值电压提高至3 V,并较好地保持电流密度为46 mA/mm;栅极结构中两侧没有栅极覆盖的区域在导通过程和导通状态下均可引起较大的沟道电阻,且沟道电阻随着非覆盖区长度增加而上升。

基于GAN的无线传感网络信道异常流量实时检测方法

由于传感器精度低和工作环境恶劣,个别节点易报告错误或误差较大的信息,这使得异常检测算法难以准确判断异常数据,导致检测精度低。基于GAN的无线传感网络信道异常流量实时检测方法首先进行流量数据预处理,以确保数据质量;其次利用GAN学习正常信道流量的特征,以建立正常流量的模型;最后通过计算异常评分并输出检测结果,实现对异常流量的实时检测。实验结果表明,该方法在检测效果上具有显著优势,能有效提高网络安全性,减少误报和漏报,展现了强大的适应性。

0.2~2.0GHz100W超宽带GaN功率放大器

设计并实现了一款基于0.25μm GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺的100 W超宽带功率放大器。基于SiC无源工艺设计了集成无源器件(IPD)输入预匹配电路芯片;设计了基于陶瓷基片的T型集成输出预匹配电路;基于建立的传输线变压器(TLT)的精确模型,设计了宽带阻抗变换器,在超宽频带内将50Ω的端口阻抗变换至约12.5Ω,再通过多节微带电路与预匹配后的GaN HEMT芯片实现阻抗匹配。最终,以较小的电路尺寸实现了功率放大器的超宽带性能指标。测试结果表明,功率放大器在0.2~2.0 GHz频带内,在漏极电压36 V、输入功率9 W、连续波的工作条件下,输出功率大于103 W,漏极效率大于50%,输入电压驻波比(VSWR)≤2.5。

一种抑制栅极正负向串扰的GaN HEMT无源驱动电路

GaN器件由于其更快的开关速度,比硅器件更容易发生严重的开关振荡,也更容易受到栅源电压振荡的影响。为了抑制GaN基半桥结构中的串扰,提出了一种抑制GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)栅极正负向串扰的无源钳位驱动电路来抑制栅源电压振荡。采用基本无源元件建立自举驱动回路,并增加三极管以构成从驱动电路到GaN HEMT的低阻抗米勒电流路径,抑制正负向串扰。在LTspice软件下进行电路模拟仿真,并搭建实验平台进行实测验证,结果表明栅源电压的最大正向串扰可降至1.2 V,最大负向串扰可降至1.6 V,漏源电流的正向和负向串扰均降至2 A以下,证明该电路对栅源电压以及漏源电流的振荡均有良好的抑制效果。

VHF频段小型化千瓦级GaN功率放大器

为了满足VHF频段对高功率放大器小型化的需求,设计并制备了一款基于05μm GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺的VHF频段小型化千瓦级功率放大器。通过采用多节微带电容网络和高介电常数的印制电路板(PCB)实现了末级功率放大器匹配电路的小型化;以高通滤波器作为级间匹配电路,在减小电路尺寸的同时,提高了链路增益;采用混合集成工艺,实现了电源调制器、前级驱动功率放大器和末级功率放大器等各单元的小型化高密度集成。测试结果表明,在024~030 GHz频带内,该功率放大器的工作电压为50 V,工作脉宽为100μs,在占空比10%、输入功率10 dBm的工作条件下,带内输出功率大于1000 W,功率附加效率约为60%~69%,功率增益大于50 dB,功放体积为46 mm×30 mm×6 mm。

InGaN/GaN量子阱悬空微盘发光二极管

设计并制备了三种不同结构的电泵浦InGaN/GaN量子阱微盘发光器件,对其光增益和光损耗进行了分析和优化。以p型层的结构为分类标准,器件Ⅰ为圆柱形;器件Ⅱ为器件Ⅰ的悬空结构;器件Ⅲ是悬空的圆环形结构。实验和仿真结果表明,三种器件结构中,器件Ⅱ的结果最好。电极布局为内p外n型的圆柱形器件表面电流分布能够保证发光区和微腔高增益区重合,悬空结构能够降低微盘在垂直方向上的光损耗,有利于更好的光学增益。考虑到共振模式,器件Ⅱ在注入电流大于0.7 mA时,器件Ⅱ实现了峰值波长为408.2 nm、半峰宽为2.62 nm的振荡模式输出。这种电泵浦InGaN/GaN量子阱悬浮微盘二极管器件的设计思路对电泵浦微盘或微环激光器的研制具有重要参考意义。

重离子辐射对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管低频噪声特性的影响

采用^(181)Ta^(32+)重离子辐射AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,获得器件在重离子辐射前后的电学特性和低频噪声特性.重离子辐射导致器件的阈值电压正向漂移、最大饱和电流减小等电学参数的退化.微光显微测试发现辐射后器件热点数量明显增加,引入更多缺陷.随着辐射注量的增加,电流噪声功率谱密度逐渐增大,在注量为1×10^(10)ions/cm^(2)重离子辐射后,缺陷密度增大到3.19×10^(18)cm^(-3)·eV^(-1),不同栅压下的Hooge参数增大.通过漏极电流噪声归一化功率谱密度随偏置电压的变化分析,发现重离子辐射产生的缺陷会导致寄生串联电阻增大.

石墨烯插入层对蓝宝石上GaN材料的应力调制

较大的晶格失配和热失配使得异质外延生长的GaN材料具有很高的残余应力,对材料和器件的性能产生重要影响。在蓝宝石衬底和GaN外延层之间插入一层石墨烯,通过Raman光谱和弯曲度测试分析了石墨烯插入层对GaN材料应力的影响。Raman测试结果表明,蓝宝石衬底上GaN材料压应力为0.56 GPa,引入石墨烯插入层后GaN材料压应力为0.08 GPa。弯曲度测试结果表明无石墨烯插入层的蓝宝石上GaN材料弯曲度约为21.74μm,引入石墨烯插入层后弯曲度约为1.39μm,引入石墨烯插入层的GaN材料弯曲度显著降低。讨论了石墨烯插入层对蓝宝石上GaN材料的应力调制机制,验证了石墨烯插入层技术对于异质衬底上获得完全弛豫GaN外延层的可行性。

大尺寸GaN微波材料范德瓦耳斯外延机理及应力调控研究

本文基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,以少层氮化硼(BN)作为插入层在4英寸蓝宝石衬底上开展范德瓦耳斯异质外延GaN微波材料的生长机理及应力调控方面的研究,探讨了AlN成核工艺对GaN缓冲层生长机制的影响,以及与材料晶体质量、应力及电学性能等之间的关联。提出了一种基于AlN/AlGaN复合成核技术的应力调控方案,首次实现了大尺寸范德瓦耳斯(vdW)异质外延材料应力的有效管控,研制的GaN微波材料的弯曲度(Bow)为+20.4μm,(002)/(102)面半峰全宽为471.6/933.5 arcsec,表面均方根粗糙度为0.52 nm,电子迁移率达到2000 cm^(2)/(V·s)。最后,基于机械剥离实现了大尺寸晶圆级GaN微波材料与蓝宝石衬底的分离,为高导热衬底转移提供便利,为大功率射频器件的制作创造条件。

GAN与Diffusion在传统纹样设计中的实验研究

传统纹样是中国优秀传统文化的重要组成部分,传统人工设计已经无法满足纹样的现代设计需求,生成式AI为传统纹样设计提供了新的设计路径和方法。文章将生成式AI应用于传统纹样设计中,通过适配实验优选基于GAN的Style GAN和基于Diffusion的Stable Diffusion两种主流图像生成模型进行实验,采用技术分析与艺术分析相结合,对实验结果进行多角度、多维度对比分析,为设计师选择生成设计方法提供参照。实验结果表明,两个模型均能满足基本的艺术设计需求。Style GAN模型生成的纹样图像更接近真实图像的分布,具有更高的图像质量和多样性;Stable Diffusion模型能较好地传承传统纹样的基因,艺术性与创造性兼具,更加符合传统纹样的艺术设计需求。

表面电荷密度及介电常数对AlGaN/GaN异质结中二维电子气性质的影响

通过在Al_(x)Ga_(1-x)N层引入离化电荷面密度,结合自发极化和压电极化引起的极化电荷面密度,利用变分法计算二维电子气面密度随Al组分和Al_(x)Ga_(1-x)N厚度的变化关系.研究了相对介电常数对电子气密度的影响,并与实验数据进行了比较.通过在Al_(x)Ga_(1-x)N的相对介电常量中引入高阶项,使得计算结果更好地拟合了高Al组分的电子气密度.计算得到的离化电荷面电荷密度与极化电荷面电荷密度相当,从而证明离化面电荷密度对二维电子气形成的贡献.

基于GaN器件与磁集成技术的车载充电机实验平台研究

随着新能源汽车的普及,对车载充电机的要求越来越高。为了有效提升整机效率和功率密度,将GaN器件与磁集成技术应用于车载充电机,进行了实验平台研究。基于GaN器件设计了两级式车载充电机拓扑结构与外围电路,通过制作磁集成平面变压器,优化了CLLC变换器,完成了整机控制程序设计及2kW车载充电机实验样机搭建,并对样机进行了实验测试与波形分析。实验结果表明,实验样机具有良好的稳态特性与动态特性,整机功率因数在0.98以上,满载峰值效率达到95.22%。该平台能够帮助学生加深对电力电子技术的认识,掌握新型电力电子器件的特性及应用,锻炼实践操作能力,提高相关课程的教学质量。

低成本高结晶GaN纳米线柔性薄膜制备及其场发射性能

旨在探究非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂在柔性碳膜上制备高结晶的GaN纳米线的可行性,并研究其场发射特性及机理。采用非贵金属Cu替代贵金属Au作为催化剂,在柔性碳膜上制备了直径为20~100 nm、长度为3~15μm的高结晶的GaN纳米线,并通过工艺参数对其结构与尺寸进行调控,得到GaN纳米线薄膜的催化生长机制。通过对其场发射特性进行研究,发现其场发射性能与其纳米结构紧密相关,催化剂厚度以及薄膜弯曲状态可显著影响其场发射性能。结果表明,采用Cu作为催化剂所制备的GaN纳米线柔性薄膜的场发射电流具有较好的稳定性。该研究为GaN纳米线的低成本制备方法提供了可借鉴思路,同时也为场发射柔性器件的制作提供了可行的技术手段。