SOI基锗共振腔增强型光电探测器的制作与性能测试

在超高真空化学气相沉积设备上,利用低温生长的硅锗和锗作为缓冲层,在SOI衬底上成功外延出高质量的锗薄膜.基于谐振腔增强型探测器(RCE)理论,模拟优化了有源层和上下反射层的厚度尺寸.传输矩阵方法计算结果显示:将SOI衬底自有二氧化硅、硅层作为一对下反射层的情况下,取2对SiO_2/Ta_2O_5作为上反射层时,量子效率可以达到接近56%.制作的SOI基锗光电探测器,暗电流密度为0.65 m A·cm~(-2).在8 V的偏压下,探测器在1 550 nm处响应度1.45 m A·W~(-1),可以观察到探测器的共振现象.     

室温下硅与硅锗合金的热电性能研究

采用第一性原理方法研究在温度为300 K时,硅单质和两种锗组分不同的硅锗合金的热电性能,发现虽然硅的热电功率因子S2σ较大,但由于其热导率也高,故不是良好的热电材料,但若与其同族的元素锗形成合金,就可使材料的热导率得到显著下降,伴随而来的载流子迁移率的下降则远不如热导率明显,从而可获得较大的热电优值,而且在硅锗合金中锗含量不同时,热电优值也会有变化.     

面向微处理器时钟发布的硅基无线发射器设计

基于硅基天线和电磁波传输的无线互连技术,设计实现了一种面向微处理器的无线时钟分布发射器电路,包括一个长2.6 mm、宽30 μm、集成在硅衬底（电阻率为10 Ω·cm）上的偶极折叠天线、高频锁相环、驱动和匹配电路.其中,硅基折叠天线提高了芯片的面积利用率,并通过在硅衬底与散热金属之间引入金刚石介质来提高折叠天线的传输增益.同时,为了减小信号传输功率的损失,在电路与硅基天线之间进行了阻抗共轭匹配,设计实现了中心工作频率11 GHz的低噪声锁相环,在频率偏移为3、10 MHz处的相位噪声分别达-116、-127 dBc/Hz.结果表明,所设计的发射器有效面积为0.85 mm2,能够提供低抖动、稳定的高频全局时钟源.     

GPON技术和应用研究

GPON技术作为功能完备、先进,而且操作简单、使用方便、应用前景广阔的技术,具有高带宽,高效率,大覆盖范围,用户接口丰富等众多优点,一直被普遍关注,该技术已经能够满足未来随时可能启动的大规模商用要求,本文主要聚焦于阐述GPON最新的互通规范、标准和演进技术方面的进展。     

硅雪崩光电探测器加速工作寿命试验应用研究

为了通过加速寿命试验评估硅雪崩光电探测器的工作寿命,通过FMEA分析和摸底试验,确定了硅雪崩光电探测器的主要失效模式、敏感应力和极限应力,设计并实施了加速工作寿命试验,得到了与理论分析和摸底试验相同的结果:温度应力是影响硅雪崩光电探测器工作寿命的主要应力,最高工作温度应力极限是130℃,对温度应力敏感的参数是暗电流和前放静态输出电压,验证了加速工作寿命试验方案的合理性和可行性。     

GPON技术和应用研究

随着通信技术的不断发展,人们对网络的带宽要求不断提高,新兴宽带业务的不断出现,传统的宽带接入技术很难保证用户的高带宽需求,国内外运营商也在加快推进软交换部署、AG综合接入、FTTx光纤接入等新技术应用和网络转型。GPON技术利用光波作载波,以光纤作为传输媒质,采用波分复用技术,具有高带宽,高效率,大覆盖范围,用户接口丰富等众多优点,相比其他光接入技术具有明显的优势。被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化,综合化改造的理想技术,并且在国内外市场上得到了一定规模的应用。     

碘化钠探测器和高纯锗探测器γ能谱仪性能比较

用碘化钠(NaI)闪烁体探测器和高纯锗(HPGe)半导体探测器γ能谱仪测量了^137Cs-^152Eu标准放射源和铅室本底的γ射线能谱．分析研究NaI探测器与HPGe探测器的能量分辨率、探测效率等特性，通过能谱分析还给出了铅室本底中可能含有的放射性核素，并对HPGe探测器进行了部分能量范围内的效率刻度．     

高纯锗探测器在粒子物理与天体物理中的应用

本文介绍了近年来高纯锗探测器技术的发展和新型高纯锗探测器在粒子物理、天体物理领域的应用,特别是高纯锗探测器在暗物质直接探测、双β衰变实验等极低本底的重要基础前沿研究方面的应用.中国已经建成了世界垂直岩石覆盖最深的地下实验室——中国锦屏地下实验室.中国科学家组成的CDEX研究团队拟利用吨量级的点接触电极高纯锗探测器阵列系统,在中国锦屏地下实验室开展暗物质直接实验研究,本文也介绍了这一实验计划.     

高纯锗探测器探测效率的MCNP模拟

利用同轴型高纯锗(HPGe)探测器测量152Eu和133Ba在15cm处的探测效率,调节探测器死层厚度和冷指尺寸,利用Monte Carlo方法对同轴型HPGe探测器的全能峰效率进行模拟计算,并将计算效率与实验效率进行比较.结果表明,当HPGe探测器的死层厚度为0.22cm,冷指半径和长度分别为0.301cm和1.00cm时,模拟效率与实验效率相符。     

非硅微电子学:锗与锗锡场效应晶体管

本文讨论了非硅微电子学,即在硅衬底上利用非硅沟道材料实现互补型金属氧化物半导体(Complememaw Metal Oxide Semiconductor,CMOS)集成电路的微电子科学与技术.文章重点综述了高迁移率锗与锗锡沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)以及隧穿场效应晶体管(Tunneling Field Effect Transistor,TFET)的研究进展.锗与锗锡具有比硅(Si)材料高的空穴和电子迁移率且容易实现硅衬底集成,是实现高迁移率沟道CMOS器件的理想备选材料.通过调节锡组分,锗锡材料可实现直接带隙结构,从而获得较高的带间隧穿几率,理论和实验证明可用锗锡实现高性能TFET器件.本文具体分析了锗锡MOSFETs和TFETs器件在材料生长、表面钝化、栅叠层、源漏工程、应变工程及器件可靠性等关键问题.     

硅镓锗砷的反常散射因子

本文在略述反常散射后,给出几种最常见半导体元素硅,镓、锗、砷在 K 吸收限附近的反常散射因子的模拟表达式,并作了简单讨论。     

硅紫外光伏探测器件响应度的研究

分析了硅紫外光伏探测器件的响应度与器件使用模式之间的关系。研究了包括网格结构在内的３种版图设计及所对应的响应度。结果表明，网格结构对改善紫外响应度的实际作用只是减小了串联电阻。细致讨论了光伏器件串联电阻的主要来源，给出了串联电阻对紫外响应度发生显影响时所对应的估算数值。     

硅基Ⅳ族材料外延生长及其发光和探测器件研究进展

硅基光电集成回路是信息时代最具影响力的核心技术之一,由硅基光源、光电探测器、光调制器等模块组成.硅材料是微电子集成电路的基石,然而在光电集成方面却遇到了瓶颈.首先,由于硅是间接带隙材料,其发光效率极低,因此难以应用于硅基高效光源的研制.其次,硅在近红外通讯波段吸收系数很低,因此在近红外光电探测器的应用中具有较大的局限性.然而,研究者发现,通过能带工程将硅与其他Ⅳ族材料相融合不仅可以有效提高直接带高效发光效率,同时能使材料在近红外波段具有较高的吸收系数.因此,以Ⅳ族材料为基础,与硅工艺兼容的硅基光电集成回路引起了研究者的广泛关注.本文综述了课题组在硅基材料外延生长及其发光和探测器件方面的研究进展.介绍了硅基Ⅳ族材料Ge,SiGe/Ge异质结和量子阱材料的外延生长技术,以及硅基GeSn量子点发光材料的制备新方法.基于硅基Ⅳ族异质结构材料,发展调制金属与半导体接触势垒高度新机理,研制了多种结构的光电探测器.设计并制备了与互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)结构兼容的横向异质结以及双有源区垂直共振腔型两种结构硅基电致发光器件,有效提升器件的发光性能,并观察到应变锗发光增益现象.     

高纯锗探测器的GeKX逃逸峰及其识别

本文计算了Ge的KαX射线光子逃逸所致之逃逸峰的强度,给出GMX型探测器逃逸峰的实验数据,说明了识别逃逸峰的方法,并提出锗探测器用于低能光子能谱测量的注意事项。     

高纯锗探测器应用于稀有事例探测的研究进展

高纯锗探测器（HPGe）对于低本底稀有事例探测的发展具有重要的意义．本文介绍了HPGe的工作原理及其制备工艺,分析了对探测器起关键作用的钝化层和死层部分,并讨论了降低本底的关键技术．对于HPGe应用于包括暗物质探测和无中微子双贝塔衰变的稀有事例探测实验的进展,重点介绍了应用HPGe的CDEX、SuperCDMS、GERDA、MAJORANA等国际领先的稀有事例探测合作组相关实验技术和物理进展,进一步分析了HPGe用于下阶段国际稀有事例探测的发展方向．      

锗、硅对水稻营养生长的影响

用０～３．０ｍｇ／Ｌ浓度ＧｅＯ２对水稻种子浸种处理之后,在木村Ｂ培养液中培养,并分别以６个浓度继续添加ＧｅＯ２溶液．另用不同浓度的ＧｅＯ２和ＳｉＯ２混合溶液培养水稻,测定其营养生长期的整株鲜重、根鲜重、地上部高、叶绿素含量、根系活力以及叶过氧化氢酶（ＣＡＴ）、叶多酚氧化酶（ＰＰＯ）、根过氧化物酶（根ＰＯ）和叶（ＰＯ）．实验表明,随着培养时间延长,上述生理指标值有所变化,其中前６项正常生理指标值,随着ＧｅＯ２浓度提高而减少,后３项衰老指标则随着ＧｅＯ２浓度提高而有增加趋势,表明３种酶活性的提高以缓解ＧｅＯ２对水稻的毒害作用．各生理指标与ＧｅＯ２浓度之间呈明显相关关系．同时,还发现了一定浓度的ＧｅＯ２对水稻生长有抑制和毒害作用,而较高浓度的ＳｉＯ２可适度缓解该抑制作用．     

锗探测器效率曲线的半经验公式拟合

本文介绍了用半经验公式对60-2600 keV能区同轴Ge(Li)、HPGe探测器对圆柱型体源探测效率曲线的拟合,通过与八参数函数进行比较,说明了半经验公式的适用性.且提出了半经验公式修正项.     

硅基薄膜太阳电池研究现状

硅基薄膜太阳电池由于材料成本、转换效率等特点受到人们的关注,就非晶硅薄膜、多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和非微叠层太阳电池的研究现状做了简要的分析。