基于FIB-SEM双束系统的纳尺度真空间隙电学特性原位实验装置

纳米尺度真空电气击穿与绝缘特性研究是高电压与绝缘技术领域的前沿课题.一方面,随着微纳尺度加工技术的不断发展,电气部件和电子器件的特征物理尺寸已经逐步降低到微米、纳米甚至是分子原子尺度,并且在军事和民用领域得到越来越广泛的应用;另一方面,传统的放电击穿理论和绝缘性能评价方法无法用来解释和预估微纳尺度的放电特性和绝缘水平.因此,本文基于聚焦离子束和扫描电子显微镜(FIB-SEM)双束系统,借助纳米压电位移技术和微弱电流测量技术,建立了纳尺度真空间隙电学特性的原位研究系统.该系统不仅能够进行微纳尺度(曲率半径为15 nm~10μm)金属电极的原位加工,材料组成成分的定量分析,而且可以实现纳尺度真空间隙(>20 nm)的放电特性研究,为纳尺度击穿规律和绝缘特性的实验研究提供了有力的支撑.     

光栅辅助的表面波传感器研究

采用严格耦合波方法研究了普通棱镜耦合的表面波传感器与光栅辅助的表面波传感器的传感特性。设计了工作在1550nm处的一维光子晶体与光栅的材料参数与结构参数。光栅的深度为20nm,周期为524.6nm,占空比为0.5。模拟计算表明,光栅的引入导致双共振峰的出现,表面波的模式出现分裂。当外界折射率变化时,两个共振峰向相反的方向移动。利用双共振峰的这种特性进行传感,可以使光栅辅助的表面波传感器的角度灵敏度提高到普通棱镜结构的表面波传感器的3倍以上。     

非高斯系统下卡尔曼滤波算法误差性能分析

针对非高斯噪声对卡尔曼滤波误差性能存在影响的问题,通过计算不同分布之间信息距离的方法来度量噪声分布序列的非高斯程度。分别针对符合高斯分布、均匀分布、伽马分布、瑞利分布的随机噪声序列,在噪声均值和方差相同的条件下,采用卡尔曼滤波算法进行仿真实验,考察其滤波结果的误差性能。实验结果表明:上述三种非高斯分布的非高斯程度不同;非高斯系统和高斯系统滤波结果的误差性能基本一致。     

基于光子晶体波导的折射率传感器的灵敏度优化设计

通过研究波导两侧缺陷处的折射率对二维光子晶体波导透射光谱的影响,提出一种提高折射率传感器灵敏度的方案。计算结果表明光子透射带上边沿的偏移量与传感区折射率的大小存在一定关系,在相同的折射率变化量下通过改变波导两侧缺陷处圆孔的相关几何参数可极大提高光子透射带上边沿的偏移量,即提高折射率传感器的灵敏度。通过优化设计,传感器的灵敏度由折射率变化区间0.0~1.0的55 nm/RIU(RIU表示折射率单元)与1.1~2.0的36 nm/RIU分别提高到对应的405 nm/RIU以及222 nm/RIU。     

纳米量子点能级以及能隙计算和修正

用一个简单模型分析了量子点产生能级的原因,推导出能级与量子点尺寸的表达式。根据量子点表面势垒为有限值的特点以及表面存在衰减波,提出量子点内电子波函数不完全满足驻波条件的观点,在量子点的能级表达式中引入一个修正系数。结合量子点表面衰减波的特征,给出量子点修正系数的计算方法。通过理论计算表明：量子点的能级以及能级之间的能量差（间隙）不但与量子点的尺寸有关,而且与其边界条件有关。特别是对于非光滑的表面,其表面势垒对量子点的能级与能隙影响非常大。     

金属离子掺杂纳米TiO2薄膜光阳极的性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备TiO2多孔薄膜,掺杂不同功函数的金属离子制备M-TiO2纳米薄膜电极,XRD、AFM,UV-Vis检测M-TiO2结构、形貌和性能.结果表明:掺杂摩尔分数2%的金属离子没有改变TiO2的晶格结构,但其吸收峰在可见光区都发生明显的红移,禁带宽度降低,掺杂后的M-TiO2电极比没有掺杂的T...     

一类新的宽间隔跳频序列族的构造

基于GF（p)上的m序列构造的最佳跳频序列，提出了一种宽间隔跳频序列族的构造方法。通过理论推导和计算机模拟，表明该宽间隔跳频序列族具有较好的汉明相关性能，略差于最佳跳频序列族。     

二维介质PBG结构的工程设计

针对介质材料中按二维菱形周期排列空气圆孔的PBG结构，采用平面波展开法结合迭代技术的理论分析程序，对结构尺寸与介质参数的不同组合进行了批量计算，根据对计算结果的分析，归纳出阻带范围与结构参数之间的函数关系，经数据拟合得出一组准确而快捷的工程设计公式，还给出了根据预期的阻带范围设计PBG结构参数的简明步骤，实例验证了该组公式的实用性。     

复周期结构光子晶体的光子能带特性研究

本文构思了一种每个周期内部有几个不同的小单元的复周期结构光子晶体，并利用光学传输矩阵法对这种光子晶体进行了数值模拟计算。计算结果表明，这种复周期结构光子晶体比普通结构的光子晶体多出1个大的光子禁带区。适当调整参数还可以分别获得多通道窄带滤波特性、带通滤液特性和窄带透过特性。