基于压电力显微镜的铌酸锂电畴稳定性研究

研究了Z切700 nm厚的单晶铌酸锂(LiNbO₃)薄膜电畴的调控方法。利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对单晶LiNbO₃薄膜的晶向和形貌进行了表征,并通过外加电场对单晶LiNbO₃薄膜电畴进行调控。研究结果表明,该LiNbO₃薄膜具有单一的(006)衍射峰,表面光滑、粗糙度低(均方根粗糙度小于1 nm)。通过外加电场和预设电畴图案对LiNbO₃电畴进行精准调控,并测试了电畴稳定性。测试结果显示,调控后的电畴在温度为25~150℃内处于稳定状态,且在30 d内保持稳定,未发生弛豫现象。该研究为LiNbO₃电畴工程器件的研发和应用提供了重要的技术支撑。     

IEC/TC108 2021年秋季虚拟会议综述

介绍TC108 HBSDT工作组2021年秋季虚拟会议情况,包括IEC 62368-1第4版CD稿的意见讨论、专项小组的项目讨论和新技术提案等。     

回音壁微腔激光器电老化试验及寿命分析

为了考察深刻蚀结构的回音壁模式半导体微腔激光器的寿命,采用恒电流模式对InGaAsP/InP多量子阱耦合双圆微腔激光器进行了电老化试验,电流应力为100mA,老化总时长为1400h。对比了电老化试验前期、中期和后期器件的输出光谱和功率-电压-电流(P-V-I)特性,以器件稳定工作的电老化中期为例分析了器件的性能。分析了输出功率和阈值电流随时间的变化情况,判断出在电老化试验期间器件退化模式始终为渐进模式。以器件输出功率降到初始值的50%作为失效判据标准,在100mA电流下,器件的寿命约为1200h。     

考虑天然来水随机性的水火电系统机组检修计划

如何合理安排机组检修是水火电系统调度运行中的一项重要任务。在长时间尺度下,天然来水的随机性使机组检修计划本质上成为随机优化问题,通常采用场景法描述随机性,但其形成的高维优化问题难以直接求解。建立多场景耦合的水火电系统机组检修优化模型,利用多学科协同优化(Multidisciplinary Collaborative Optimization, MCO)方法将各场景间的非预期性约束及检修变量耦合约束解耦,实现了原问题的降维,且MCO结构具有内在的并行性。此外,在基于MCO的系统级优化问题中,用绝对值惩罚项替代二次惩罚项,保证该问题是一个混合整数线性规划问题,有利于提高计算效率。最后以某省级实际水火电系统为算例进行仿真分析,验证了所提模型和算法的有效性。     

计及置信容量的光热电站储热容量优化配置

为探索光热电站的容量价值,文中基于光热电站的容量置信度和度电成本,提出一种光热电站集热面积和储热容量优化方法。文中建立光热电站发电效率模型和经济性模型,基于序贯蒙特卡洛方法计算发电系统可靠性,使用粒子群算法计算光热电站置信容量,研究太阳倍数和储热时长分别对光热电站容量置信度和度电成本的影响;并以容量置信度和度电成本作为优化目标,使用加权理想点法建立目标优化函数、熵权法确定指标权重值,对太阳倍数和储热时长进行优化。以西北某地区光热规划为例,使用该地区实际太阳辐照资源数据建立模型,发现随着太阳倍数和储热时长的增加,容量置信度单调递增,而度电成本呈先降后升的趋势,可优化得到约束条件下最佳太阳倍数和储热时长。     

高温下In0.83Al0.17As/In0.83Ga0.17As红外探测器特性分析

非冷却热探测器的性能在光谱检测应用中仍需要提高。为了降低热噪声和减小暗电流,实现器件的高温工作性能,本文通过将器件的倍增层和吸收层分离设计后,选用In083Al017As作为倍增层材料,利用仿真软件Silvaco TCAD,详细探究了不同温度对器件暗电流和光响应度的影响规律。结果表明,在高温160～300K范围内,随着温度的升高,器件的暗电流增大,光响应度呈现先增大后减小的变化。利用公式进一步计算出,-500mV和300K时,器件的暗电流密度为0485 A/cm2,15μm处的峰值响应度为1818 A/W,零偏置微分电阻面积为0053 Ω·cm2,比探测率为326×109cm·Hz1/2·W-1。     

基于紫外光刻的双轴张应变Ge/SiGe多量子阱电吸收调制器北大核心CSCD

采用紫外光刻工艺(ultraviolet lithography technique,UVL),在互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)兼容的硅基平台上制作了基于悬空微桥结构在Ge/SiGe多量子阱材料中引入双轴张应变的低偏振相关电吸收调制器。利用拉曼光谱测试了器件引入双轴张应变的大小,并对器件在横电(transverse electric,TE)偏振和横磁(transverse magnetic,TM)偏振下的光电流响应、调制消光比和高频响应等性能进行了测试。器件的低偏振相关消光比在0 V/4 V工作电压下可达5.8 dB,3 dB调制带宽在4 V反向偏置电压时为8.3 GHz。与电子束光刻工艺(electron beam lithography technique,EBL)相比,采用UVL制作的器件在调制消光比、高频响应带宽等性能上略差一点,但具有曝光时间短、成本低和可大批量生产等优势,应用前景广阔。     

基于超级电容的列车制动能量回收控制策略

针对列车电制动回馈能量回收与利用问题,文中通过分析列车运行特性,重点探究了列车运行过程与牵引网电压波动之间的关系。结合牵引变电所供电功率与列车用电功率动态不匹配特性,采用车载式制动能量回收利用系统的方案,提出了基于列车用电功率动态变化的超级电容充放电控制策略。该方案主要由超级电容串并联储能单元和双向DC-DC变换器组成。利用MATLAB进行建模仿真分析,结果表明,该控制策略在有效回收利用列车制动能量的同时抑制了牵引网电压波动,为列车制动能量回收与利用提供了有效的解决方案。     

电动汽车锂离子电池荷电状态估算方法研究综述

锂离子电池具有循环寿命长、能量密度高、自放电率低、环境污染小等优点,在电动汽车产业中得到广泛应用.电动汽车中的电池管理系统(BMS)可以维护和监测电池状态,确保电池的安全性和可靠性.电池荷电状态(SoC)表示电池中剩余的电量,是BMS的重要参数之一,实时精确的SoC估算可以延长电池寿命,保障行驶安全.然而锂离子电池是一个高度复杂的非线性时变系统,电池寿命、环境温度、电池自放电等许多未知因素均会对估算精度造成影响,使估算难度大大增加.为了满足不同条件下对锂离子电池SoC精确、快速、实时估算的要求,需要对SoC估计算法进行进一步研究与改进.近年来已有相关文献对锂离子电池SoC的估算方法进行了综述,然而已有相关综述对估算方法的总结不够全面且缺少流程表达.该文首先介绍了锂离子电池的工作原理,阐述了影响电池SoC估算的因素;其次,通过总结最新的研究成果对电池SoC估算方法进行了归纳分析,根据各类算法的不同特性将其分为查表法、安时积分法、基于模型的方法、数据驱动的方法以及混合方法五大类,说明了各类估算方法的主要特征并对模型或算法的优缺点进行综合的比较和讨论;最后,对电动汽车中锂离子电池SoC估算方法的未来发展方向做出展望.