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基于Ga2O3纳米棒阵列/电解质固液异质结的光电化学自供电日盲光电探测器：具有大分离界面的光生载流子
摘要： 由于在生物分析、紫外通信等领域具有巨大应用潜力，日盲光电探测器得到了广泛研发。由垂直排列纳米棒阵列（NRAs）构建的光电探测器因其低光反射率和快速电子传输特性，近年来备受关注。然而受限于表面不平整的NRAs与上电极接触不足，光生载流子无法有效分离与转移。本研究制备了一种新型光电化学（PEC）型自供电日盲光电探测器，其结构为具有大尺寸光生载流子分离界面的Ga2O3 NRAs/电解质固液异质结。该β-Ga2O3 NRAs PEC光电探测器在254 nm波长（光强2.8 mW/cm2）、零偏压条件下展现出3.81 mA/W的光响应度，获得28.97的光暗电流比和1.86%的外量子效率。该成果为高效深紫外探测且低功耗的日盲光电探测器提供了新型器件结构。
关键词： 光电化学，氧化镓纳米棒阵列，固液异质结，日盲光电探测器，自供电
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于微LED阵列的高带宽InGaN自供电探测器阵列，用于MIMO可见光通信
摘要： 本工作报道了基于芯片的氮化镓微发光二极管（μLED）阵列在多功能应用中的使用，包括微型显示器、数据传输器、光电探测器和太阳能电池。显示和传输功能已有报道，特别是我们通过实验验证了μLED阵列可作为自供电、高性能且波长选择性的光电探测器（PD），在采用405纳米紫光激光二极管（LD）作为发射器、使用开关键控（OOK）调制方案时，能够实现高速多输入多输出（MIMO）可见光通信（VLC）。我们系统研究了直径为40微米、60微米和100微米的基于μLED的光电探测器的光电与通信特性。光电分析表明，与先前报道的其他基于氮化镓的光电探测器相比，基于μLED的光电探测器在405纳米波长下具有更优异的性能。在-5伏偏压下，40微米、60微米和100微米μLED分别实现了0.27、0.31和0.24安/瓦的相当峰值响应度，1.1×1011、2.3×1012和2.1×1012厘米·H1/2·瓦?1的比探测率，以及152、162和164分贝的线性动态范围（LDR）。即使在零偏压（即自供电模式）下，我们也分别实现了40微米、60微米和100微米μLED的高峰值响应度0.24、0.29和0.21安/瓦，高比探测率7.5×1012、1.5×1013和1.3×1013厘米·H1/2·瓦?1，以及高达186、196和197分贝的高LDR。这些μLED还可作为太阳能电池来收集系统的光能?；讦蘈ED的光电探测器阵列在VLC系统中作为接收器进行测试，实现了高速并行通信，在1米距离下，单个40微米、60微米和100微米基于μLED的光电探测器分别实现了180 Mbps、175 Mbps和185 Mbps的最大数据速率，误码率分别为3.5×10?3、3.7×10?3和3.5×10?3。此外，还实现了2×2 MIMO并行VLC系统以提高VLC数据速率，这表明使用大型基于μLED的光电探测器阵列实现多Gbps甚至Tbps VLC应用的潜力。
关键词： 光电探测器阵列、可见光通信、微发光二极管（μLED）、多输入多输出（MIMO）、自供电
更新于2025-09-11 14:15:04
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经导管自供电超灵敏心内膜压力传感器
摘要： 心内膜压力（EP）变化对心功能受损的心力衰竭患者具有重要临床意义。作为评估心脏功能的关键参数，EP通常通过有创且昂贵的心脏导管检查进行监测，但该方法不适用于长期连续数据采集。本研究报道了一种基于摩擦纳米发电机（TENG）的微型化、柔性自供电心内膜压力传感器（SEPS），该传感器与外科导管集成以实现微创植入。在猪模型中，SEPS被植入左心室和左心房，在低压和高压环境下均表现出良好响应性。该传感器实现了超高灵敏度、实时监测及体内机械稳定性，获得优异线性度（R2=0.997）和1.195 mV/mmHg?1的灵敏度。此外，SEPS还能检测室颤和室性早搏等心律失常。该设备有望推动心血管疾病监测诊断用微型可植入医疗传感器的发展。
关键词： 微创、心血管疾病、自供电、摩擦纳米发电机、心内膜压力传感器
更新于2025-09-10 09:29:36
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具有ZnO/Ag肖特基结的全面热释光电子效应增强型紫外探测器
摘要： 作为热释电效应与光电效应的耦合效应，热释光电效应已展现出对快速响应p-n结光电探测器（PDs）的卓越调控作用。本研究利用全面的热释光电效应，基于ZnO/Ag肖特基结设计并制备了自供电柔性紫外光电探测器。通过初级热释电效应，该自供电探测器在325 nm光照下的最大瞬态光响应度可达1.25 mA W?1，较稳态信号提升1465%。相对持续的次级热释电效应会削弱肖特基势垒高度，导致稳态光电流随功率密度增加而降低。当功率密度足够大时，稳态光电流会发生反向?；谀艽冀沂玖俗酆先仁凸獾缧вΧ运蔡臀忍獾缌鞯南嘤Φ骺鼗?。这些结果有助于进一步阐明热释光电效应对光电流的作用机理，同时也为优化自供电光电探测器的性能提供了潜在途径。
关键词： 紫外光电探测器、肖特基结、二次热释电效应、光热电效应、自供电
更新于2025-09-04 15:30:14
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同时从多个压电贴片进行无线应变传感与能量收集，用于结构健康监测应用
摘要： 本文提出了一种新型方法——多压电片同步无线应变传感与能量采集（SWSSEH），适用于自供电结构健康监测（SHM）应用。能量采集子系统主要基于双交叉耦合整流结构和单反激变压器的自供电扩展同步电荷提?。╡SECE）接口，能够从多个压电片采集能量；而无线应变传感子系统则采用低功耗多路复用模拟前端（MAFE）来处理多通道应变信号。该方法的创新点在于能量采集与应变传感可真正实现同步工作且互不干扰。基于分立元件搭建的原型机通过仿真SHM系统测试表明：在108微应变、30.4赫兹动态应变条件下，能量采集子系统100秒内可产生5.45毫焦能量；无线应变传感子系统平均电流消耗为7.53微安，100秒所需能量为2.49毫焦，这意味着即使电池耗尽系统仍能自启动。此外，实际SHM系统中采用更多压电片还可进一步提升自供电能力。
关键词： 同时进行能量收集与传感，多个压电贴片，自供电
更新于2025-09-04 15:30:14
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[2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会(WiPDA) - 美国佐治亚州亚特兰大市(2018.10.31-2018.11.2)] 2018年IEEE第六届宽禁带功率器件与应用研讨会(WiPDA) - 面向空间应用的氮化镓基移相全桥直流-直流转换器自供电栅极驱动器设计
摘要： 近期，适用于太空直流-直流转换器的抗辐射氮化镓（GaN）场效应晶体管（FET）已投入市场。但目前尚无符合太空应用标准、具备小传播延迟、快速上升/下降时间以及高共模瞬态抗扰度的数字隔离器来驱动隔离式GaN栅极驱动器。本研究设计并测试了一种用于太空应用移相全桥直流-直流转换器的自供电隔离式GaN栅极驱动电路。通过脉冲变压器实现信号隔离并为GaN栅极驱动芯片提供偏置能量。实验采用200V抗辐射GaN FET，在100V直流母线输入下成功输出400W功率验证了该转换器的运行效果。实验结果表明：开关节点电压变化率对所提方案中高端开关的死区时间精度存在影响，并阐述了提升死区时间精度的具体方法。
关键词： 抗辐射、辐射加固、相移、镓、自供电、脉冲变压器、太空、门极驱动器、直流-直流、氮化镓
更新于2025-09-04 15:30:14