科教融合教育体系下的教学督导工作实践探索——以中国科学院大学电子电气与通信工程学院为例

教学质量的提高已成为我国高校发展及人才培养质量的核心问题。提高教学质量是一个系统工程,教学督导在其中发挥着不可替代的重要作用。在科教融合的形势下,开展有针对性的、行之有效的教学督导工作对教学管理与教学质量的提高、教师的专业发展至关重要。本文以中国科学院大学电子电气与通信工程学院研究生教学督导工作为例,在全面而深刻地剖析其特点的基础上为教学督导理论研究和实践工作提供有益的参考。

电子致放气测试装置的研究

材料表面吸附的气体分子在电子轰击作用下,会加速释放到真空系统中。为了测试在电子轰击下的材料放气特性,研制了一套电子致放气的测试装置。电子束发生器作为重要的组成部件,具有许多可调参数,这些参数会在一定程度上影响输出的电子束质量,进而影响电子致放气测试结果。文章首先通过实验测量了电子束斑和束流的影响因素,结果表明,聚焦电压和栅极电压对束斑的尺寸有直接的影响,而能量电压对电子束斑直径没有影响。此外,阴极电压、电子能量和栅极电压都可影响到发射电流,从而影响出射的电子束电流。为了验证装置的电子致放气测试能力,采用放气率很低的316 L不锈钢作为测试样品,比较测试其经过三次电子束轰击前后的放气特性。结果表明,经过除气的316 L不锈钢的电子致放气率可较明显地测定,且电子束轰击下放气的主要成分由N_(2)/CO变为H_(2)。

中国科学院科技期刊青年编辑队伍现状及发展对策

【目的】探讨数字环境下中国科学院科技期刊青年编辑队伍的发展现状,探寻编辑人员的诉求和发展对策。【方法】通过数据统计分析、问卷调研、个别访谈、小型研讨会等形式采集信息和相关资料,对中国科学院科技期刊青年编辑进行特征画像,并基于SWOT分析提出对策。【结果】青年编辑有较深厚的学术背景,对科技期刊出版有较高的抱负与期待,乐观向上,办刊的责任感和使命感强烈。他们已经感受到数字环境对学术期刊的影响,亟需补充相关知识,同时,在沟通交流方面有待加强,不太擅长期刊经营。【结论】需重视并充分调动青年编辑的能动性,给予他们更多的学习和成长的平台和机会,为我国科技期刊的创新发展夯实人才基础。

中国首次火星探测任务科学目标与有效载荷配置

中国首次火星探测任务将于2020年实施,科学目标和有效载荷配置是工程任务的重要顶层设计之一。简要回顾了国外已实施火星探测任务的主要科学目标,介绍了我国首次火星探测任务科学目标、有效载荷配置,分析了科学目标的创新性和特色。

基于露点降估算的APU电子控制系统设计

为了实现商用车电控空气处理系统闭环精确控制、使系统的安全性和经济性得到改善,在商用车空气处理系统中引入了温湿度传感器。根据温湿度和压力数据,经Vogel-Tamma-Fulcher(VTF)方程实现了对高压露点降(DPD)的实时计算和监测。在此基础上,设计了一种适用于底盘域控制器或整车控制器的商用车空气处理单元(APU)电子控制系统。试验结果显示,在中国重型商用车瞬态循环(C-WTVC)工况下使用该系统可以有效降低再生率约4%,商用车空气处理系统的空气压缩机负荷率降低约3%。在APU电控系统中引入露点估算,实现了对空气处理系统DPD的实时监控和稳定控制,提升了系统安全性、降低了空气压缩机负荷。

微电子封装热界面材料研究综述

随着半导体器件向着微型化、高度集成化及高功率密度方向发展,其发热量急剧增大,热失效已经成为阻碍微电子封装器件性能和寿命的首要问题.高性能的热管理材料能有效提高微电子封装内部元器件散热能力,其中封装结构散热路径上的热界面材料(Thermal Interface Material,TIM)便是热管理中至关重要的环节.通过热界面材料填充器件热源和散热单元之间的空隙,可以大幅度降低接触热阻,增加热量的传递效率.对微电子封装而言,高性能的热界面材料不仅需要高的导热系数以降低封装热阻,还需具备一定的压缩性以弥补封装的装配偏差,然而通常很难兼顾上述两种特性.本文重点关注微电子封装中热界面材料,系统地梳理了目前热界面材料的常见类型、应用存在问题、关注研究热点和国内外发展现状.

“电子器件辐射效应与加固技术”专题前言

随着航空航天、核能开发利用以及高能物理研究的高速发展,越来越多的电子器件需要在辐射环境中工作。辐射粒子入射电子器件后,通过电离或非电离过程沉积能量,能够诱发包括单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应在内的多种辐射效应,对器件及电子系统的可靠运行构成严重威胁。因此,开展辐射效应机理和加固技术研究,对高可靠、抗辐射电子器件及系统的研发具有重要意义。

2.5D/3D硅基光电子集成技术及应用

全球网络流量急速增长,数据传输所需带宽和能源消耗也随之快速增加,传统电子信息互联架构已无法满足日益增长的带宽和节约能耗的需求。硅基光电子技术具有带宽高、能耗低并且可以利用成熟的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术将光子集成电路和电子集成电路大规模集成在硅衬底上等优势,能满足下一代数据传输系统的迫切需求。2.5D/3D硅基光电子集成技术可以有效缩短光芯片和电芯片之间电学互连长度、减小芯片尺寸,从而减小寄生效应、提高集成密度和降低功耗。文章介绍了硅基光电子集成技术的不同方案和最新进展,并展望了硅基光电子芯片结合2.5D/3D集成技术在数据通信、激光雷达、生化传感以及光计算等领域的应用前景。

环栅晶体管制备中SiGe选择性刻蚀技术综述

环栅(Gate-all-around,GAA)晶体管是3 nm以下节点替代现有鳍式晶体管(FinFET)最有竞争力的器件结构,能有效改善器件尺寸不断微缩带来的短沟道效应。与FinFET相比,GAA器件制备的工艺流程中内侧墙制备和沟道释放是新引入的工艺模块,均需要SiGe选择性刻蚀技术。工艺要求SiGe作为牺牲层被选择性刻蚀去除,且尽可能减少对Si沟道的损伤。本文对环栅晶体管制备工艺中所需的SiGe选择性刻蚀技术进行了综述,主要分析了器件结构的发展趋势及SiGe选择性刻蚀的应用,并分类综述了常规SiGe选择性刻蚀方法以及新型选择性刻蚀技术的发展历程,分析了各种技术的优点和不足。最后对SiGe选择性刻蚀技术面临的挑战进行了分析,并对其未来可能的发展趋势进行了展望。

130 nm 7T SOI SRAM总剂量与单粒子协和效应研究

为进一步阐明SOI器件中总剂量效应(TID)与单粒子效应(SEE)间的协和效应,本文基于SOI工艺特征尺寸为130 nm的国产7T结构SRAM进行了相关研究。通过对4组SOI SRAM开展了不同TID辐照后的SEE实验,得到器件单粒子翻转(SEU)截面随TID的变化规律。SOI SRAM的SEU截面在TID辐照后呈现明显的降低,最大在750 krad(Si)剂量辐照后下降80.5%。器件的饱和截面呈现随剂量增加而下降的趋势,最大下降19.5%,研究中未发现SEU阈值的明显变化。分析认为,延迟晶体管N5的等效关态电阻因为TID辐照而增加,该现象会造成N5的延迟作用增强,是该款器件SEU截面下降的主要原因。采用这种7T结构的SOI SRAM的抗SEE性能会随其在轨累积剂量的增加而逐渐增强,这为今后电子器件的抗辐射加固提供了启示。

空间混合辐射环境器件单粒子在轨错误率预估及不确定度分析方法

针对空间混合辐射对器件单粒子在轨错误率的影响,基于典型静态随机存储器利用中国原子能科学研究院HI-13串列加速器以及钴源总剂量模拟辐照试验装置开展协合效应研究,发展了一种器件在混合辐射环境下的单粒子在轨错误率计算方法。并利用该方法计算了协合效应影响下的航天器典型任务周期器件的在轨错误率,同时分析了器件在轨错误率计算中的不确定度来源并计算了在轨错误率不确定度。结果表明,对于该类型器件,空间混合辐射场导致的协合效应将降低器件单粒子在轨错误率。

具有低噪声及高线性度的高性能MOCVD-SiN_(x)/AlN/GaN毫米波MIS-HEMTs

文章在超薄势垒AlN/GaN异质结构上采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)原位生长SiN_(x)栅介质,成功制备了高性能的SiN_(x)/AlN/GaN金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管(MIS-HEMTs)。深能级瞬态谱(DLTS)技术测试SiN_(x)/AlN的界面信息,显示其缺陷能级深度为0.236 eV,俘获截面为3.06×10^(-19)cm^(-2),提取的界面态密度为10^(10)~10^(12)cm^(-2)eV^(-1),表明MOCVD原位生长的SiN_(x)可以有效降低界面态。同时器件表现出优越的直流、小信号和噪声性能。栅长为0.15μm的器件在2 V的栅极电压(Vgs)下具有2.2 A/mm的最大饱和输出电流,峰值跨导为506 mS/mm,最大电流截止频率(fT)和最大功率截止频率(fMAX)分别达到了65 GHz和123 GHz,40 GHz下的最小噪声系数(NFmin)为1.07 dB,增益为9.93 dB。Vds=6 V时对器件进行双音测试,器件的三阶交调输出功率(OIP3)为32.6 dBm,OIP3/Pdc达到11.2 dB。得益于高质量的SiN_(x)/AlN界面,SiN_(x)/AlN/GaN MISHEMT显示出了卓越的低噪声及高线性度,在毫米波领域具有一定的应用潜力。

面向空间应用的GaN功率器件及其辐射效应

研究氮化镓(GaN)功率器件及其辐射效应对于解决空间应用需求、促进新一代航天器建设具有重大意义。介绍了GaN功率器件的主要结构及工作原理,综述了近年来国内外在GaN功率器件的总剂量效应和单粒子效应两方面的研究进展,并对辐射效应在GaN功率器件中造成的退化和损伤机制进行分析与讨论。研究结果显示:GaN功率器件具有较强的抗总剂量能力,但是抗单粒子能力较弱,易发生漏电和单粒子烧毁,且烧毁点多发生在栅极边缘的漏侧。对GaN功率器件辐照损伤机理的研究缺乏权威理论,有待进一步探索,为其空间应用提供理论支撑。目前,平面结构的GaN功率器件是主流的技术方案,单片集成及高频小型化是GaN功率器件未来发展的方向。

大功率微波真空电子器件的应用

大功率微波真空电子器件具有工作频率高、峰值和平均功率大等特点,已广泛应用于微波电子系统,在科学研究和国民经济方面的应用越来越广泛。在科学研究方面,它主要应用在高能粒子加速器和可控热核聚变加热装置等大型科学装置上,主要包括高峰值功率速调管、连续波和长脉冲高功率速调管和高功率回旋管等器件。在国民经济方面,则主要应用于天气雷达、导航雷达、医用和工业辐照加速器、电视广播和通信等微波电子系统,主要包括大功率脉冲和连续波速调管、分布作用速调管、行波管、磁控管和感应输出管等。为此,介绍了这些微波真空电子器件的技术现状、共性技术问题和发展趋势。

面向中高压智能配电网的电力电子变压器研究

分析了电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的国内外研究现状,以及面向中高压电网的已有PET拓扑的特点。在此基础上,基于模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC),提出了面向中高压智能配电网PET的一种新型拓扑。与传统的PET电路拓扑相比,新型拓扑的优势在于其可以减少电力电子开关器件的数量;更重要的是,可以显著减少高频变压器的数量,具有更好的体积及重量优势。同时,分析了该拓扑PET的工作机制及不同电能转换环节的控制策略设计方法。10 kV/380 V配电网用PET样机上的仿真及试验结果表明了所提拓扑及其控制策略的可行性。

电子鼻及其在白酒识别中的应用

论述了电子鼻的原理、结构及其在白酒识别中的应用。模仿生物嗅觉系统,由气敏传感器阵列结合模式识别技术构成了电子鼻。用它对几种白酒进行了分类和识别实验,结果表明其不仅能识别不同香型的白酒。

中国余数定理在双基线InSAR相位解缠中的应用

介绍利用中国余数定理求解同余方程组的基本公式,并将中国余数定理引入到双基线InSAR相位解缠中。构造关于干涉相位模糊数的同余方程组,设计基于中国余数定理的双基线InSAR相位解缠方法,扩展相位解缠的非模糊区间,为解决干涉相位欠采样区域的相位解缠难题奠定基础。利用不同地区的多套DEM仿真的双基线InSAR干涉图进行相位解缠试验,验证该方法在干涉相位欠采样等区域的解缠能力。

中压配电网用10kVac-750Vdc/1MVA电力电子变压器功率密度影响因素研究

对面向10k V配电网的电力电子变压器(PET/SST)来说,其主要功能是在完成高低压侧电气隔离的前提下实现对电能/电功率的双向流动控制。为了提高功率密度,目前10k V配电网用PET/SST主要通过高频电力电子变换器+高频变压器的方案实现。本文结合研制的10k Vac-750Vdc/1MVA电力电子变压器样机实测数据,详细分析了影响中压配电网PET/SST功率密度的多种因素,指出了影响PET/SST功率密度提高的关键瓶颈问题——功率模块数量多是限制PET/SST功率密度提高的主要因素。而通过提高高频变压器工作频率的方法难以显著提高10k V配电网用PET/SST的功率密度。

电力电子变压器技术研究综述

随着智能电网、能源互联网等未来电网技术的快速发展,能实现变压、电气隔离、功率调节与控制、可再生能源接入等多种功能的电力电子变压器（也称为固态变压器、智能变压器等）,相关理论和技术的研究得到了越来越广泛的关注。但是,从总体而言,PET的大规模推广应用还有诸多问题需要解决。该文在分析PET发展历史的基础上,对PET涉及的关键技术,尤其是PET的电路拓扑、控制保护技术、高频变压器优化设计技术、功率电路紧凑化设计技术、高压宽禁带半导体在PET中的应用等进行了梳理和总结。最后对PET发展存在的关键制约因素以及发展的趋势进行了总结和展望。

一种具有1~128倍可变增益放大器的低功耗Sigma⁃Delta ADC

为满足传感器应用的低功耗需求,设计并实现了一种低功耗Sigma⁃Delta模数转换器(ADC)芯片。该ADC采用一阶全差分开关电容Sigma⁃Delta调制器,且集成了可编程增益放大器(PGA)和Bandgap;使用1.5 bit量化结构,相较于1 bit量化结构减小了3 dB的量化误差;使用优化的反馈电路,减小了电容失配引入的误差;PGA采用轨到轨的运放电路拓扑,增大了整个芯片的电压适应范围。基于180 nm CMOS工艺对该ADC进行了设计和流片。测试结果表明:该Sigma⁃Delta ADC在采样频率512 kHz、过采样率(OSR)为256时,峰值信噪谐波失真比(SNDR)和有效位数(ENOB)分别为75.29 dB和12.21 bit,芯片功耗仅为0.92 mW。芯片能在2.3~5.5 V宽电源电压范围内正常工作,可实现最大128 V/V的增益。适用于小型传感器的信号测量应用,可以满足小型传感器低功耗、高精度的需求。