微放电阵列构成的直流平板等离子体显示技术

设计了一种新颖的放电结构,它是由“微空心阴极放电”与“封闭微空心阴极放电”串联,然后并联构成的微放电阵列。它产生的高气压高电流密度辉光放电等离子体能够用来制作平面等离子体显示或光源。利用该放电结构进行了空气直流放电实验,在2.7~66.7kPa的气压范围都能够产生稳定的直流放电。测量了气压p=27kPa时的伏安特性和电流I=9mA时的放电图。测得的伏安特性曲线在整个放电区域都具有正的微分电阻特性。估算的电流密度为63.7A/cm3;功率密度为3.44×103W/cm3;电子密度在1013cm-3量级。实验结果表明该结构能够用于直流平板等离子体显示。     

CO2激光诱导大气放电特性的研究

为了研究脉冲CO₂激光诱导空气放电的特性,建立了高压电容充放电实验平台,采用间距为8mm、半径为10mm的一对球形石墨电极,取得了放电电压和电流的实时数据,采用2阶振荡电路模型对放电电压和放电电流进行拟合得到了电极间激光诱导放电等离子体的阻抗,并对放电时间、放电延时及抖动做了统计。结果表明,激光诱导放电等离子体的阻抗很小,约1Ω~2Ω,拟合得到的放电等离子体阻抗随放电电压、放电电容、以及激光能量的增加而减小;放电延时随着实验条件的变化在2μs~10μs之间变化,放电延时以及延时抖动随着放电电压和激光能量的增加而降低,而受放电电容大小的影响不明显。由此高稳定性的激光脉冲和高压有助于激光诱导放电过程的稳定。     

红光GaInP/AlGaInP正方形微腔激光器

利用普通光刻和感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术制作了红光GaInP/AlGaInP正方形微腔激光器,光功率电流曲线表明,器件实现了200 K的低温激射。对边长为10μm、输出波导长为30μm的正方形微腔激光器,室温测量得到的纵模模式间距为1.3 nm,所对应的是由输出波导和正方形腔组成的F-P腔的F-P模式。采用二维时域有限差分法(FDTD),模拟研究了侧壁粗糙对正方形腔模式品质因子的影响。     

用于改善PtSi红外焦平面阵列器件响应特性的长焦距GaAs微透镜阵列器件的制作研究

提出了一种新的曲率补偿法用于长焦距微透镜阵列的制作.扫描电子显微镜(SEM)显示微透镜阵列为表面极为平缓的方底拱形阵列,表面探针测试结果显示用曲率补偿法制作的微透镜的焦距可达到3861.70μm,而常规光刻热熔法很难制作出焦距超过200μm的相同尺寸的微透镜阵列.微透镜阵列器件与红外焦平面阵列器件在红外显微镜下对准胶合,显著改善了红外焦平面阵列器件的响应特性.     

自绝缘氧化限制型850nm垂直腔面发射激光器

介绍了一种制作氧化限制型垂直腔面发射激光器的新途径,自绝缘工艺.采用该工艺制作了氧化限制型850 nm VCSELs.详细地介绍了自绝缘器件的工作原理和制作流程,并对侧氧化相关参数进行了实验研究.在此基础上,制备了不同出光孔径的850 nm VCSELs器件,测得出光孔径12μm的器件最大输出功率达到10 mW,微分量...     

高光束质量大功率半导体激光阵列的微通道热沉

针对现有高光束质量大功率半导体激光阵列内部发光单元条宽、填充因子不断减小,腔长不断增加的发展趋势所带来的热源分布及长度变化影响器件热阻的问题,利用分离热源边界条件结合商用计算流体力学(CFD)软件FLUENT进行数值计算,获得微通道热沉热阻随阵列器件发光单元条宽、空间位置变化关系以及不同阵列腔长对应的微通道优化长度.根据优化参数制备获得尢氧铜微通道热沉,并对宽1 cm,腔长1 mm,条宽100μm,填充因子为25%的半导体激光阵列进行散热能力测试,冷却器外形尺寸27 mm×11 mm×1.5 mm.微通道热沉热阻0.34 K/W,能够满足半导体激光阵列器件高功率集成输出的散热需求.     

0.18μm混合信号RFCMOS工艺中新型低触发电压双向SCR静电防护器件的设计

提出了一类新型片上SCR静电放电防护器件,此类器件用于保护芯片双向抗击静电应力.比较和分析了四种双向SCR器件的触发电压.其中采用嵌入pMOS管或nMOS管的双向SCR器件结构具有可调触发电压,低漏电流(～pA)和开启速度快的骤回Ⅰ-Ⅴ特性,并且没有闭锁问题.该器件的抗ESD能力可达～94V/μm.此类新型ESD防护器件具有面积小、寄生效应小的特点.     

新颖的微空心阴极放电及其性质研究

介绍了微空心阴极放电(microhollow cathode discharge,简称MHCD)的特点,根据MHCD的基本结构设计了—种新的放电结构:它由一个电源和一个可变电阻器构成“微空心阴极维持的辉光放电”,MHCD作为放电的阴极,金属针作为放电的阳极。利用该放电结构进行了空气的放电实验,产生了高气压大体积高电流密度的辉光放电等离子体,用于工业上的多种等离子体加工中;如果用稀有气体放电则能够用来作为微型准分子激光器的增益介质。在200Torr气压下,获得了稳定的空气直流放电,等离子体中电子密度估计在1011到1012cm-3之间,测得放电电流范围;8mA-30mA。测得放电V-I特性曲线,它有典型的微空心阴极维持的辉光放电的特点.估计的气体放电温度为2000K左右。     

LDMOS-SCR ESD器件漂移区长度对器件性能的影响

采用软件仿真一系列的横向扩散金属氧化物半导体(Laterally diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)可控硅(Silicon controlled rectifier,SCR)静电放电(Electrostatic discharge,ESD)保护器件,获取工作状态的I-V曲线。结果表明,随着漂移区间距缩小,单位面积的失效电流增大,器件的ESD保护水平提高,但器件的维持电压减小,器件的鲁棒性降低。仿真提取关键点的少数载流子浓度、电流密度、电压强度等电学特性,根据采样结果和理论分析,内部载流子输运能力增强,但导通电阻无明显变化是该现象的内在原因。采用0.5μm 5V/18V CDMOS(Complementary and double-diffusion MOS,互补型MOS和双扩散型MOS集成)工艺流片并测试器件,测试结果证实了仿真结论。为了提高器件的失效电流且不降低维持电压,利用忆阻器无源变阻的特性,提出了一种新型的LDMOS-SCR ESD保护器件(M-ESD器件),理论分析表明,该器件内部忆阻器与寄生晶体管组成的系统能够有效地协同工作,在不增大芯片面积和不降低维持电压的情况下,使器件的失效电流增加,提高器件保护水平。     

应用于中红外波段的阵列化多孔硅一维光子晶体的制备

首先通过光刻工艺制作了阵列化岛状硅衬底,然后利用交替变换阳极腐蚀电流,通过合理地控制制备参数,适当的热氧化条件,成功地制备了禁带中心位于5μm、6μm、7μm、10μm的阵列化多孔氧化硅一维光子晶体.随后在其表面淀积一层低应力的Si3N4,通过原子力显微镜(AFM)和傅里叶红外反射谱(FTIR)测试证明,沉积Si3N4后该结构仍然具有良好的平整度和较高的反射特性.该阵列结构不但具有较好的隔热和高反射特性,而且岛状的阵列结构可使其与其他器件互联变得简单易行,必将为制备多功能、一体化器件提供有利条件.     

含有碘甲烷的混合气体脉冲放电特性研究

含碘甲烷的混合气体脉冲放电是研究放电引发的脉冲氧碘化学激光器的基础和前提保证。研究了碘甲烷的混合气体脉冲放电特性,实验发现,击穿电压和峰值电压与气体压强、电极间距和初始电压的乘积成线性关系,注入能量与气体压强、放电气体的体积及初始电能的乘积成线性关系。     

Correlation investigation between contact approach speed of handheld metal rod and discharge parameters from charged human body

Characteristic measurement of contact discharge currents are made through a hand-held metal rod from charged human body. Correlation coefficients are obtained, through Statistic Package for Social Science （SPSS）, for various charge voltages, which is based on the effect test of electrode contact approach speeds on discharge current parameters of current peaks, maximum rising slope and spark lengths. Discharge parameters at charge voltage 300V are independent on approach speed. For charge voltages equal to and higher than 500V, the contact approach speed has strong positive correlation with discharge parameters of the peak current and the maximum rising slope, whereas has strong negative correlation with the spark length.     

提高钼尖锥场致发射阵列阴极发射性能的研究

在利用微细加工技术和双向薄膜沉积工艺制得的钼尖锥场致发射阵列阴极进行实用化的过程中，目前存在的两个主要障碍是，阴极发射电流密度低和工作不稳定。通过对阴极发射失效机理和失效阴极的SEM照片进行研究认为，导致电流密度较低的原因是由于尖锥阵列的不均匀性造成只有部分尖锥发射电子；引起发射不稳定的主要因素是由于尖锥表面的微凸起和毛刺以及它吸附的各种影响有效功函数的污染物。采用电阻限流技术提高了阵列发射的均匀性，同时通过阴极老炼技术增强了场发射的稳定性，使其电流发射密度有很大程度的提高，而且电流波动也大为减小。研究结果对于该阴极在射频功率和平板显示等器件上的应用有着重要的意义。     

砷掺HgCdTe长波红外光电二极管阵列的制备与性能

采用砷(As)掺杂HgCdTe材料研制了响应截止波长为12.5 μm,规格为256×1的长波红外光电二极管阵列.实验设计了一种新的pn结测量方法,测量发现砷掺长波HgCdTe材料离子注入形成pn结深度在3.6～5.3 μm之间,而其最大横向尺寸大约是设计尺寸的1.3倍.实验采用一种改进的表面处理工艺制备了砷掺HgCdTe长波红外光电二极管阵列,获得了良好的电学性能,该工艺与常规表面处理工艺相比可以使器件峰值阻抗提高2个量级,而-0.5v偏压下的动态电阻可提高约30倍.研究认为,器件性能提高的原因是由于改进工艺可以有效抑制器件表面漏电流.     

表面形貌对定向氧化锌阵列场致发射性能的影响

采用热蒸发的方法生长不同形貌的ZnO纳米材料。通过调节反应温度和氧气流量,生长了梳状ZnO ,ZnO纳米针和ZnO纳米柱状。场致发射测试结果表明一维纳米ZnO材料的表明形貌对其开启电场和发射电流有很大的影响。ZnO纳米柱阵列的开启电场最低,电流密度最大。这是由于它与衬底的良好接触以及较弱的场屏蔽效应。实验结果表明ZnO纳米柱阵列是一种优良的场致发射器件的冷阴极材料。     

列阵半导体激光器中热相互作用及改进技术的研究

从半导体激光器产生的热量在热沉中的扩散入手 ,对列阵单元器件间的热相互作用进行了分析 ,提出了该过程是通过热流的扩散而发生作用的观点。通过这一分析获得了确定列阵器件中单元器件间距的理论依据。对二维列阵中上、下层器件的热相互影响以及脉冲工作的占空比进行了讨论 ,并将结果应用到 1.55μm半导体激光列阵器件中。采用漏光波导结构的单元器件 ,实现了二维 2× 2 ,2× 4两种列阵 ,其脉冲输出峰值功率分别达到 7W和 11W。     

钼尖场致发射阵列阴极的性能研究

利用微细加工技术和双向薄膜沉积技术对钼尖场发射阵列阴极的工艺进行了较为细致的研究，并在专用的真空系统中对所得阵列阴极的发射性能进行了测试，得到了一定的场致发射电流密度值。测试中采用数据采集系统监测栅极电压、阳极电压、阳极电流和栅极电流，测量了阴极阵列的发射稳定性和发射噪声。对发射的失效机理进行了实验研究和分析，认为发射失效的主要原因在于栅极和基底之间的漏电，尖锥和棚极孔间的暗电流，电极间的放电和放气，以及环境真空度和尖锥的均匀性等。所得结果以进一步开展有射频器件和显示器件方面的应用研究打下了一定基础。     

NT50型中子管离子源放电特性研究

通过NT50型中子管离子源放电特性实验，测量放电电流与离子源电压和管内压强的关系，做出三者对应关系的相应曲线，进行数据分析，得到放电规律，从而确定离子源结构，找出离子源的最佳工作状态和工作参数，提高中子管产品质量。     

小型激光器新颖放电结构的研究

根据微空心阴极自持放电(MCSD)基本结构设计的一种新型放电结构是把多个MCSD并联在一起构成多级放电链,产生高气压、大体积、高电流密度的均匀辉光放电等离子体,用来作为小型激光器的增益介质。利用该放电结构进行了空气放电实验,记录了放电等离子体图片,测量了放电的伏安特性曲线,发现该结构在整个放电区域都具有正的微分电阻系数。在气压P=26.7 kPa,放电电流I=40 mA时,估算放电等离子体中电流密度、电子密度和功率密度分别为6.4 A/cm2, 3.7×1015 cm-3, 4.67 kW/cm3。实验结果表明利用多个MCSD并联构成多级放电链制作小型激光器是可行的。     

彩色PDP技术现况与发展

本文着重介绍彩色交流等离子体电视的技术现状和发展，讨论表面放电式PDP技术的发展和存在的问题以及当前研究的重点。此外，还介绍了东南大学研究开发的荫罩式PDP的特点，并与表面放电式PDP进行了比较。