等离子体中太赫兹波传输及成像探测特性研究

本文根据散射矩阵方法模拟等离子体并建立了非均匀等离子体理论模型,并在此基础上计算了0.1 THz^10 THz频段的全波段太赫兹波在其中的传输特性。根据介质阻挡放电原理在实验室环境下搭建等离子体射流产生装置并产生非均匀等离子体,进行了太赫兹时域光谱(THz-TDS)以及宽带太赫兹源在等离子体中的透射光谱测量以及太赫兹波对等离子体遮挡下目标物的反射成像的试验。理论和实验结果均表明,较高频太赫兹波在等离子体中有良好的穿透性,这为太赫兹波在黑障区的通信以及雷达探测应用打下研究基础。     

磁控溅射超薄金属膜在太赫兹波段的光学特性

采用THz时域光谱测试技术，对Fe扣Co的超薄金属膜在0.2～2，5THz波段的吸收特性、透射特性以及折射率进行了研究。在室温并去除水份影响的氮气环境中，获得了不同种类扣不同厚度的薄金属膜在太赫兹波段的时域谱．利用Origin7．0扣Matlab7，0软件处理得到这些金属薄膜对太赫兹波的透射率，吸收系数扣折射率．对比发现金属超薄膜在太赫兹波段的光学特性随薄膜厚度以及太赫兹波频率的变化有很大的改变，也就是具有明显的尺寸效应．同时根据所得到的折射率开口吸收系数还可以理论上计算出不同种类与厚度的超薄金属膜在太赫兹波段的复介电函数．     

过模表面波振荡器输出太赫兹波模式的影响因素分析

采用轴向电场分解与PIC(Particle-in-cell)模拟相结合的方法,研究了二极管参数、引导磁场和输出结构等因素对0.14 THz过模表面波振荡器输出太赫兹波模式的影响。当太赫兹波实现稳定输出时,其模式成分和相对相位差基本不受二极管电压的上升沿、幅度和引导磁场大小的影响,除非振荡器的工作状态发生了明显改变,但它们对阳极半径和阴阳极间距的变化较为敏感。在较小的二极管电压、阳极半径或阴阳极间距下振荡器能获得一定成分的TM01模太赫兹波输出。输出结构决定了输出太赫兹波的模式成分。通过合理设计锥形输出结构的参数,能够实现相同功率水平下的纯净TM01模输出,简单有效地解决过模表面波振荡器的多模输出问题。     

十字架金属微结构的太赫兹波吸收器研究

设计了一种十字架金属微结构的太赫兹波吸收器,其结构是将金属十字架置于硅基体之上,基体的背面再覆盖一层金属,以此为单元结构经周期排列组成.针对该太赫兹波吸收器提出了一种等效电路分析模型,通过仿真和加工测试证实了该吸收器的中心吸收频率位于0.571THz,吸收率为99.6%,反射率为0.38%,透过率为0,吸收带宽为29GHz.等效电路模型计算结果与测试结果相吻合.结果表明,提出的等效电路模型分析方法是简单有效的,从而为今后太赫兹波器件的研究提供了一种很好的思路.     

地面背景材料的太赫兹特性研究进展

介绍了常见的地面环境天空、海洋和地面以及地面背景材料,主要有水、绿色植物、土壤、沙粒、岩石等材料。概述了地面背景材料对太赫兹波的吸收、反射、散射等电磁特性。研究发现,水、绿色植物、土壤、沙粒、岩石等地面背景材料在太赫兹波段主要表现出低反射特征,可为太赫兹目标特征控制技术的研究提供数据支撑。     

微带方形开口环的高效太赫兹波吸收器研究

设计了一种基于微带方形开口环结构的太赫兹波吸收器,它由顶层方形开口环、中间电介质层基体和底层金属板组成.提出一种等效电路模型,利用该模型完成了对太赫兹波吸收器的设计、加工与测试.研究结果表明,吸收器在0.575THz处吸收率高达0.993.通过对器件的物理尺寸及材料参数的灵活调节,经优化设计即可实现对不同频率入射电磁波的高吸收.该吸收器具有结构简单、体积小、吸收率高等优点,有望在频谱成像、热辐射探测等应用中发挥重要作用.     

太赫兹波双路比较法葡萄糖溶液浓度测量研究

利用返波振荡器作为太赫兹波辐射源搭建了双路比较透射式葡萄糖水溶液浓度测量系统.测量了D-葡萄糖、D-(+)-葡萄糖、α-D-葡萄糖3种葡萄糖溶液,实验结果表明该测量系统能够有效地克服太赫兹辐射源功率波动对测量的影响,提高测量精度.该系统结构简单、测量快速、准确,可推广应用于其它溶液或气态、固态物质的测量.     

太赫兹波计算鬼成像:原理和展望

本文立足于太赫兹波成像领域近年来备受关注的研究热点—太赫兹波计算鬼成像,首先回顾了鬼成像从量子到经典再到计算的历史过程,然后阐述了计算鬼成像的数学原理,随后综述了计算鬼成像在太赫兹波段的发展历程,及其在超衍射分辨成像、石墨烯光电导成像、太赫兹光谱成像等方面的应用,并在最后展望了太赫兹波计算鬼成像的发展前景:计算鬼成像作为一种成像手段,可以绕开在太赫兹频段缺乏经济高效的焦面阵列式探测器的难题,但目前的成像帧率还难以满足快速成像的应用需求,相信在未来随着器件性能的提升和成像算法的优化,其成像帧率可以得到大幅提升。     

硅太赫兹波导配置及性能分析

针对现有太赫兹辐射源在输出频率可调性及输出功率方面的局限性。本文从非线性介质的Maxwell方程入手对非线性聚合物的光学性质进行理论分析,建立硅波导配置的数学模型。利用硅材料的高折射率,设计了硅太赫兹波导。分析了太赫兹波导模式图,讨论了硅太赫兹波导模式的有效折射率、波导损耗、连续波输出功率与输出频率的关系,实验结果表明:硅太赫兹波导产生的太赫兹波连续可调,输出太赫兹波频率范围宽至0.1THz到15THz,输出功率可达到微瓦级。     

FeNHf软磁薄膜中磁各向异性对太赫兹波调控的研究

本文制备了具有磁各向异性的纳米FeNHf软磁薄膜,表征了FeNHf薄膜的微结构、磁性能、微波磁动力学行为和磁各向异性对太赫兹波传输特性的影响.FeNHf薄膜的难轴方向具有410的磁导率,易轴方向没有磁导率信号,磁各向异性场为2537.65 A/m.FeNHf薄膜在1.04 THz时出现了共振吸收峰,当调控磁化强度方向分...     

氮化硅晶须对反应烧结氮化硅多孔陶瓷介电性能的影响

以硅粉和氮化硅晶须为原料,通过添加30%(质量分数)成孔剂球形颗粒,以聚乙烯醇作粘结剂,采用干压成型工艺,反应烧结制备了多孔氮化硅陶瓷,分析对比了氮化硅晶须对反应烧结氮化硅多孔陶瓷介电性能的影响.实验结果表明,随着氮化硅晶须加入量的升高,氮化硅多孔陶瓷的介电常数和介电损耗都升高,介电性能恶化.     

硅树脂/二氧化硅高温相变及介电性能研究

采用氧乙炔喷枪对含有少量有机硅树脂的二氧化硅素坯进行单面烧蚀处理,利用XRD、SEM和SAED表征其高温物相变化.研究发现,高温烧蚀后的二氧化硅中有少量α-方石英析出,并伴有α-SiC、β-SiC新相生成,在此基础上研究了物态变化对材料高温介电性能的影响.     

The effect of thermal oxidation on the luminescence properties of nanostructured silicon

Herein is reported a detailed study of the luminescence properties of nanostructured Si using X-ray excited optical luminescence (XEOL) in combination with X-ray absorption near-edge structures (XANES). P-type Si nanowires synthesized via electroless chemical etching from Si wafers of different doping levels and porous Si synthesized using electrochemical method are examined under X-ray excitation across the Si K-, L(3,2) -, and O K-edges. It is found that while as-prepared Si nanostructures are weak light emitters, intense visible luminescence is observed from thermally oxidized Si nanowires and porous Si. The luminescence mechanism of Si upon oxidation is investigated by oxidizing nanostructured Si at different temperatures. Interestingly, the two luminescence bands observed show different response with the variation of absorption coefficient upon Si and O core-electron excitation in elemental silicon and silicon oxide. A correlation between luminescence properties and electronic structures is thus established. The implications of the finding are discussed in terms of the behavior of the oxygen deficient center (OCD) and non-bridging oxygen hole center (NBOHC).     

Solid phase epitaxy on N-type polysilicon films formed by aluminium induced crystallization of amorphous silicon

In this work, undoped amorphous silicon layers were deposited on n-type AIC seed films and then annealed at different temperatures for epitaxial growth. The epitaxy was carried out using halogen lamps (rapid thermal process or RTP) or a tube conventional furnace (CTP). We investigated the morphology of the resulting 2 µm thick epi-layers by means of optical microscopy. An average grain size of about 40 µm is formed after 90 s annealing at 1000 °C in RTP. The stress and degree of crystallinity of the epi-layers were studied by micro-Raman Spectroscopy and UV–visible spectrometer as a function of annealing time. The presence of compressive stress is observed from the peak position which shifts from 520.0 cm^− 1 to 521.0 cm^− 1 and 522.3 cm^− 1 after CTP annealing for 10 min and 90 min, respectively. It is shown that the full width at half maximum (FWHM) varies from 9.8 cm^− 1 to 15.6 cm^− 1, and the magnitude of stress is changing from 325 MPa to 650 MPa. Finally, the highest crystallinity is achieved after annealing at 1000 °C for 90 min in a tube furnace exhibiting a crystalline fraction of 81.5%. X-ray diffraction technique was used to determine the preferential orientation of the poly-Si thin films formed by SPE technique on n⁺ type AIC layer. The preferential orientation is 100 for all annealing times at 1000 °C.     

Estimation of thermodynamic properties of solutes in silicon II

This paper proposes a computational method for estimating activity coefficients and interaction parameters of solutes in dilute solution taking into consideration the excess entropy of mixing using the grand canonical Monte Carlo simulation. The proposed method was applied to oxygen in silicon solution and its activity coefficient was estimated where a three-body potential was used as inter atomic potentials to reduce computational time. The solubility limit of oxygen was obtained by the reciprocal of the calculated activity coefficient. The calculated value was significantly changed by taking into consideration the excess entropy of mixing.     

射频功率对非晶硅薄膜光电性能的影响

采用等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)技术,在Coming Eg 2000玻璃上制备非晶硅薄膜,研究了射频功率对薄膜光电性能的影响.结果表明:通过调节功率可获得具有高折射率,高吸收系数,低暗电导率的非晶硅薄膜.     

A laser based process for the formation of a local back surface field for n-type silicon solar cells

We report on the development of a laser doping process for the formation of a local back surface field (LBSF) for n-type silicon solar cells. Local point contacts are formed by applying a laser process to a doped, passivating layer of amorphous silicon carbide (PassDop layer). The exposure to laser radiation results in local doping and opening of the passivation layer at the same time. By variation of the laser parameters and the dopant content in the layer, strength and depth of the doping can be controlled. Both parameters are varied and the formation of a LBSF structure on lifetime samples is investigated. High dopant content in the passivation layer and comparably low laser fluencies yield the best electrical results, evidencing the formation of an effective LBSF in combination with a restricted laser induced damage in the silicon crystal.     

多孔硅与聚甲基丙烯酸甲酯复合光致发光特性研究

多孔硅与有机材料复合可以改善多孔硅的光致发光特性。用化学腐蚀的方法制备了多孔硅，通过不同方法实现了多孔硅与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的复合。实验结果表明，用旋涂法实现的PMMA固化后再与多孔硅复合而制得的样品的结果最好，它与原始的多孔硅样品相比，发光峰发生了蓝移而且发光强度下降很小。PMMA层有限的厚度和PMMA对多孔硅表面的保护使复合后发光强度下降很小。制备的多孔／PMMA复合体系的发光强度几乎不随时间而下降，这可能是由于PMMA有效地隔绝多孔硅与空气的接触，保护了多孔硅的表面，不会产生更多的悬挂键。     

熔析结晶法提纯硅工艺研究进展

随着光伏产业的快速发展,对太阳能级硅原材料的需求不断增加。熔析结晶法作为一种冶金硅提纯的新工艺越来越受到重视。熔析结晶法是利用冶金硅中杂质元素的偏析行为,选择适当的熔析介质,使杂质元素从冶金硅中偏析到熔析介质中,进而获得高纯硅的方法。详细介绍了Al-Si、Sn-Si、Cu-Si、Fe-Si和Ca-Si等熔析体系对冶金硅提纯的研究现状,比较了各种介质体系的优缺点。同时针对熔析结晶法提纯硅存在的问题提出了一些建议。