河北博威集成电路有限公司，河北 石家庄 050299
使用泛音SC切石英晶体谐振器的恒温晶振需含有电感的带通电路来抑制B模振荡，不利于恒温晶振小型化。该文建立了谐振器的振动模型和等效电参数的计算模型，利用B模、C模在电极内的法向电流密度分布差异对电极进行裁剪，设计了B模抑制电极，调整两种模式的压电耦合效率，成功设计出B模自抑制的19.2 MHz三次泛音SC切晶体谐振器。结果表明，该方法有助于小型化SC切恒温晶体振荡器使用泛音晶体，以实现更高的指标。
SC切谐振器 B模抑制 电极 等效电感 法向电流密度 SC cut crystal resonator B mode suppression electrode equivalent inductance normal current density
高灵敏度的有机光电探测器（OPD）具有从可见光到近红外（NIR）的宽带响应和优异的整体器件性能,在包括高质量生物成像在内的各种应用中起到了非常重要的作用。文章使用Silvaco TCAD模拟了一种活性层由宽带隙聚合物PBDTTT-C-T作为给体以及稠合八烷基小分子FOIC作为受体构成的混合物所制成的宽带有机光电探测器。模拟结果表明,器件的暗电流密度、外量子效益、可探测到的最低光强能力等各项指标达到了很好的水平,与实验数据吻合较好。由此,可认为模拟过程中所使用到的参数具有较好的可信度和使用价值,可以为同类型光电探测器的模拟与研究提供有益借鉴。
有机光电探测器 非富勒烯受体 暗电流密度 外量子效率 Silvaco TCAD Silvaco TCAD organic photodetectors non-fullerene acceptors dark current density external quantum efficiency
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室，上海 200083
2 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
3 中国科学院大学，北京 100049
采用闭管扩散的方法成功研制了截止波长2.2 μm的平面型延伸波长InGaAs探测器芯片。在分子束外延法（MBE）生长的In0.75Al0.25As/ In0.75Ga0.25As/ In0.75Al0.25As外延材料上，采用砷化锌作为扩散掺杂源、SiNx作为扩散掩膜层，实现了扩散成结。分析了扩散结深和载流子侧向收集宽度、I-V特性、光谱响应特性和探测率，结果表明：150 K温度下，器件暗电流密度0.69 nA/cm2@-10 mV，响应截止波长和峰值波长分别为2.12 μm和1.97 μm，峰值响应率为1.29 A/W，峰值量子效率达82%，峰值探测率为1.01×1012 cmHz1/2/W。这些结果对后续进一步优化平面型延伸波长InGaAs焦平面探测器有重要的指导意义。
延伸波长 InAlAs/InGaAs 扩散 暗电流密度 量子效率 wavelength-extended InAlAs/InGaAs diffusion dark current density quantum efficiency
合肥工业大学机械工程学院，安徽 合肥 230009
设计了一种半圆形前置与梯形后置双界面的光栅结构的单晶硅薄膜太阳能电池，利用时域有限差分法对该结构和对照组进行了模拟计算，通过分析短路电流密度和吸收光谱可知，双界面光栅结构的光捕获性能优于单界面光栅结构，利用电磁场分布对该结构在长波段（750~1100 nm）的吸收增强机理进行了分析。此外，针对前置半圆形后置梯形光栅结构，进一步优化了后置梯形光栅的左右斜率与同周期下前后光栅的偏移程度，结果表明非规则的梯形结构具有较好的光捕获表现，通过吸收效率云图也能发现偏移程度在40 nm时效果最佳。通过计算分析，短路电流密度的最优值达到了20.17 mA/cm2，相较于平板结构的短路电流密度提高了58.1%，研究结果对于薄膜太阳能电池的光栅结构设计具有一定的指导意义。
薄膜 太阳能电池 时域有限差分法 光捕获 半圆形光栅 梯形光栅 短路电流密度 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0731001
1 芜湖赛宝信息产业技术研究院有限公司，芜湖 241002
2 安徽赛宝工业技术研究院有限公司，合肥 230088
3 工业和信息化部电子第五研究所，广州 511370
本文研究了退火温度对用水基溶胶-凝胶工艺在LaAlO3 (100) 单晶衬底上沉积的YBCO 薄膜性能的影响。研究发现，随着温度的升高，薄膜的面内取向得到了优化，而薄膜的面外取向则不然。在 789 ℃退火的YBCO薄膜在77 K和0 T条件下的临界电流密度Jc达到了1.7 MA/cm2。而其他温度退火的薄膜的缺陷可能会导致YBCO超导电性变差。然而，这些薄膜中存在的残余应力应变也有助于增强其钉扎力并改善薄膜外加场下的电性能。
水基溶胶-凝胶 退火温度 临界电流密度 缺陷 超导性 water-based sol-gel annealing temperature YBCO YBCO critical current density defect superconductivity
郑州航空工业管理学院材料学院, 郑州 450015
利用化学气相沉积(CVD)法, 以甲烷为碳源在管式炉中合成了单体石墨纤维(MGF)。选取长度为3.426 mm, 顶端球面半径为11.26 μm的单体石墨纤维直立于圆铜片上作为阴极, 以导电ITO玻璃作为阳极, 采用二极管结构在真空室中进行直流场发射测试, 证实MGF的开启场强为0.477 5 V/μm。基于有限元仿真软件ANSYS进行电磁场分析, 计算了MGF在不同电压下的有效发射面积。结果表明, 当电压为5.36 kV时, MGF达到最大发射面积为796.226 μm2, 在实验测量电压范围内, 平均发射电流密度可以达到46.069 A/cm2, 单体石墨纤维具有良好的场发射特性。
单体石墨纤维 场发射 有效发射面积 电流密度 场增强因子 monomer graphite fiber field emission effective emission area current density field enhancement factor
红外与激光工程
2021, 50(3): 20200224
通过电沉积法，控制电流密度在铜箔上得到不同形貌的金属锡薄膜，采用扫描电子显微镜、X射线衍射、恒流充放电测试、循环伏安、交流阻抗法对其进行物理和电化学性能表征。结果表明：当电流密度为2 mA/cm2，所得金属锡薄膜表面最为致密，结晶度最高；将其作为负极材料组装成CR2025扣式电池，首次放电比容量为752 mAh/g，库伦效率为81.65%；30个循环后，放电比容量仍然维持在350 mAh/g。此外，该金属锡薄膜电极具有较高的电子导电性和锂离子扩散能力，其电荷转移电阻和锂离子扩散系数分别为113.3 Ω和8.968×10-17 cm2/s。
金属锡薄膜 电沉积 电流密度 负极材料 电化学性能 metal tin film electrodeposition current density anode material electrochemical performance
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
在使用电铸方法制作金属光栅时, 采用传统的计时电铸方法常常不能保证金属栅条具有精确的沉积厚度。为了能够实时监测光栅栅条的沉积厚度, 以实现电铸截止时刻的精确判断, 建立了基于衍射效率判断金属沉积厚度的在线监测系统。采用严格耦合波理论计算了Au在光刻胶沟槽中进行沉积时, 衍射效率随Au沉积厚度的变化规律, 并讨论了光刻胶占宽比、电铸电流密度对衍射效率的影响; 计算了电铸池、镀液对监测激光能量造成的损耗。实验得到的效率曲线与仿真结果相一致; 电铸池、镀液对光能的损耗达9488%。实验结果表明, 采用在线监测方法实时判断金属沉积厚度是合理有效的; 光刻胶占宽比对在线监测影响不大; 电铸电流密度对在线监测有影响, 且电流密度越高越有利于截止点的判断。
金属光栅 在线监测 严格耦合波理论 占宽比 电流密度 能量损耗 metallic grating in-situ monitoring RCWA duty cycle current density energy loss
