太赫兹 InP HEMTs 的神经网络建模方法

包含新技术、新材料的非传统器件的不断涌现使现有的模型已不能完全表征THz 器件的特性。而采用神经网络 建模的方法,可极大地提高建模的效率和精确度,解决一系列传统模型所无法解决的问题,是一种新型的CAD 建模方法。 本文采用神经网络空间映射的方法,在传统的粗模型的基础上对输入信号进行有效地修正,从而得到适合太赫兹器件的 精确模型,器件的截止频率Ft 和最高振荡频率Fmax 分别为220GHz 和310GHz。模型在直流IV 和1-110GHz 范围内的S 参数与测试结果吻合较好,比传统粗模型的精度有了较大的提高。     

InP基三端太赫兹固态电子器件和电路发展

随着微电子技术的飞速发展,半导体器件的截止频率已经进入到太赫兹频段,太赫兹电路的频率特性得到极大发展。以固态器件为基础的太赫兹电路的工作频率进入到THz频段。本文重点介绍InP基双极器件和场效应器件的发展以及在太赫兹电路和系统中的应用。     

太赫兹InP HEMT器件的建模

采用减小栅长(Lg)的方法可以显著提高磷化铟基高电子迁移率晶体管(InP HEMT)器件的直流和微波性能,并使器件的工作频率上升到太赫兹频段。采用T形栅工艺制备了70 nm栅长的InP HEMT器件,器件的直流跨导达到了2.87 S/mm,截止频率ft和最大振荡频率fmax分别为230 GHz和310 GHz。对器件的寄生参数进行了提取和去嵌入,得到了器件的本征S参数。采用经典的9参数模型拓扑结构对器件进行了小信号建模,模型仿真与测试结果拟合良好。针对电流的短沟道效应,采用电流分段的方法来拟合I-V曲线,取得了较好的拟合结果。最后采用Angelov模型对器件的电容进行建模,并最终建立了器件的大信号模型。     

太赫兹计量研究进展

太赫兹技术的独特性和优越性吸引着众多科学研究者的关注,在生物医药、信息科学、公共安全、量子研究和太空探测等领域具有巨大应用潜力。这些应用的有效性和可信度都需要以太赫兹相关参数的量值溯源为前提。文章以太赫兹光谱、频率、功率和强度等参数为对象,介绍了太赫兹计量研究的最新进展,分析了各种计量技术的特点,以期促进太赫兹计量技术发展,保障太赫兹研究和应用的量值可靠。     

太赫兹科学与技术

太赫兹电磁波段的开发和利用具有重大的科学意义和潜在的应用价值,太赫兹科学技术已经成为本世纪最为重要的科技问题之一,除了本身具有很多重大的科学问题之外,它还是一种非常有效的研究手段。介绍了太赫兹科学技术的发展历史及国内外相关的发展情况,列举了太赫兹波的独特性质,概述了太赫兹科学技术在基础研究领域和应用研究领域的新进展。     

InP基RTD太赫兹振荡源及其应用研究进展

紧凑和相干的太赫兹源是太赫兹应用的关键组成,共振隧穿二极管(RTD)是目前振荡频率最高的电子学器件,RTD太赫兹振荡源具有结构紧凑、功耗低、室温工作、有一定输出功率、易集成、覆盖频率较宽等优点。InP基RTD太赫兹振荡源在600 GHz左右的频段内输出功率可达百微瓦量级,可见报道的最高振荡频率为1.92 THz,输出功率0.4 μW。RTD振荡源的输出功率可以通过偏置电压进行直接调制,使得其在高容量短距离的太赫兹通信系统中具有很大的优势。目前,InP基RTD太赫兹振荡源成为太赫兹源领域的研究热点。     

太赫兹空间接入技术

随着网络通信的迅速发展,现有通信频段已趋于饱和,为了支撑日益增长的通信速率、频率及带宽需求,使用更高的载波频率将成为通信技术发展的必然。大带宽的太赫兹频段是一个全新的频谱空间,拥有广阔的应用前景,是最具潜力的可行解决方案。现存的相关通信技术仅局限在陆地的微波、毫米波频段,未来网络将扩展至太赫兹频段,不仅能够应对未来超高速率、超低时延无线移动通信网络应用,实现未来的全频谱接入,还可支撑空天地一体化的全覆盖需求。分析了太赫兹链路适用于未来海量遥感数据通信的场景,介绍了基于太赫兹链路的网络接入技术,探讨了太赫兹链路给未来通信带来的机遇与挑战,为太赫兹通信的后续研究发展提供了参考。     

太赫兹时域光谱技术

太赫兹时域光谱技术是最新的太赫兹技术,它基于宽波段太赫兹脉冲,可同时获得太赫兹波形的幅度和相位信息,在材料的远红外物性研究中有重要应用。本文涉及太赫兹时域光谱技术的基本特征、发射、探测技术和主要应用。     

太赫兹轨道角动量通信方法应用分析

轨道角动量(OAM)通信复用方法近年来被认为是一种提升通信容量的有效途径。基于国内外相关研究,阐述了轨道OAM通信方法的发展;根据频率特点,分析太赫兹轨道OAM通信方法的形式和应用优势,并进一步分析讨论了太赫兹轨道OAM通信应用存在的问题和解决方式,特别是远距离大宽带情形下的分析,为未来技术发展和应用提供参考。     

用于太赫兹探测的InP基异维肖特基二极管

异维肖特基二极管(HDSD)是一种具有三维金属-二维半导体结的特殊的肖特基势垒二极管。由于具有较小的结电容和串联电阻,HDSD在太赫兹探测中很有应用潜力。本文研制了InP基HDSD,据我们所知相关工作尚未被报道过。与GaAs基HDSD相比,可以预期InP基HDSD有着更好的性能,一方面因为更高的电子迁移率和二维电子气(2DEG)浓度,另一方面因为更小的肖特基势垒高度。通过交流测量得到的截止频率高于500GHz,表明InP基HDSD具有应用于太赫兹探测的潜力。