石墨烯霍尔元件

回顾了石墨烯霍尔元件的现状,并展望了其应用前景.石墨烯霍尔元件能够充分发挥石墨烯材料迁移率高和单原子薄层等优势,规避其没有带隙或者小带隙的缺陷,其主要的性能包括灵敏度、线性度、分辨率、温度稳定性等都超过了基于传统半导体材料的霍尔元件,而且制备工艺简单,容易得到高性能的石墨烯磁敏传感器.基于化学气相沉积(CVD)生长并转移到绝缘基底上的石墨烯材料,批量制备出高质量性能均匀的石墨烯霍尔元件.通过低温的器件加工工艺,将石墨烯霍尔元件集成到硅基互补性金属氧化物半导体(CMOS)电路中,实现了高性能混合霍尔集成电路,展示了石墨烯霍尔元件与硅基CMOS集成电路良好的工艺兼容性.     

取消进口配额之痛

数码相机成像过程CMOS传感器周围的电子器件,如数字逻辑电路、时钟驱动器以及模/数转换器等,可在同一加工程序中得以集成。CMOS传感器的构造如同一个存储器,每个成像点包含一个光电二极管、一个电荷/电压转换单元、一个重新设置和选择晶体管,以及一个放大器,覆盖在整个传感器上的是金属互连器(计时应用和读取信号)以及纵向排列的输出信号互连器,它可以通过简单的X-Y寻址技术读取信号。     

超低功耗尖峰视锥感受器及其颜色感知应用

<正>传统机器视觉依赖于CMOS/CCD图像传感器获取视觉信息,并依赖于冯·诺依曼架构的计算机处理这些信息.这种信息获取模式是由人工创建的同步计时和控制信号进行驱动和控制的,这些人工创建的信号与视觉信息的来源及其动态没有任何关联性,因而包含大量的低特征密度的信息.而生物系统中视觉的形成是由视网膜上的光感受器接收光强和颜色信息,并将其转化为尖峰电位传入视神经且送至大脑的视觉皮层进行感知处理^[1].     

集成微流控芯片

作为一种能够在微米级尺度操纵液体的新兴技术, 微流控芯片已经受到科学家们的广泛关注. 高密度集成的微流控芯片装置可以实现高通量并行化的实验以及多种操作单元的功能一体化, 作为一种新的方法学平台, 已经越来越多地应用于化学和生命科学的研究中. 本文着重介绍了集成化微流控芯片装置的基本概念、构建方法、及其在细胞生物学、分子生物学以及化学合成应用研究中的最新进展, 尤其强调了集成微流控芯片系统在传统方法难以达成或实现的单细胞和高通量的研究中的优势, 展望了集成化微流控芯片在化学以及生命科学中的应用前景.     

多波长激光发射光子集成技术

针对光子集成芯片设计和制造中所面临的难点, 对多波长激光发射光子集成芯片中的多波长激光器阵列、单片集成, 芯片模块化耦合封装等核心技术进行了阐述. 利用重构等效啁啾技术, 二次压印模板技术, 大幅度放宽光子集成芯片对制备工艺中的苛刻要求, 降低了芯片制造成本; 通过端对接耦合技术和铟磷基阵列波导光栅技术, 解决了有源无源波导的单片集成问题; 建立了多端口分析模型, 实现了多参量动态特性的测试, 提出了寄生参数补偿的封装技术, 大幅度提升了芯片性能.     

阻变存储器无源高密度交叉阵列研究进展

阻变存储器(resistive random access memory, RRAM)以其结构简单、操作速度快、可缩小性好、易三维(3D)集成、与互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺兼容等优势成为下一代非挥发性存储器的有力竞争者之一,但基于阻变存储器无源交叉阵列中的交叉串扰问题影响了其实现高密度存储的应用和发展.本文简单介绍了阻变存储器交叉阵列中的串扰现象,详细综述了避免无源交叉阵列串扰的1D1R(one diode one resistor)结构、1S1R(one selector one resistor)结构、背靠背(back to back)结构及具有自整流效应的1R(one resistor)结构.同时,对基于阻变存储器无源交叉阵列实现高密度存储的研究发展趋势以及面临的挑战进行了展望.     

Si/SiO_2异质界面的超精细硅量子线

作为半导体科学技术研究前沿领域的硅低维量子结构,它无论在低维物理基础研究,还是在技术应用上,都具有十分重要的意义.硅量子线作为纳米电子学的基础,将发展实现特大规模集成电路和开拓新一代硅量子效应的器件;同时,这种人工设计的一维微结构材料的能带结构不同于天然硅材料,可望获得高的发光效率,用于发展硅基集成光电子技术.国际上采用先进的材料生长手段和各种亚微米级以至纳米级的超微细     

多孔硅注入稀土离子Eu~(3+)对发光的影响

发光多孔硅材料的研究作为21世纪的关键新技术而受到重视,因为可用便宜而且工艺成熟的硅材料制备发光器件,实现全硅光电子集成.由于硅是当今应用最广泛的半导体材料之一,尤其是在大规模集成电路中的应用,如果能实现多孔硅发光的应用,将给光电子行业带来难以估量的影响,现在多孔硅已实现了红、绿、蓝光的发射,电致发光也已实现,使多孔硅向实用化迈出了一大步.     

微波通信在联网监控方面的应用

文章提出了一种基于2.4/5.8GHz频段的无线宽带图像传输系统设计原理和实现方案,简要介绍了该系统的构成及设备选型,描述了无线传输在高速公路方面的具体应用,设计了4个子系统方案,通过在区域路段构建了该微波无线宽带图像监控系统,具有任何时间、任何地点,实时数据、图像及视频信号的传输、存储、取用以及监控的作用.     

SiO2薄膜注Si^＋后的蓝光发射

由于成熟的硅平面工艺已使硅成为目前不可取代的最重要的半导体材料,因此为了实现未来的硅基光电子集成,硅基发光材料正成为研究热点.广泛应用于硅集成电路中的SiO_2.薄膜有可能成为一种硅基发光材料.最近有人采用高注入能量在硅基SiO_2.薄膜中注入高剂量Si~+,获得了约为2.0eV的光致发光.假如SiO_2薄膜还可以发射绿光和蓝光,则为全色显示提供了必要条件.虽然某些SiO_2块体材料在低温下存在～2.7eV的光致蓝光峰,但有人报道SiO_2薄膜中不存在～2.7eV的蓝光发射.我们采用离子注     

浅议图像拼接算法

图像拼接在摄影测量学、计算机视觉、遥感图像处理、医学图像分析、计算机图形学等领域有着广泛的应用价值,它是指将一组相互间重叠部分的图像序列进行空间匹配对准,经重采样合成后形成一幅包含各图像序列信息的宽视角场景的、完整的、高清晰的新图像的技术.一般来说,图像拼接的过程由图像获取、图像配准、图像合成三步骤组成,其中图像配准是整个图像拼接的基础.     

标准CMOS工艺下单片集成MSM光电探测器的 2 Gb/s光接收机

在标准互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺下设计了1种单片集成金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal, MSM)光电探测器的光接收机. 带有源反馈和负米勒反馈电容的跨阻前置放大器用来提高光接收机的带宽. 由于MSM光电探测器具有较高的响应度, 所以光接收机的灵敏度得到改善. 由于MSM光电探测器的寄生电容较小, 在特许半导体0.35 μm工艺下实现了带宽为1.7 GHz的光接收机. 测试结果表明, 在-15 dBm的光功率和误码率为10^-9的条件下, 光接收机的数据传输速率达到了2 Gb/s. 在3.3 V电压下, 芯片的功耗为94 mW.     

声学计算超材料

尽管数字信号处理器已广泛用于执行复杂计算任务,但仍存在诸多不足,譬如模-数转换器成本高昂、运算复杂度高、低速和高功耗等.出于这个原因,最近人们对基于波的模拟计算产生了浓厚的兴趣.这种计算避免了模-数转换并可以执行大规模并行运算,特别是借助人工设计的超材料,一些对声波进行模拟计算的新方案陆续被提出.这种被称为计算超材料的计算系统,其计算速度可以与波速一样快,尺寸与波长一样小,可以对传入的波包进行复杂的数学运算,甚至可以执行积分、微分方程的计算.这些功能有望实现基于声波传播的新一代超快速、紧凑和高效的计算硬件.本文讨论了声波计算超材料领域的最新进展,调研了用于执行模拟计算的最新的超结构.接着,进一步介绍了声波计算超材料的应用,包括图像处理、边缘检测、方程求解和机器学习.最后,对研究的关键问题和未来可能的方向进行了展望.     

终极智能武器——"苍蝇机器人"

从电视新闻、报纸杂志中,我们不时可以发现一些关于智能仿真技术应用--机器人的报道.大家对机器人的理解往往是其体积过于庞大、行动过于笨拙,这是由于机器人的视觉传感器、机械传感器和反应模块不灵敏引起的,而指挥机器人动作的"大脑"--信息处理器无法及时判断、处理有关信息也是造成机器人行动笨拙的另一个重要原因,更体现出传统机器人在设计上的缺陷和在技术上的不成熟.为了解决这些难题,世界各国科学家一直试图通过对自然界生物生理及其运动的研究,寻找解决的方案.     

微波通信在联网监控方面的应用

文章提出了一种基于2.4/5.8GHz频段的无线宽带图像传输系统设计原理和实现方案,简要介绍了该系统的构成及设备选型,描述了无线传输在高速公路方面的具体应用,设计了4个子系统方案,通过在区域路段构建了该微波无线宽带图像监控系统,具有任何时间、任何地点,实时数据、图像及视频信号的传输、存储、取用以及监控的作用。     

硅基SiNxOy薄膜的光致发光

为了实现硅基光电子集成,人们正在致力于探求合适的硅基发光材料.由于SiO_2薄膜是硅集成电路中重要的掩蔽膜和介质膜,因此人们正在将它作为一种有前途的发光材料进行研究,并获得了一些有价值的结果众所周知,SiN_xO_y薄膜也是硅集成电路中重要的掩蔽膜和介质膜,由于它比SiO_2薄膜具有更多的优点,并在超大规模集成电路中得到了越来越多的应用,所以研究SiN_xO_y薄膜是否可以成为一种合适的硅基发光材料也就显得十分有意义了.就我们所知,还没有文献报道SiN_xO_y薄膜光致发光(PL)特性的研究.     

多晶硅片PL和电池效率的对应关系

采用光致发光(PL)测试仪测试了多晶硅片的PL图像中的各参数与其制备为电池后的转换效率的关系,并分析了电池参数和PL图像参数的相互关系.采用自主编制的一款软件,分析了PL图像的黑丝比例和归一化PL强度参数,并计算对应硅片的数值结果.PL测试完成后,依次顺序制作了太阳能电池,并测试其电池效率和开路电压(V_(oc))等.实验结果表明:V_(oc)和PL图像归一化PL强度相关性良好,但与PL图像黑丝比例相关性差;而电池转换效率与PL图像归一化强度、黑丝比例相关性均不强.其原因是PL光致发光主要测试的硅片材料性能与电池V_(oc)相关,而电池转换效率不仅受硅基材的影响,还受电池工艺的影响,比如制绒工艺、扩散工艺、镀膜工艺等.本文利用半导体相关原理推导出了电池V_(oc)和归一化PL强度的相关性表达式,从原理上证明了归一化PL强度与电池V_(oc)的相关性,表明归一化PL强度与多晶硅片质量具有更高的相关性,更具指导意义.     

面向21世纪的Si基光子学

Si基光子学是近年来在半导体光电子学和纳米材料科学领域中迅速发展起来的一个新型分支学科,旨在研究各类Si基低维材料的发光特性,各种Si基光子器件的设计与制作,并进而实现用于现代光通信技术的全Si光电子集成电路。预计在未来10年内,随着Si基纳米材料发光效率的提高,器件制备技术的进步和光电子集成工艺的成熟,Si基光子学的研究将出现重大突破性进展,并很有可能引发一场新的信息技术革命。本文着重介绍了用于Si基光电集成的光子学材料、器件与工艺在近3~5年内所取得的研究进展,并预测了它们的未来发展趋势。     

集成光纤的微流控电泳芯片制作技术

利用印刷电路板技术制作芯片模具, 以PDMS为材料制成微流控电泳芯片. 该芯片上集成有光纤, 靠光纤传输激发光, 使激发光斑的大小与微流控沟道的深度尺寸相接近, 提高了检测灵敏度, 省去了光学聚焦系统. 对集成光纤的微流控电泳芯片的加工工艺和封装方法进行了探讨. 用所制作的芯片对FITC(异硫氰酸荧光素)和以FITC标记的氨基酸进行了分离, 结果证明了该芯片的可行性.     

让你的芯片加足马力

前不久,一家德国新闻电视台报道,德国科学家最近发明的一种“虚拟处理器”可有效分配处理器工作资源,协同提高芯片实际工作速度。这一名为“我的虚拟处理器”(MyVP)的新发明为一块嵌入式芯片,其核心设计思想是减少因电器各部件处理速度差异而导致的过量等待时间。这种芯片可以被装置在诸如手机、冰箱及汽车等各种配有微处理器的电器部件中,其工作原理是将处理器的处理容量分配给多个虚拟单元,使其他工作速度相对较慢的部件不影响整个电器的工作速度。