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第四代红外探测器的定义与发展探析
1
作者 叶振华 李辉豪 +3 位作者 刘铭 赵俊 林春 陈建新 《红外与毫米波学报》 北大核心 2026年第1期1-15,共15页
随着在航天侦察、光电对抗、空间科学等领域的广泛应用,红外探测器正经历从“第三代充分发展”向“第四代探索”的关键转型。面向当前红外探测技术应用的迫切需求,重点探析第四代红外探测器的定义与发展。首先,梳理红外探测器的发展脉络... 随着在航天侦察、光电对抗、空间科学等领域的广泛应用,红外探测器正经历从“第三代充分发展”向“第四代探索”的关键转型。面向当前红外探测技术应用的迫切需求,重点探析第四代红外探测器的定义与发展。首先,梳理红外探测器的发展脉络,从功能集成、学科发展、技术演进等方面探讨红外探测器的发展趋势,提出第四代红外探测器的初步定义。其次,论述第四代红外探测器在挑战光强探测极限性能、光场多维信息感知、片上智能化和红外微系统芯片等技术发展的简要思考。最后,展望AI赋能下的红外探测器智能制造生态,加速第四代红外探测器由构想阶段迈向实际应用。 展开更多
关键词 第四代红外探测器 极限性能 多维信息感知 片上智能化 红外微系统芯片 极致智能
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组分无序对Ga_(2)O_(3)/(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)核/壳量子盘中界面类氢杂质光电离截面的影响
2
作者 杨昊 哈斯花 朱俊 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期223-232,共10页
本文提出了一种新型核/壳量子盘结构,其核层和壳层由第四代超宽带隙半导体Ga_(2)O_(3)和(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)组成,通过结合有限差分法与变分法,研究该核/壳量子盘结构中杂质基态与非束缚态之间,以及不同杂质束缚态之间的光学子带... 本文提出了一种新型核/壳量子盘结构,其核层和壳层由第四代超宽带隙半导体Ga_(2)O_(3)和(Al_(x)Ga_(1-x))_(2)O_(3)组成,通过结合有限差分法与变分法,研究该核/壳量子盘结构中杂质基态与非束缚态之间,以及不同杂质束缚态之间的光学子带间跃迁及其对应的光电离截面。采用数值计算,首次考虑了Al组分无序的相关影响。结果表明,组分无序效应对杂质基态向非束缚态跃迁对应的光电离截面影响可忽略不计。相比之下,组分无序引起的随机势涨落,使不同杂质束缚态之间的跃迁光电离截面在共振峰处表现出显著变化。这些发现可为进一步探索基于超宽带隙材料的光子学和光电设备的应用提供理论指导。 展开更多
关键词 Ga_(2)O_(3) 核/壳量子盘 组分无序 光电离截面 结合能 波函数
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二维半导体MoTe_(2)的极性调控与可重构电子器件中的应用
3
作者 何小钱 芶晓霜 +3 位作者 孙富钦 赵占霞 王小伟 张珽 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期44-53,共10页
以二维半导体二碲化钼(molybdenum ditelluride, MoTe_(2))的载流子极性调控及其在可重构电子器件中的应用为研究目标,构建了一种基于氧化钽(tantalum oxide,TaOx)/MoTe_(2)/六方氮化硼(hexagonal boron nitride, h-BN)异质结的双栅场... 以二维半导体二碲化钼(molybdenum ditelluride, MoTe_(2))的载流子极性调控及其在可重构电子器件中的应用为研究目标,构建了一种基于氧化钽(tantalum oxide,TaOx)/MoTe_(2)/六方氮化硼(hexagonal boron nitride, h-BN)异质结的双栅场效应晶体管(field-effect transistor, FET).利用栅极电场作用下TaOx/MoTe_(2)界面电荷的捕获/脱捕效应,实现了对双极性半导体MoTe_(2)载流子极性的调控.研究结果表明:通过调节控制栅极(control gate, CG)脉冲电压的极性与幅值,能够实现MoTe_(2)不同极性之间的可逆切换.负脉冲电压可以使MoTe_(2)的p型减弱, n型增强;而正向脉冲电压可使其p型增强, n型减弱.值得注意的是,这种调控效果会随着电压幅值的增大而显著增强.基于此方法,通过将两个串联的MoTe_(2)晶体管分别编程为n型和p型,实现了逻辑反相器功能.提出的利用界面电荷捕获效应实现二维半导体极性重构的方案,为功能可重构电子器件的实现提供了新思路. 展开更多
关键词 二维半导体 MoTe_(2) 极性调控 可重构电子器件 逻辑反相器
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AI背景下“半导体物理学”教学改革实践与思考
4
作者 易丹 王昱琳 +1 位作者 袁红梅 叶琳娜 《物理与工程》 2026年第2期50-57,共8页
随着人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术的发展,AI赋能教育已成为推动教育数智化转型的核心驱动力。半导体物理学作为半导体行业人才培养的骨干课程,内容具有抽象、枯燥、知识门槛高等特点。AI的出现给课程的教学带来了机遇与挑... 随着人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术的发展,AI赋能教育已成为推动教育数智化转型的核心驱动力。半导体物理学作为半导体行业人才培养的骨干课程,内容具有抽象、枯燥、知识门槛高等特点。AI的出现给课程的教学带来了机遇与挑战。本文首先分析了AI给教学带来的挑战,包括课堂效率降低、专注度下降、知识不成体系等问题,并基于此探索了AI融合的教学改革路径。结果显示,此次教学改革有助于提高学生学习效果。同时,本文也剖析了当前仍存在的教学痛点,比如AI可能存在信息误导等问题,并对未来AI与教育深度融合发展提出了展望,为半导体物理的教学改革提供参考。 展开更多
关键词 半导体物理 教学改革 AI技术
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“碳化硅外延层厚度的确定”的问题解析
5
作者 薛毅 《数学建模及其应用》 2026年第1期75-85,共11页
本文给出2025年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛B题“碳化硅外延层厚度的确定”的求解方法,并介绍参赛论文使用较多的方法,分析这些方法的优点或不足.为保证求解的连贯性,论文的前一部分是问题的求解,后一部分是参赛论文的点评.
关键词 碳化硅 外延层厚度 厚度测量 红外反射率 折射率
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一维CsPbBr_(3)钙钛矿的制备与偏振光电响应特性
6
作者 铁伟伟 王稷岩 +1 位作者 段炳豪 张一鸣 《许昌学院学报》 2026年第2期51-54,共4页
一维铯铅溴钙钛矿(CsPbBr_(3))在偏振光探测领域具有重要应用潜力.采用一步胶体化学法,室温下合成了一维CsPbBr_(3)钙钛矿材料,构建了准固态面内光电化学型偏振紫外光响应器件.该光电器件显示出电压依赖的光电响应增强特性,且在1.0 V下... 一维铯铅溴钙钛矿(CsPbBr_(3))在偏振光探测领域具有重要应用潜力.采用一步胶体化学法,室温下合成了一维CsPbBr_(3)钙钛矿材料,构建了准固态面内光电化学型偏振紫外光响应器件.该光电器件显示出电压依赖的光电响应增强特性,且在1.0 V下,具有最优光响应度和光响应上升/下降时间.此外,该光电器件还表现出偏振响应特性,平行与垂直于涂覆/电场方向上的光电流密度明显不同.一维CsPbBr_(3)偏振光电响应器件的应用前景广阔. 展开更多
关键词 一维钙钛矿 胶体化学法 光电响应 偏振效应
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碲镉汞光伏探测器等效串联电阻对响应非线性度的影响研究
7
作者 胡玥 乔辉 +3 位作者 杨晓阳 刘福浩 李志锋 李向阳 《红外与激光工程》 北大核心 2026年第1期145-154,共10页
探测器在强入射光照下,其响应信号容易出现响应非线性甚至饱和现象,在基于傅里叶变换的高光谱探测的应用中,红外探测器的响应非线性会影响最终光谱准确度。文中结合工程需要研究了等效串联电阻对碲镉汞光伏探测器响应非线性度的影响。... 探测器在强入射光照下,其响应信号容易出现响应非线性甚至饱和现象,在基于傅里叶变换的高光谱探测的应用中,红外探测器的响应非线性会影响最终光谱准确度。文中结合工程需要研究了等效串联电阻对碲镉汞光伏探测器响应非线性度的影响。通过制备电极接触面积不同的碲镉汞光伏探测器,并测量其非线性表现,分析了探测器等效电路的串联电阻与零偏压电阻比值和非线性度的关系。结果表明:在实验范围内,随着串联电阻占比增加,大光强下非线性度呈二次多项式关系显著增加,在1×10^(22) s^(-1)·m^(-2)光子数通量密度下,串联电阻占比22.69%的探测器非线性度约24%;串联电阻占比5%的探测器非线性度仅14%。另外,施加反向偏压可以明显改善响应非线性,0.1 V的反偏电压可以将21%的响应非线性度降低至3%以内,在零偏阻抗一定时,串联电阻越小的器件,反向偏压对响应非线性的改善效率越高。使用TCAD软件建立了器件的等效二维模型,仿真计算了改变电极接触面积时串联电阻占比与响应非线性度的关系,并与实验结果进行了对照。分析了中性区串联电阻变化对非线性度的影响。通过仿真和实验研究,认为适当增大电极接触面积、施加反向偏置电压、提高掺杂浓度可有效降低非线性度;提高载流子迁移率可以在相同输出信号下降低非线性度。为制备高动态范围、高线性度的HgCdTe光伏探测器提供了理论依据和工艺指导。 展开更多
关键词 碲镉汞光伏探测器 响应非线性度 串联电阻 TCAD
原文传递
基于蒙特卡洛方法的β-Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管质子辐照效应研究
8
作者 师道田 孙晴 +7 位作者 钱叶旺 刘传洋 吴卫锋 刘景景 汪新建 陈钟 阮再冉 王杨婧涵 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期233-240,共8页
本文利用基于蒙特卡洛方法的SRIM-2013软件,模拟10~1000 keV能量质子对β-Ga_(2)O_(3)的辐照损伤,并结合热电子发射(TE)模型研究质子辐照对β-Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管(SBD)反向漏电性能的影响。模拟结果表明,核外电子阻止能力远大... 本文利用基于蒙特卡洛方法的SRIM-2013软件,模拟10~1000 keV能量质子对β-Ga_(2)O_(3)的辐照损伤,并结合热电子发射(TE)模型研究质子辐照对β-Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管(SBD)反向漏电性能的影响。模拟结果表明,核外电子阻止能力远大于原子核阻止能力。随着质子辐照剂量增加,原子平均离位(DPA)和Ga空位(V_(Ga))浓度逐渐增大,峰值分别为0.00765和3.48×10^(20) cm^(-3)。随着辐照能量增加,虽然辐照损伤逐渐深入到β-Ga_(2)O_(3)靶材内部,但是DPA和V_(Ga)浓度逐渐降低。热电子发射模型分析表明,当载流子浓度从1×10^(19) cm^(-3)降低到1×10^(16) cm^(-3)时,反向漏电流密度减小,器件反向漏电性能得到明显改善。质子辐照产生的大量V_(Ga)补偿部分载流子,削弱了镜像力对肖特基势垒的影响,可能是β-Ga_(2)O_(3) SBD器件反向漏电性能改善的主要原因。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3) 质子辐照 SRIM 肖特基势垒二极管 热电子发射
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应变与合金元素对空位氢陷阱作用的影响
9
作者 黄璞 成林 +3 位作者 许泽岷 夏锴 胡丞杨 吴开明 《精密成形工程》 北大核心 2026年第1期236-247,共12页
目的揭示应变、置换型合金元素及间隙型合金元素对体心立方(BCC)铁中空位氢陷阱效应的影响机制,为提高钢材的抗氢脆性能提供理论支持。方法基于密度泛函的第一性原理计算方法,系统研究了单轴应变及不同类型合金元素对BCC铁中空位的氢陷... 目的揭示应变、置换型合金元素及间隙型合金元素对体心立方(BCC)铁中空位氢陷阱效应的影响机制,为提高钢材的抗氢脆性能提供理论支持。方法基于密度泛函的第一性原理计算方法,系统研究了单轴应变及不同类型合金元素对BCC铁中空位的氢陷阱的结合能影响,计算分析了结构的电子密度分布和态密度。结果单轴应变可以降低空位形成能,并对氢-空位结合能的影响呈现强烈的各向异性:垂直于应变轴的空位氢陷阱能力下降,而平行于应变轴的空位氢陷阱能力增强。此外,置换型合金元素(Mn、Si、Cr、Mo、Ti、W、Li、Al、Cu、Ni、Co、V)可通过调控局部电子结构和晶格畸变,在不同取向上分别削弱或增强氢的陷阱作用;间隙型合金元素(C、N)则通过引发显著的晶格畸变和电子结构重排,在空位周围形成2个稳定的氢捕获位点。结论揭示了应变及合金元素对BCC铁中空位氢陷阱效应的微观机制,发现应变诱导的晶格畸变对氢陷阱能力具有方向性影响,而合金元素的体积参数和电子结构调控作用对氢-空位相互作用起决定性作用。这些结果为优化合金设计、提高钢材抗氢脆能力提供了重要的理论依据。 展开更多
关键词 氢脆 空位 合金元素 钢 第一性原理计算
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高效Cu-In-Ga-S近红外量子点及其PMMA复合膜的性能研究
10
作者 肖媛媛 蔡宇帆 +5 位作者 胡晓雪 魏鸿 谢佳明 余韵 尤庆亮 肖标 《复合材料学报》 北大核心 2026年第1期292-300,共9页
近年来,近红外荧光转换发光二极管(NIR pc-LEDs)中的发光材料越来越受到人们的关注。然而,大多数的NIR荧光材料的光致发光量子产率(PLQY)低,不利于制备NIR pc-LEDs。因此,本文采用一锅法合成了一种高质量的Cu-In-Ga-S(CIGS)@ZnS近红外... 近年来,近红外荧光转换发光二极管(NIR pc-LEDs)中的发光材料越来越受到人们的关注。然而,大多数的NIR荧光材料的光致发光量子产率(PLQY)低,不利于制备NIR pc-LEDs。因此,本文采用一锅法合成了一种高质量的Cu-In-Ga-S(CIGS)@ZnS近红外荧光量子点(QDs)。通过改变Ga的摩尔含量,使得光致发光(PL)光谱在800~930 nm的范围内可调节。在包覆ZnS壳层后,PLQY从CIGS QDs的42.3%提高到CIGS@ZnS QDs的92.3%。激发功率依赖的PL光谱及PL衰减曲线表明了CIGS和CIGS@ZnS QDs主要以给体-受体对(DAP)复合的方式发光。温度相关的PL测试结果揭示了ZnS壳层抑制了QDs中的电子-声子的相互作用,使得载流子的辐射复合增加,从而提高了PLQY。将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与CIGS@ZnS QDs共混制备的1.5 mm厚近红外复合膜与商用蓝光LED芯片结合所制备出NIR pc-LEDs具有最高的光功率,且发光光谱中近红外光所占的比例也更高。 展开更多
关键词 Cu-In-Ga-S 近红外量子点 荧光转换发光二极管 聚甲基丙烯酸甲酯 给体-受体对复合
原文传递
数据驱动与机器学习辅助的硫系相变材料研究进展
11
作者 张烜广 周健 孙志梅 《硅酸盐学报》 北大核心 2026年第1期70-89,共20页
硫系相变材料(Phase Change Materials,PCMs)因其独特的电学和光学特性而被广泛研究。PCMs已被成功应用于各类光盘,并在数据存储领域取得显著进展,例如相变随机存取存储器(Phase Change Random Access Memory,PCRAM)。此外,PCMs在光子... 硫系相变材料(Phase Change Materials,PCMs)因其独特的电学和光学特性而被广泛研究。PCMs已被成功应用于各类光盘,并在数据存储领域取得显著进展,例如相变随机存取存储器(Phase Change Random Access Memory,PCRAM)。此外,PCMs在光子学领域展现出良好的应用前景,可用于调控光的传播与相互作用;同时也适用于模拟人脑功能的神经拟态计算系统。本综述全面总结了大数据分析与机器学习方法辅助下的PCMs相关研究:高通量计算与机器学习模型可以实现最优掺杂剂筛选与相变材料性能预测;机器学习势函数可以深化对相变材料的相变动力学及热力学特性的理解;在PCRAM器件级模拟与设计中,机器学习在存储器优化及PCMs神经拟态计算潜力挖掘方面发挥了关键作用。最后,总结了PCMs的未来研究方向与当前面临的挑战。 展开更多
关键词 硫系相变材料 高通量计算 数据分析 机器学习
原文传递
基于半导体物理互联交互式教改的研究
12
作者 勾开元 黄晋 +4 位作者 刘文龙 王进军 王晓 刘丁菡 张方晖 《创新教育研究》 2026年第2期102-108,共7页
针对半导体物理教学中理论知识点散碎且难以理解的问题,本研究结合当下信息互联网时代的特点,采用互联交互式的教学方法,首先,在实际的教学过程中采用分章节进行随堂测试,适当的多花些时间把所有大纲要求的基本知识点和考点全部列入随... 针对半导体物理教学中理论知识点散碎且难以理解的问题,本研究结合当下信息互联网时代的特点,采用互联交互式的教学方法,首先,在实际的教学过程中采用分章节进行随堂测试,适当的多花些时间把所有大纲要求的基本知识点和考点全部列入随堂测试的体系里面,在这个随堂测试过程中允许学生查阅资料或使用任何辅助工具进行答题,但是最后必须交纸质版手写随堂测试答卷,加深学生对于基础知识点的理解和印象。第二,针对课堂当中受限于纯理论教学的影响,教学多依赖于教师单方面的讲授,实践效果不能达到,在教学过程中把教学和分组实验结合在一块,并分组答辩汇报,其余组员补充说明,其他组提问讨论,进一步提升教学效果和学生对实际工程问题的解决能力。根据期末考试成绩和学生满意度调查可知,互联交互式教学模式提升了教学质量,学生在积极性、团队交流协作、知识点的理解、文献检索能力和解决工程问题的能力都有所提升,学生的满意度好。 展开更多
关键词 半导体物理 互联 交换式 教学质量
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立方氮化铝(111)/金刚石(111)异质结特性的第一性原理计算
13
作者 程奕赫 李鹏雨 +4 位作者 刘庆彬 何泽召 蔚翠 冯志红 周承敏 《真空电子技术》 2026年第1期54-58,共5页
文章基于第一性原理计算,系统地研究了立方氮化铝与金刚石形成的异质结构的界面特性。结果表明,c-AlN(111)/金刚石(111)异质结可形成交错型(type-Ⅱ)异质结,计算得到的价带偏移量为1.20 eV,导带偏移量为1.93 eV。界面电荷转移分析显示,c... 文章基于第一性原理计算,系统地研究了立方氮化铝与金刚石形成的异质结构的界面特性。结果表明,c-AlN(111)/金刚石(111)异质结可形成交错型(type-Ⅱ)异质结,计算得到的价带偏移量为1.20 eV,导带偏移量为1.93 eV。界面电荷转移分析显示,c-AlN(111)/金刚石(111)界面处的电子云局域在C-N键中心位置,形成非极性共价键,转移电荷密度为10^(10)cm^(-2)数量级。从原子尺度揭示了c-AlN(111)/金刚石(111)异质结的能带匹配机制及电荷转移规律,为设计和调控高性能AlN/金刚石异质结的能带结构及载流子输运性质提供了理论指导。 展开更多
关键词 金刚石 立方氮化铝 第一性原理 异质结
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