GaN基蓝光micro-LED的结温和载流子温度研究

结温及载流子温度因作为影响LED发光效率的重要参数而广受关注。文章研究了GaN基蓝光集成传感微小尺寸发光二极管(micro-LED)的光致发光(PL)光谱、载流子温度等随结温的变化规律。通过内置集成传感单元芯片,设计实现了GaN基蓝光micro-LED在0.04～53.4 A/cm²电流密度下结温和PL光谱的实时精确测量,并将正向电压法测量结温的低温端范围拓展至123 K。结果表明,低温下由于载流子泄漏、串联电阻的原因,结温与正向电压的线性斜率发生变化。针对PL光谱使用高能侧斜率法计算得到不同电流密度下的载流子温度,发现载流子温度与结温在所研究的结温和电流密度范围内可以近似用二次方程拟合,并对载流子温度随结温和电流密度变化的规律进行了分析和解释。     

GaN基高速蓝绿光光源的研究进展

随着射频通信频谱资源的逐渐饱和，局域范围内高速通信亟需开辟一条新的赛道，而可见光通信得益于光的大带宽本质和通信范围有限而频谱免许可，是传统通信的理想补充之一。GaN基蓝绿光发光光源近十年来的快速发展，特别是性能优良的小尺寸高速光源micro-LED的发展，使其成为“万物互联”的物联网时代终末端通信的重要促进力量。文章分蓝绿光micro-LED和带有谐振腔的GaN基蓝绿光光源(含超辐射发光二极管和激光器)两个主要类别，回顾了蓝绿光高速光源的发展历程和最新进展，主要包括micro-LED结构与阵列、面发射腔增强光源、边发射腔增强光源三个方面。     

半导体量子点集成有机发光二极管的光光转换器进展

介绍的光光转换器是新型红外光-可见光转换器件,红外光产生的光生载流子直接注入有机发光二极管产生可见光。以半导体红外探测与有机发光器件单片集成的光光转换器,直接实现了红外光到可见光的集成转换,在红外凝视技术中有极大的应用潜力。综述了无机红外探测与有机发光的光-光转换器的研究进展。     

硅基微显示器发展现状与研究进展

硅基微显示器以单晶硅为衬底,背板中集成CMOS驱动电路,具有体积小、像素密度高、开关速度快、功耗低等特性,在近眼显示、投影、增强现实/虚拟现实（AR/VR）等领域具有广泛应用。综述数字微镜器件（DMD）、硅基液晶（LCoS）、硅基有机发光（OLED on silicon）、硅基二极管发光（硅基micro-LED）4种硅基微显示器,重点论述硅基OLED和硅基micro-LED的关键技术和研究进展。这些硅基微显示器具有主动发光、高分辨率、高刷新率、高对比度、低功耗等突出特点,在近眼显示领域拥有巨大的应用潜力。     

AlGaN/GaN异质结单片集成紫外/红外双色探测器

采用分子束外延(MBE)技术在蓝宝石衬底上依次生长n+GaN下电极层、i型AlxGa1-xN势垒层和n+GaN发射极层,并通过半导体微细加工技术,制作了AlGaN/GaN异质结单片集成紫外/红外双色探测器。该器件利用不同的探测机理,同时实现了红外光和紫外光探测,拓展了响应光谱的范围。红外光探测是通过AlGaN/GaN异质结界面自由电子吸收和功函数内部光致发射效应完成的,紫外光探测是通过AlxGa1-xN势垒层带间吸收完成的。对单元器件的暗电流特性、紫外及红外光谱特性进行了测试。测试结果表明,紫外响应截止波长356 nm,响应度180 mA/W,红外响应峰值波长14.5μm,响应度49 mA/W。     

W波段64通道相控阵微系统设计与实现

相控阵微系统的主要特征是电路与天线的高度融合集成,将三维微纳集成技术和微电子技术紧密地结合在一起,切合相控阵高频化、小型化和低成本的发展需求。本文设计了一款W波段的封装天线相控阵微系统,该相控阵采用硅基三维集成的方式将T/R多功能芯片、天线阵列集成在一个微系统模块中,并详细介绍了基于硅工艺的多功能收发芯片设计和相控阵封装天线设计。给出了相控阵微系统的测试结果。该微系统具有高集成度、高性能、低成本的特点,可以为高速无线通信、高精度探测和成像等应用提供一个较优的技术路径。     

单片集成GaInAsP/InP面发光激光器二维阵列

低阈值面发光导体二极管激光器的最新进展对光电子集成提供了新的可能性,特别是单片二维(2D)阵列,它不能由常规的边发光二极管来制造。与发展起来的一维阵列相比较,这种二维阵列具有大量单片集成器件的潜在优势、很高的输出功率和很窄的     

微波、毫米波GaN HEMT与MMIC的新进展(续)

3 MMIC技术 在芯片上由GaN HEMT有源器件和无源元件(如MIM电容、薄膜电阻和衬底上的通孔等)所组成的微波单片集成电路(MMIC)和GaN HEMT分立晶体管几乎同步发展,MMIC技术的发展使GaNHEMT器件的电路应用能减少体积和质量,适应高频率的需求和批量生产.目前4英寸(1英寸=2.54 cm)圆片级GaN MMIC加工线已经成熟,GaN MMIC的工作频率已覆盖微波到3 mm波段,GaN MMIC的性能向高效率、高功率、宽频带和多功能集成的方向发展.     

基于GaN FET的LED微显示单片集成技术研究进展

发光二极管(LED)微显示技术由于其潜在应用而倍受关注.与主流的基于硅基驱动器的LED微显示技术不同,采用GaN场效应晶体管(FET)驱动的LED微显示技术制作的器件具有可靠性高和制作工艺简单等优势.总结了各种GaN FET驱动LED微显示的器件结构及性能,这些器件结构包括:直接利用LED外延结构制作FET驱动微型LED发光像素的横向集成结构、HEMT驱动微型LED发光像素的横向叠层结构、纳米线GaN FET驱动LED发光像素的垂直叠层结构.对基于GaN FET驱动的LED微显示技术的进展进行了综述.对GaN FET驱动的LED微显示技术的应用前景和研究方向进行了展望.     

面向下一代GaN功率技术的超薄势垒AlGaN/GaN异质结功率器件

Al GaN/GaN异质结型功率电子器件具有高工作温度、高击穿电压、高电子迁移率等优点,在推动下一代功率器件小型化、智能化等方面具有很大的材料和系统优势。从5种实现增强型GaN基功率电子器件的方法入手,重点介绍了采用超薄势垒Al GaN(小于6 nm)/GaN异质结实现无需刻蚀Al GaN势垒层的GaN基增强型器件的物理机理和实现方法。同时介绍了在超薄势垒Al GaN/GaN异质结构上实现增强型/耗尽型绝缘栅高电子迁移率晶体管单片集成的研究进展,进一步论证了在大尺寸Si基Al GaN/GaN超薄势垒平台上同片集成射频功率放大器、整流二极管、功率三极管等器件的可行性,为Si基GaN射频器件、功率器件、驱动和控制电路的单片集成奠定了技术基础。     

Individually Addressable AlInGaN Micro-LED Arrays With CMOS Control and Subnanosecond Output Pulses

We report the fabrication and characterization of an ultraviolet (370 nm) emitting AlInGaN-based micro-light- emitting diode (micro-LED) array integrated with complementary metal–oxide–semiconductor control electronics. This configuration allows an 8 $times$ 8 array of micro-LED pixels, each of 72-$muhbox{m}$ diameter, to be individually addressed. The micro-LED pixels can be driven in direct current (dc), square wave, or pulsed operation, with linear feedback shift registers (LFSRs) allowing the output of the micro-LED pixels to mimic that of an optical data transmitter. We present the optical output power versus drive current characteristics of an individual pixel, which show a micro-LED output power of up to 570 $muhbox{W}$ in dc operation. Representative optical pulse trains demonstrating the micro-LEDs driven in square wave and LFSR modes, and controlled optical pulsewidths from 300 ps to 40 ns are also presented.      

高分辨率AM Micro-LED显示器设计及其驱动实现

设计了一种基于蓝宝石衬底氮化镓基蓝色/绿色多量子阱LED外延片,利用成熟的LED芯片工艺制备了高像素Micro-LED芯片阵列;在Micro-LED芯片和CMOS驱动芯片表面设计并制备了金属凸点,采用高精度倒装焊接工艺实现LED显示芯片和CMOS驱动芯片的良好键合,成功制备了分辨率为640×360的Micro-LED显示器。同时,以FPGA为控制器,设计了Micro-LED显示器的驱动系统,该驱动系统对输入的图像数据进行缓存并将其处理为显示器所能接收的单色图像数据,最后将处理后的图像数据写入驱动芯片并实现图像显示。     

High‐Resolution Monolithic Integrated Tribotronic InGaZnO Thin‐Film Transistor Array for Tactile Detection

Tactile detection is a crucial technology in many fields, such as electronic skin, touch screen control, human prostheses, and screen fingerprint identification. Tribotronics has demonstrated active mechanosensation from external mechanical stimuli, which greatly enriches the sensing mechanisms of tactile detection. In this work, a monolithic integrated indium‐gallium‐zinc‐oxide (InGaZnO or IGZO) thin‐film transistor (TFT) array is developed for high‐resolution tactile detection. By using the conventional semiconductor fabrication processes, each IGZO TFT cell in the array shows uniform electrical performance. In addition, the drain–source current can be individually tuned by the electrostatic potential generated by the contact electrification between a movable gate and the gate dielectric. The monolithic integrated array displays a relatively high resolution of 12 pixels per inch and can realize a millimeter‐level tactile perception and motion tracking. This work presents a facile and viable strategy toward micro/nano‐scale tribotronics, which can realize high‐resolution and large‐scale tactile detection.     

面向可见光通信的硅基InGaN/GaN多量子阱波导定向耦合器光子集成芯片

利用可见光信号作为新型信息载体的光通信技术近些年来得到长足发展,为了开发新一代光子集成芯片作为可见光通信网络的终端器件,满足可见光信号发射、接收、传输与处理的复合需求,该文基于硅基InGaN/GaN多量子阱材料,设计了一种集成可见光波段微型发光二极管(LED)光源、波导定向耦合器、微型光电探测器于一体的光子集成芯片。该芯片利用InGaN/GaN多量子阱材料的发光探测共存现象,实现了上述复合功能。微型LED光源作为发射端,可以发射出蓝色波段的可见光信号,其发光强度受到注入电流的线性调制,可实现调幅可见光通信,适合作为可见光通信的发射端。微型LED光源发射的可见光信号传输进入波导定向耦合器,实现了片内有效传输耦合和光功率平均分配。经过耦合传输的可见光信号进入微型光电探测器,可以监测到与耦合传输的光信号强度相匹配的光电流。最后,可见光通信测试也表明该芯片可实现有效的可见光通信。该研究为发展面向可见光通信网络需求的复合功能光子集成芯片终端提供了更多可能性。     

基于像素偏振片阵列的实时水下目标成像技术

借助偏振成像可以增强水下目标的探测效果。传统的偏振成像方法需要光学检偏器的机械转动来实现,这限制了其在水下的实时探测性能。采用基于像素偏振片阵列图像传感器开发的相机设计了一种水下实时成像系统。系统通过阵列上排布的四向微偏振片一次性捕获四向偏振图像,从而全局估算背景杂散光的偏振角和偏振度。然后利用偏振信息反解得到杂散光光强,最后借助水下成像物理模型得到去散射后的目标增强图像。实验结果表明,将像素偏振片阵列图像传感器应用到水下成像能够有效增强水下图像的对比度,且成像处理过程实时快速,进一步提高了水下目标的探测效率。     

台达变频器和C51单片机之间的通讯应用

台达VFD全系列交频器均能够通过通讯进行参数的读写和控制,随着单片机功能的越来越强大,在嵌入控制中的应用更加的广泛。如何实现单片机和变频器之间的通讯是本文的介绍重点。同时本文给出了单片机和变频器通讯的硬件电路图和通讯源程序C51,有助于读者掌握台达变频器在嵌入式系统的通讯应用技术。     

基于LoRa的无线电气象参数集成监测系统设计

通过无线电气象参数可以获得影响无线电波变化的气象参数变化规律.为研究各种气象变化对无线电波的影响,对无线电气象参数进行准确测量和数据的远程传输与管理,提出了一种基于LoRa的无线电气象参数集成监测系统.系统以LoRa技术为核心进行自组网设计,采用北斗短报文技术进行远距离通信.气象监测节点采用低功耗的STM32微处理器,通过移植uCOS-Ⅲ实时操作系统来实现多传感器集成模块的多任务调度,远程终端采用Qt设计了配套的上位机软件进行无线电气象参数实时处理分析.实测结果表明,在通信距离小于2 km时,LoRa数据传输丢包率小于10%,上位机软件可准确显示并存储无线电气象数据.系统具有稳定可靠、集成度高、组网便捷、通信距离远等特点,可以实现对复杂环境中无线电气象参数的实时采集和远程管理,这为气象学研究提供了有效的无线电气象参数数据.     

CCD成像单元仿真系统的实时显示方法研究

依据某型号航天光学遥感器内部系统通信协议,对CCD成像单元仿真系统在通信过程中的实时显示方法进行了研究.提出了一种利用计算机仿真技术,以计算机算法控制为核心,以通信控制电路为基础的实时显示实现的方法.阐述了航天光学遥感器CCD成像单元仿真系统的工作原理;分析了CCD成像单元仿真系统实时性需求,并应用微秒级精度的定时器对实时显示时间进行定时测试.经过实验证明,该方法满足预定要求,实现了仿真环境下的实时显示,完成了对航天光学遥感器内部遥感器控制单元的检测.     

可见光通信感知一体化芯片及关键技术

通信感知一体化是6G关键技术之一。氮化镓量子阱二极管的发射光谱和光探测谱存在重叠区,量子阱二极管光探测器能够吸收具有相同量子阱结构的光发射器件发出的短波长光子,生成光电流。该文基于该物理现象,研制同质集成光发射光接收器件的氮化镓光电子芯片,由于单个量子阱二极管芯片器件自身发光干扰导致感知外界光信号弱,但是收发分离芯片又存在效率低、紧凑性弱、鲁棒性差等问题,将具有相同量子阱结构的量子阱二极管器件制备在同一块芯片上,分别作为发光和接收器件,构建自由空间逆向光通信系统,探索可见光通信感知一体化芯片及关键技术。