基于石墨烯和金刚石的可调谐光子器件的研究

摘要:随着5G时代的到来,对光子器件的集成度以及性能指标提出了更高的要 求,而传统器件存在不可调谐、效率低和稳定性差等弊端,限制了其在高集成度、高传输速度光通讯的应用。近年来,金刚石优异的热导率和高折射优势使其成为了研究电磁吸收器件中介质材料的最优材料之一,而石墨烯所具有磁场诱导下的离散朗道能级、可调谐化学势和易于激发太赫兹SPP等,在解决该问题中发挥着至关重要的作用。在此研究背景下,开展了基于石墨烯和金刚石的可调谐光子器件的研究,利用石墨烯化学势可调谐并且易于激发太赫兹 SPP的特性,设计了一种相位型调制双带完美吸收器。研究了金刚石介质厚度、石墨烯化学势和入射角度等参量对电磁吸收器吸收性能的影响规律。该器件实现了对太赫兹信号的 吸 收,具有可调谐、吸收率高和稳定性强等优势。

光电 2025年03月20日 1 点赞 0 评论 65 浏览

可穿戴盲文识别装置研制

摘要: 设计了一款基于柔性压力传感器阵列的可穿戴盲文识别装置，以满足视障人士和盲人的信息交流。装置由柔性4×4压力传感器阵列、数据采集模块、上位机软件、语音播报模块和电源构成。该装置中的压力传感器采用二维纳米材料石墨烯油墨，利用精密印刷工艺制作而成，能准确感知压力信号。信号采集模块基于STM32f103c8t6微控制芯片和可靠的电路设计，实现对16个传感点压力信号的采集、转换和计算。上位机软件接收蓝牙传输的数据，实时显示传感点压力值和压力分布映射。语音播报模块对传感点压力分布映射进行盲文信息识别，结果以语音形式播报。该装置可有效识别英文字母和简单的单词。

光电 2025年03月10日 1 点赞 0 评论 74 浏览

硅基SiC薄膜制备与应用研究进展

摘要：碳化硅（SiC）材料具有极为优良的物理、化学及电学性能，可满足在高温、高腐蚀等极端条件下的应用，碳化硅还是极端工作条件下微机电系统（MEMS）的主要候选材料，成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的热点。同时，碳化硅有与硅同属立方晶系的同质异形体，可与硅工艺技术相结合制备出适应大规模集成电路需要的硅基器件，因此用硅晶片作为衬底制备碳化硅薄膜的工作受到研究人员的特别重视。本文综述了近年来国内外硅基碳化硅薄膜的研究现状，就其制备方法进行了系统的介绍，主要包括各种化学气相沉积（Chemical vapor deposition，CVD）法和物理气相沉积（ＰPhysical vapor deposition，PVD）法，并归纳了对硅基碳化硅薄膜性能的研究，包括杨氏模量、硬度、薄膜反射率、透射率、发光性能、电阻、压阻、电阻率和电导率等，以及其在微机电系统传感器、生物传感器和太阳能电池等领域的应用，最后对硅基碳化硅薄膜未来的发展进行了展望。

光电 2024年09月02日 1 点赞 0 评论 196 浏览

碲锌镉晶体的铟碲共掺杂退火研究

摘要:针对生长态碲锌镉晶体缺陷密度大和电学性能无法满足室温核辐射探测器的制备要求等问题,研究了铟碲共掺杂退火对碲锌镉晶体碲夹杂和电学性能的影响。利用分子动力学方法模拟了不同温度下铟原子在碲锌镉晶体中的扩散过程,获得了铟原子的扩散系数表达式,计算了铟原子扩散至碲锌镉晶体所需理论时长,在此基础上开展了铟碲共掺杂退火实验,进一步优化了退火工艺。实验结果表明,铟碲共掺杂退火70 h的碲锌镉晶体碲夹杂密度下降至27.61mm-2,体电阻率接近1011Ω·cm、漏电流低于4 nA(400V),电学性能达到核辐射探测器应用要求。

光电 2024年12月13日 1 点赞 0 评论 133 浏览

微波介质陶瓷产业体系发展研究

摘要：微波介质陶瓷作为微波电路中的电介质，是现代通信技术中的关键基础材料，广泛应用于通信、导航、雷达、卫星等领域。本文在分析国内外微波介质陶瓷及产业发展现状的基础上，剖析了当前我国微波介质陶瓷发展面临的问题，提出了涵盖发展目标、发展思路、重点发展方向以及发展路线图的微波介质陶瓷产业体系自立自强发展战略。为促进微波介质陶瓷的发展，实现我国微波介质陶瓷产品由中低端为主向高端型升级转变，突破高性能微波介质陶瓷制备技术及上游高纯原材料的自主化生产技术，建议加强微波介质陶瓷的基础研究和应用研究、强化重点微波通信领域的创新研发、积极布局第六代移动通信用介质陶瓷和加强产业生态建设。

光电 2024年08月07日 1 点赞 0 评论 166 浏览

多材料体系三维集成光波导器件

摘要：随着高速光通信、智能光计算和灵敏光探测等领域的快速发展，光子集成系统正成为重要发展趋势，其对于单元器件性能、系统集成度和可拓展性提出了更高的要求。多材料体系三维集成技术突破了传统单一材料体系的器件性能限制以及二维加工与集成技术的面积与集成度限制，有望实现高速率、高效率、高密度以及低功耗的新型光电集成系统。本文围绕三维堆叠技术和飞秒激光加工技术这两类主要的多材料体系三维集成光波导技术，首先介绍了基于层间耦合器的三维光学耦合技术与三维集成光波导器件，然后介绍了基于三维堆叠技术的光电融合集成器件（光发射机/接收机、波分复用收发器、光互连模块），进一步介绍了基于飞秒激光直写技术的三维集成光波导器件（偏振复用器、模式复用器、扇入/扇出器件、拓扑量子器件）。这些三维集成技术为提升系统性能、提高系统集成度以及降低系统功耗提供了有效的解决方案，从而在先进光通信和光信号处理等领域具有广泛的应用前景。

光电 2024年11月28日 1 点赞 0 评论 100 浏览

柔性电化学传感器的材料选择研究进展

摘要：电化学传感器作为传统传感器的一种，具有效率高、响应性好和灵敏度高等优点。而柔性电化学传感器具有这些特点的同时，凭借其优异的柔韧性、拉伸性、可折叠性和电化学稳定性，被广泛应用于医疗卫生、环境监测和食品安全等方面。此外，该类传感器还具有方便携带、成本较低、灵敏度高和选择性好等特点。本文立足于柔性传感器活性材料的选择，从无机材料、有机材料、酶和天然材料入手，通过分析与总结近几年的研究成果，介绍材料的选择对电化学传感器性能的影响，重点阐述了不同材料在柔性电化学传感器方面的制备及应用，表明柔性电化学传感器在生产生活中发挥着不可替代的作用。最后对现阶段柔性传感器的研究应用存在的问题与挑战进行总结，并对其未来发展方向进行展望。

光电 2024年10月31日 1 点赞 0 评论 202 浏览

激光融合制造及在柔性微纳传感器的应用（特邀）

摘要:柔性微纳传感器的新兴发展对先进制造技术提出了更高要求。其中，激光融合制造充分集成激光增材、等材、减材加工形式，凭借高精度、非接触、机理丰富、灵活可控、高效环保、多材料兼容等特点突破了传统制造在多任务、多线程、多功能复合加工中的局限，通过激光与物质相互作用实现跨尺度“控形”与“控性”，为各类柔性微纳传感器的结构-材料-功能一体化制造开辟了新途径。本文首先分析激光增材、等材与减材制造的技术特点与典型目标材料，展示激光融合制造的技术优势，接着针对近年来激光融合制造在柔性物理、化学、电生理与多模态微纳传感器中的典型应用展开讨论，最后对该技术面临的挑战以及未来发展趋势进行了总结与展望，通过多学科交叉互融，开辟柔性微纳传感器制造新路径，拓展激光制造技术的应用场景。

光电 2024年10月22日 1 点赞 0 评论 182 浏览

芯片用金刚石增强金属基复合材料研究进展

摘要：随着电子设备集成化程度越来越高，对高导热封装材料的需求也越来越大，金刚石增强金属基复合材料凭借其高导热性能成为研究焦点。然而，由于金刚石颗粒与金属基体之间的不润湿特性，具有高导热性的金刚石增强金属基复合材料难以制备。文中综述了金刚石增强金属基复合材料的研究进展，包括界面改性、工艺参数优化和复合材料制备方法，并指出了金刚石增强金属基复合材料目前存在的问题和今后的研究方向。

光电 2024年10月08日 1 点赞 0 评论 144 浏览

煤基富氧多孔炭纳米片的制备及其超级电容器性能

摘要：多孔炭电极的表面改性与优化是实现超级电容器优异性能的关键。本文以煤化学工业的固体副产物为碳源，利用二维层状双氢氧化物（MgAl-LDH）的刚性约束作用耦合KOH 活化工艺成功制备了二维富氧多孔炭纳米材料（OPCN）。系统研究了炭化温度对OPCN 样品微观结构和表面特性的影响，通过SEM、TEM、氮气吸脱附测试以及元素分析等表征手段对炭材料的结构/组成和表面特性进行分析表明，经700 °C 炭化获得的炭材料样品（OPCN-700）具有较高的氧质量分数（24.4%）和大的比表面积（2 388 m2 g−1），并表现出良好的润湿性。同时，OPCN-700 样品丰富的微孔和二维纳米片结构为电解质离子提供了有效的储存和传输途径。作为超级电容器的电极材料，在电流密度为0.5 A g−1 时，其比电容高达382 F g−1，并呈现出优异的倍率性能和循环稳定性。该技术策略为富氧原子掺杂二维多孔炭材料的可控制备与水系储能器件的设计构建提供了新思路。

光电 2025年01月10日 1 点赞 0 评论 140 浏览