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图形化Silicon-on-Insulator衬底上分子束外延生长可动GaN微光栅的研究: 2017年; GaN材料作为第三代半导体材料,具有宽禁带、直接带隙、耐腐蚀等优点,是一种非常有前景的MOEMS材料。由于GaN的刻蚀目前尚未成熟,因此图形化外延生长法是一种较好的选择。本文基于SOI(silicon-on-insulator)基片,利用硅的微加工技术和图形化GaN分子束外延生长工艺,设计并加工了工作在太赫兹波段的、可以在二维方向上运动的SOI基GaN光栅。光栅周期为16μm,光栅宽度为6μm,峰值位置为25.901μm。通过仿真优化,设计的微驱动器在水平电压220V时,水平方向上的位移为±7.26μm;垂直方向加200V电压时,垂直位移2.5μm。为了研究在图形化SOI衬底上外延生长的InGaN/GaN量子阱薄膜的光学性能,用激光拉曼光谱仪对薄膜进行了光致发光光谱实验。实验结果表明,InGaN/GaN量子阱薄膜具有良好的发光性能,其发光范围为350~500nm,覆盖了紫外光到黄绿光。由于局域态效应与禁带收缩的作用,随着环境温度由10K升高至室温,薄膜的PL光谱的峰位呈现"S"形变化趋势。; 吕凡敏李佩王永进胡芳仁朱闻真; 关键词：分子束外延 GAN 光栅

硅基氮化镓波长可调DFB激光器的模拟分析被引量：3: 2014年; 基于严格耦合波以及介质平板波导理论,构建了硅基氮化镓分布反馈激光器的二维稳态物理模型。且利用多物理场直接耦合分析软件Comsol Multiphysics求解波动方程,得到了分布反馈激光器在可见光各波段形成单模输出的电场模一维、二维图谱,以及相对应的入射波长与电场模关系曲线。结合硅基光微机电系统技术和微加工技术,本文提出利用悬空的自支撑氮化镓周期可调光子光栅实现分布反馈激光器波长可调。数值模拟表明,在光栅的格子数目、光栅厚度、光栅宽度以及有源层厚度一定的情况下,改变光栅周期可以实现分布反馈激光器输出不同波长激光。理论分析与仿真结果基本一致,证明所建立激光器模型具有一定的合理性,得出的仿真数据为实现分布反馈激光器波长可调提供了有意义的参考。; 王永强诸波胡芳仁茅帅帅夏丽仉乐; 关键词：分布式反馈激光器波长可调

基于ZnO单晶声表面波压力传感器的特性研究: 2016年; 基于声表面波(SAW)理论以及SAW谐振器的结构和工作原理,设计了一种基于声表面波(SAW)谐振式压力传感器。采用有限元软件COMSOL Multiphysics对ZnO单晶声表面波谐振器进行建模和仿真,提出符合声表面波振型的对称模态和反对称模态,计算出ZnO单晶的相速度为3 237.31 m/s。讨论了ZnO基底厚度对此压力传感器的相速度的影响,得出ZnO基底厚度越大,相速度越小。最后通过加载0~1 000 kg/m^2的质量块来模拟不同的压力对器件的频率响应的影响,结果显示压力的变化与谐振频率二者具有良好的负相关线性关系。通过拟合得出线性表达式。; 吴文琪胡芳仁杨宇鑫; 关键词：声表面波 ZNO单晶压力传感器

二硫化铼薄膜的制备及其电催化性能被引量：1: 2020年; 近年来,新型的二维过渡金属硫族化合物(TMDs)材料一直是研究的热点,其中二硫化铼(ReS2)由于其独特的结构而具有许多独特的特征,其电催化析氢性能还未系统探究。研究了一种碲辅助化学气相沉积法,用于在基底上大规模合成高质量单层ReS2。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)分别对二硫化铼薄膜进行了表征,同时测试合成的二硫化铼薄膜的电催化析氢性能。结果表明:退火温度对合成的二硫化铼薄膜形貌有较小影响,主要表现在影响纳米片的团聚程度。二硫化铼产物具有一定的起始过电位和较小的塔菲尔斜率,这使其有希望成为用于实际应用的析氢反应(HER)催化剂。; 邬焘胡芳仁郭俊宏; 关键词：化学气相沉积法电催化析氢反应

A novel chromatic dispersion 16/64-QAM system based on histogram monitoring technique for asynchronous amplitudehistogram: 2013年; A novel chromatic dispersion （CD） monitoring technique based on asynchronous amplitude histogram （AAH） for higher order modulation formats is proposed in this paper. Without demodulating the signal, in the monitoring scheme, the received signal is sampled asynchronously, and thus clock information and high-speed sampling units are unnecessary, resulting in low cost and high reliability. Simulations of CD monitoring technique for non-return-to-zero/return-to-zero （NRZ/RZ） 16- and 64-quadrature amplitude modulation （QAM） systems with different optical signal-to- noise ratios （OSNRs） and duty cycles are investigated, and the tolerance of the scheme is also discussed. Simulation results show that the presented CD monitoring technique with high sensitivity can be applied to monitor the residual CD of a transmission link in the next-generation optical networks.; YAN Li-juan ZHU Bo LIU Guo-qing HU Fang-ren; 关键词：QAM系统异步采样正交幅度调制信号噪声比下一代光网络

ZnO单晶的微区光致发光特性研究被引量：1: 2017年; ZnO单晶材料以其优良的综合性能在光电子器件方面掀起了研究热潮,因此对ZnO单晶的研究具有重要的理论和实践意义。采用激光辐照的方式,对ZnO单晶进行了光致发光(photoluminescence,PL)光谱实验,分析研究了ZnO单晶在不同温度(低温)和不同激光能量强度照射下其光致发光特性。研究结果表明,ZnO单晶内存在少量杂质及表面氧缺陷,这些结构对其发光特性有一定的影响;在低温条件下,ZnO单晶具有良好的发光特性,且随着温度的提高,发光光谱峰的位置会向长波长方向移动,但强度会减小;当激光光源的强度增大,ZnO单晶的PL发射光谱的强度也会随之增大,且峰的位置和相对强度不变。结合拉曼(Raman)光谱实验,从分子及原子振动、转动类型验证了纤锌矿ZnO单晶的六方晶系结构;配合X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)技术,得出ZnO单晶良好的结晶特性以及晶轴取向。; 吴成玲郭俊宏姚恒斌潘凌楠王斐吴文琪嵇彤胡芳仁; 关键词：ZNO单晶 RAMAN光谱 XRD

硅基纳米柱GaN-LED的制备与光谱特性分析被引量：3: 2019年; Ⅲ-Ⅴ族氮化物发光二极管因具有寿命长、尺寸小、高效、节能等优点,得到广泛的研究与应用。随着光通信、万物互联等领域的进一步发展,需要开发高质量的微纳光源和微纳光波导。纳米柱氮化镓发光二级管(GaN-LED)是一种重要的微纳光源,具有广阔的应用前景。另一方面,作为应用最广的硅半导体材料本身并不是直接半导体,发光效率低下而不能作为光源使用。因此,研究基于硅基板的纳米柱GaN-LED微纳光源具有非常重要的意义。采用射频分子束外延技术(MBE)在Si基板上沉积并生长具有GaN缓冲层、 Si掺杂的n-GaN层、 4个周期的InGaN/GaN量子阱层和Mg掺杂的p-GaN层的GaN基PN结构。利用扫描电子显微镜(SEM)观察其表面和侧面形貌,可观察到以一定的倾斜角度生长于衬底表面、排列紧密且整齐的纳米柱。利用微纳加工技术制备纳米柱GaN-LED,对已获得的纳米柱外延片进行SOG填充、 FAB刻蚀,在p-GaN层和Si衬底侧蒸镀电极,并对LED两电极施加直流电压,进行I/V曲线和电致发光(EL)特性的测试。纳米柱GaN-LED的阈值电压为1.5 V,在室温下的峰值波长为433 nm。纳米柱结构可有效减小LED的阈值,在相同电压情况下,纳米柱LED的亮度更高,展现了良好的发光特性。 GaN纳米材料与体材料相比,纳米结构中存在应力弛豫可以有效地降低位错密度,尺寸小于光生载流子或激子的扩散长度,因而能够减小光电子器件激活层中的局域化效应。通过TCAD仿真,对与实验结构相同的纳米柱GaN-LED两电极分别施加5, 6和7 V的电压,可得到纳米柱LED的发光光谱。仿真结果显示纳米柱GaN-LED的发光波长在 414~ 478 nm之间,发光颜色为天青蓝到蓝紫色之间,峰值波长为442 nm,发出鲜亮蓝色的光,与实验获得的EL光谱结果相近。随电压增大,发光光谱峰值波长减小,出现轻微的峰值波长蓝移。在纳米柱结构中InGaN/GaN区域产生强烈�; 张雨茜陆志成张伟郭俊宏张雪花胡芳仁; 关键词：氮化镓分子束外延发光二级管微纳加工光谱分析

ZnO单晶声表面波谐振器传播特性的研究被引量：9: 2015年; 基于有限元压电材料中表面波传播的有限元分析原理,利用有限元分析软件COMSOL对基于ZnO单晶材料的声表面波器件进行多物理域耦合建模与仿真,提取出了符合声表面波振型的对称模态变形图和反对称模态变形图。通过谐振频率分析,计算出了ZnO单晶的相速度和机电耦合系数;通过频率响应分析,得出谐振器输入导纳、阻抗与频率之间的关系图;最后讨论了叉指换能器的结构对谐振频率、反谐振频率的影响,得出输入、输出叉指换能器(IDT)的叉指电极对数越大,插入损耗值越大,信号衰减越小。; 姚恒斌胡芳仁吴成玲; 关键词：ZNO单晶

氮化铟导模共振滤波器在可见光波段模拟分析被引量：4: 2016年; 根据RCWT（严格耦合波理论）和等效介质理论,提出了在可见光波段的基于半导体材料氮化铟的亚波长光栅导模共振滤波器的结构设计和仿真方法,并探讨了滤波器反射谱对光栅参数的敏感性.在维持滤波器高峰值反射率、低旁带和窄线宽不变的条件下,利用其对光栅周期的敏感性,结合仿真提出了利用微机电系统梳齿驱动器改变光栅周期（ΔT 为0-99.7nm）从而线性地控制共振波长输出（调谐范围为23nm）,实现了半高全宽小于1.15nm 的可调谐反射型导模共振滤波器.; 朱闻真黄萍吕凡敏顾均李维亮刘昕胡芳仁; 关键词：亚波长光栅导模共振氮化铟微机电系统

基于ZnO单晶声表面波射频标签的特性研究被引量：1: 2016年; 针对基于声表面波技术的射频识别系统工作原理,提出利用COMSOL软件进行ZnO单晶材料射频波标签特性研究,进行多物理域耦合建模与仿真。提取出符合声表面波特性的模态图,得到正特征频率和反特征频率分别为268 MHz和275 MHz。通过对特征频率的仿真分析,计算ZnO单晶的相速度达到2 715 m/s;通过频率响应分析,画出标签位移与频率之间的关系图,获得了标签的幅频特性;最后讨论脉冲幅度编码对回波脉冲的影响。; 潘凌楠吴成玲胡芳仁; 关键词：ZNO单晶声表面波射频识别标签

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国家自然科学基金(61274121)

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