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oe1(光电查) - 科学论文

10 条数据
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  • [2019年IEEE国际电工复合系统与技术会议（ICOECS）- 俄罗斯乌法（2019.10.21-2019.10.25）] 2019年国际电工复合系统与技术会议（ICOECS）- 基于降低PAPR方法提升OFDM光载无线系统能效的研究

    摘要： 本文回顾并阐述了电磁能量转换技术及其相关突破的演进路线与历史里程碑，重点关注低密度能量收集技术。文中分析了环境射频（RF）能量的电磁源成因并进行探讨。如何有效利用和回收此类环境电磁能量，是当前及未来无线能量收集设备与系统实用化的最关键问题。基于辐射源分析，本文还推导出满足环境电磁能量收集应用需求的一组性能标准与发展考量。这些标准可通过简单测量射频整流器件（如二极管和晶体管）的I-V非线性特性以及线性频率特性（S参数）来计算。随后依据所定义的性能标准对现有整流器件进行评估。最后，本文对不同器件技术可能实现的性能进行了技术展望与讨论。鉴于所提出的自旋二极管技术有望成为开发高效环境能量收集器的最具前景的器件平台，本工作特别着重介绍了这一颠覆性方案。

    关键词： 二极管、金属-绝缘体-金属（MIM）、自旋二极管、磁隧道结（MTJ）、能量收集、肖特基二极管、晶体整流器、环境射频（RF）能量、反向二极管

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用二元模具进行多级纳米压印光刻以实现等离子体彩色打印

    摘要： 基于等离激元共振的无颜料着色技术因其制造及其他应用潜力近期备受关注。对于采用金属-绝缘体-金属（MIM）构型的等离激元显色，其生成色彩不仅取决于几何结构与横向尺寸，还与金属纳米颗粒和连续金属薄膜之间的垂直间隙大小相关。然而传统制备工艺（如电子束光刻）的复杂性限制了对该关键参数的控制能力。本研究展示通过紫外辅助纳米压印光刻技术（NIL）配合简易二元模具直接制备等离激元色彩，并通过战略性模具设计利用聚合物抗蚀剂的纳米流体特性，在单次压印中实现对这一间隙距离的调控。我们证明这为控制等离激元像素反射色彩提供了新途径，可作为调节纳米结构横向尺寸传统方法的补充。实验结果表明：通过在纳米压印过程中精细控制结构的长度、周期及由此产生的垂直间隙尺寸，可实现CIE 1931 XY色域的广泛覆盖。此外，为展示对垂直维度的完全控制，我们通过在原始模具的纳米结构附近引入互补微腔，证实可制备固定间隙尺寸。这为纳米压印技术提供了获取额外自由度的简便方法，不仅适用于结构色领域，也适用于高密度存储、生物传感器等其他工业制造应用。

    关键词： 金属-绝缘体-金属、紫外辅助纳米压印光刻、等离子体色彩、纳米压印光刻技术、结构色

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于壳聚糖的等离子体金属-水凝胶-金属滤光片自供电湿度传感器

    摘要： 利用金属-绝缘体-金属结构实现了一种可调谐法布里-珀罗谐振器，其中绝缘体为壳聚糖水凝胶?？蔷厶腔崴嫦喽允缺浠⑸苷?，这种变化会影响多层结构的透射结构色。该可调谐谐振器与光伏电池结合用于湿度传感器。通过光伏电池的电流变化可快速精确测量相对湿度，而多层结构的颜色变化则提供近似且可远程读取的估算值。该响应无需供电，因此该器件具有众多传感应用场景。

    关键词： 法布里-珀罗标准具、结构色、可调谐滤色器、可调谐结构色、干涉色、金属-绝缘体-金属

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2019年第28届国际工业电子研讨会(ISIE) - 加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华市 (2019.6.12-2019.6.14)] 2019年IEEE第28届国际工业电子研讨会(ISIE) - 工业应用中的数字全息技术

    摘要： 首次研究了采用全原子层沉积Al2O3/ZrO2/SiO2/ZrO2/Al2O3叠层的金属-绝缘体-金属（MIM）电容器。随着掺入SiO2薄膜厚度从0增加到3 nm，该MIM电容器的二次和线性电压系数（α和β）显著地从正值降至负值。对于含3 nm SiO2薄膜的叠层，实现了7.40 fF/μm2的电容密度、-121 ppm/V2的α和-116 ppm/V的β，同时具有极低的漏电流密度（室温下5 V时为3.08 × 10?? A/cm2，125°C下3.3 V时为5.89 × 10?? A/cm2）、高击穿场强6.05 MV/cm，以及在室温下工作电压达6.3 V时可确保10年使用寿命。因此，此类叠层结构是下一代射频及模拟/混合信号集成电路极具前景的候选方案。

    关键词： 金属-绝缘体-金属，Al2O3/ZrO2/SiO2/ZrO2/Al2O3，原子层沉积，电容电压系数

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 美国佛罗里达州米拉马尔海滩(2019.8.19-2019.8.21)] 2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 集成室温VOx空气桥测辐射热计的多光谱等离子体完美吸收器

    摘要： 本文回顾并阐述了电磁能量转换技术及其相关突破的演进路线与历史里程碑，特别聚焦于低密度能量收集技术。分析了产生环境射频（RF）能量的电磁源，并探讨了其有效利用与回收问题——这对当前及未来无线能量收集装置与系统的实用性至关重要?；诜湓捶治?，本文还推导出满足环境电磁能量收集应用需求所需的一系列性能标准与发展考量。这些标准可通过简单测量射频整流器件（如二极管和晶体管）的I-V非线性特性及线性频率特性（S参数）进行计算。随后依据所定义的性能标准对现有整流器件进行了评估。最后，对不同器件技术有望实现的性能进行了技术展望与讨论。鉴于所提出的自旋二极管技术将成为开发高效环境能量收集器最具前景的器件平台，本工作特别重点介绍了这一颠覆性方案。

    关键词： 肖特基二极管、磁隧道结（MTJ）、能量收集、二极管、自旋二极管、反向二极管、金属-绝缘体-金属（MIM）、晶体整流器、环境射频（RF）能量

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于具有巨大热点区域的通道等离子体结构的超灵敏选择性气体传感器。

    摘要： 我们展示了一种基于超材料等离子体结构的实验与理论研究，用于构建等离子体-分子耦合检测系统。只有当分子位于增强?。ㄈ鹊闱颍└浇辈拍苁迪指吡槊舳确肿蛹觳?；因此，将目标分子引入热点区域以最大化等离子体-分子耦合效应是发展传感技术的关键。我们设计了一种由垂直取向的金属-绝缘体-金属（MIM）结构组成的超材料，其25纳米通道夹在两层金属薄膜之间，该结构能将分子输送至宽阔的峡谷状热点区域，为分子检测提供超灵敏平台。该超材料应用于二氧化碳和丁烷检测，其结构设计在4033 cm?1和2945 cm-1处产生共振峰，分别与C=O键和–CH2键的振动模式重叠。这两种共振模式的相互耦合产生了法诺共振，在对应的透射凹陷中可清晰观察到其独特峰位。此外，由于该垂直取向MIM结构具有微小占地面积，既能提高集成密度，又能在中红外区域以可忽略的背景噪声实现20 ppm浓度的检测，并保持高选择性。

    关键词： 高纵横比结构、气体传感器、巨大热点区域、法诺共振、金属-绝缘体-金属（MIM）结构

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 具有金属-绝缘体-金属多层结构的混合等离子体纳米贴片天线的开发者设计

    摘要： 采用Ansoft高频结构仿真器（HFSS）中的有限元法（FEM），研究了基于金属-绝缘体-金属（HMIM）多层结构的混合等离子体纳米贴片天线在125-250太赫兹频段的工作特性。该天线在槽宽Wg=50纳米、Ws=100纳米时呈现49.5太赫兹（151.5-201太赫兹）的宽频带，在Ws=20纳米时具有双频带特性。结果表明：工作频率（附近）处输入阻抗为50.3欧姆（实部电阻）和2.3欧姆（虚部电抗）。在176太赫兹谐振频率下获得23.98分贝的最大增益，170太赫兹和190太赫兹谐振频率处的最大方向性分别保持在6.73分贝和7.46分贝以上。通过对比既往设计方案验证了本天线性能优势。分别在Φ=90°和Φ=0°平面模拟了160太赫兹与197太赫兹不同谐振频率下的共极化与交叉极化辐射方向图。为适应高增益应用需求，设计了该天线的一维和二维阵列结构。

    关键词： Ansoft高频结构仿真器，宽带宽，混合等离子体纳米贴片天线，高增益应用，金属-绝缘体-金属，有限元法

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于集成平面波导与MIM热电子光电探测器的微型化光电SPR传感器

    摘要： 便携式生物传感领域对微型化表面等离子体共振（SPR）传感器的兴趣日益增长。为实现这一目标，去除外置光谱仪是Kretschmann型SPR传感器微型化的关键步骤。本文提出了一种具有电学响应的新型SPR传感器架构，采用集成热电子光电探测器替代传统光谱仪。该器件将金属-绝缘体-金属（MIM）结与平面波导（PWG）集成为多层结构，通过近红外宽谱发光二极管（LED）激发。MIM结的表面等离子极化激元（SPP）模式与PWG模式的耦合，使得在特定窄带激发范围内，光吸收主要集中在MIM结顶层。吸收带的中心波长由待测物折射率决定。研究表明，基于MIM结中的热电子注入效应，该架构中MIM结的开路电压与待测物折射率成正比，这一特性可替代SPR传感器的波长检测方式。通过在MIM结底部电极上方引入氧化铟锡（ITO）层作为热电子阻挡层，可提升器件的电学灵敏度。详细计算表明该传感器的光学灵敏度约为8000 nm/折射率单位（RIU），对应本器件实现12.5 V/RIU的电学灵敏度。

    关键词： 折射率传感器，金属-绝缘体-金属（MIM）结，表面等离子体共振（SPR），热电子

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 假设金属-多重绝缘体-金属二极管中直流与高频电学特性等效所导致的重大误差

    摘要： 金属-绝缘体-金属（MIM）隧道二极管是实现超高速整流的关键器件。我们回顾了现有文献中用于分配多层绝缘体层间直流压降的错误方法，该方法导致设计值与实际制备的多绝缘体二极管之间存在显著偏差。对于多绝缘体MIM二极管，电压分配同时取决于隧穿电阻和氧化层电容。研究表明，正确的直流分压由整流电阻决定，而非传统采用的电容分压法。我们发现多绝缘体二极管的直流特性无法用于预测高频性能。

    关键词： 太阳能、红外线、光学整流天线、金属-绝缘体-金属（MIM）二极管、隧道二极管

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 采用电子束蒸发SiO?隧道势垒的单电子晶体管

    摘要： 近期采用沉积电介质工艺制造金属-绝缘体-金属（MIM）单电子晶体管（SET）的研究显示出与现代CMOS工艺兼容的制造潜力。"肋状SET"工艺[V. Joshi、A. O. Orlov和G. L. Snider，《真空科学与技术杂志B辑》26卷2587页(2008年)；G. Karbasian、A. O. Orlov和G. L. Snider，《真空科学与技术杂志B辑》33卷(2015年)]通过自对准岛结构实现，可将SET尺寸缩小至10纳米以下。但该工艺实现高质量SET的主要障碍在于难以制备低噪声的高品质MIM隧道结。本研究报道了采用电子束蒸发沉积隧道势垒（替代原子层沉积）的铂-二氧化硅-铂MIM SET。针对电子束蒸发形成隧道势垒的挑战提出了解决方案。虽然铂本征氧化层可忽略，但沉积态Pt-SiO2-Pt结构存在显著电阻，经氢等离子体退火处理后电阻值可降低五个数量级以上，表明存在界面铂氧化物。研究表明该处理不仅能提升SET电导率，更是形成低噪声SET所需高电导率隧道势垒的必要条件。

    关键词： 单电子晶体管、金属-绝缘体-金属、电子束蒸发、二氧化硅隧穿势垒、互补金属氧化物半导体工艺

    更新于2025-09-09 09:28:46