摘要：基于低温溶液工艺的钙钛矿发光二极管由于低成本,高色纯度,宽色域等优势受到广泛关注。然而,在溶液结晶成膜过程中,钙钛矿晶粒无规形核、快速生长,导致薄膜存在大量的针孔和缺陷,严重影响器件性能。本文通过原位荧光和结构表征技术证实,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加剂在特定的链段长度下,能优化调控钙钛矿结晶动力学,延缓晶粒生长速度,使得钙钛矿薄膜粗糙度由1.489 nm降低到0.954 nm,缺陷密度从1.55×10^(18)cm^(-3)降低至1.05×10^(18)cm^(-3)。相应地,薄膜荧光量子产率从16.9%提升到58.9%,器件外量子效率从8.55%提高到了18.00%。本文通过原位表征技术,全方位解析了添加剂分子结构对钙钛矿结晶动力学的调控机理,为添加剂分子的优化设计提供了直观依据。

摘要：利用天线耦合AlGaN/GaN HEMT太赫兹探测器的自混频和外差混频效应,分别设计并测试了340 GHz频段直接检波式和外差混频式接收机前端。通过接收机信噪比的测量和接收功率的定标,得到了两种接收机的等效噪声功率。直接检波模式下探测器的响应度约为20 mA/W,直接检波模式和外差混频模式下接收机的等效噪声功率分别约为−64.6 dBm/Hz^(1/2)和−114.79 dBm/Hz。在相同的载波功率和接收信号带宽条件下,当本振太赫兹波功率大于−7 dBm时,外差混频接收的信噪比优于直接检波的信噪比。当本振功率大于0 dBm时,外差混频接收机表现出优良的解调特性,其信噪比高出直接检波接收机的信噪比10 dB以上。

摘要：为提高偏振出光发光二极管(LED)的光场耦合效率,以一维光子晶体和亚波长介质光栅为基础,设计一种集成式全介质纳米结构组合器件。采用有限差分时域(FDTD)方法建立实现偏振光束准直功能的全介质纳米结构模型。系统研究光子晶体和介质光栅的结构参数对偏振LED出射光场调控的影响,分析光子晶体厚度、光子晶体周期、介质光栅周期、介质光栅高度和介质光栅线宽等参数影响准直特性的物理机制。设计优化的纳米结构,自上而下分别为周期为550 nm、线宽为160 nm、深度为120 nm的TiO_(2)纳米光栅和两对Al_(2)O_(3)/SiO_(2)薄膜组成的光子晶体结构(每层厚度均为80 nm)。计算结果表明,所设计的全介质纳米结构可以将绿光波段偏振LED出光远场辐射角度控制在-6°~6°范围内,可以实现光辐射远场准直,同时出光效率大于77%。在垂直方向(远场辐射角度为0°)所设计的结构的远场辐射强度相较无结构LED辐射强度提高了6.6倍。

摘要：量子点发光二极管(QLED)是不需要额外光源的主动发光技术,在显示领域中的应用前景被广泛看好。寿命较短是影响QLED商业化的重要因素之一,并且其老化机理尚不清晰。在本工作中,我们通过自主搭建电荷提取装置,证实红光QLED在恒流驱动过程中,存在显著的电荷累积。累积电荷量随着驱动电流密度增加而增加,但当超过阈值电流密度(对应于开启电压)后逐渐趋于饱和。随着器件老化,亮度下降伴随着累积电荷量进一步增加。本工作对QLED老化过程中电荷累积规律的理解,能为QLED材料和界面的优化设计提供直观判据。

摘要：随着柔性电子的发展,表皮电子在人机交互中的作用越来越突出.然而,柔性器件的稳定性和可靠性仍然是其得到广泛应用的一个挑战.本文设计一种以聚乙烯醇(PVA)为衬底,金(Au)为电极层的表面肌电(sEMG)电极阵列,通过原位焦耳加热方法对有源区域PVA衬底进行精确热处理调控,提高其结晶度和模量,提升有源区域电极的稳定性.基于该方法制备的sEMG电极阵列实现了与皮肤的共形贴附,可稳定采集8 h以上的高信噪比(达到21.3 d B)的肌电信号,进一步开展了基于sEMG信号的手势识别应用研究,识别率可达99.27%.以上结果表明,本研究提出的sEMG电极阵列制备方法简单高效,可长时间稳定工作,有望在基于sEMG信号的人机交互领域中得到应用.

摘要：针对日常健康监护领域对检测系统高效、轻便应用的需求,设计出一种无线可穿戴柔性脉搏检测系统。系统以可穿戴脉搏传感器和无线蓝牙传输芯片NRF51822为核心,以柔性印刷电子技术为桥梁,实现对人体脉搏波信号的采集、处理,并能通过无线蓝牙传输的方式将所检测到的脉搏信号传输至智能手机终端,在应用程序界面实时显示脉搏波形信息。创新性地将无线蓝牙技术和柔性印刷电子技术相结合,可在智能移动终端显示脉搏波形信息,使脉搏检测系统轻量、便携、可穿戴。性能测试结果表明:所设计系统能实时、准确、有效地检测人体脉搏波信号,并且满足可穿戴的需求,有望用于日常健康监护领域中。

摘要：基于微机电系统(MEMS)工艺,设计并制作了一种应用于光通信领域的二维准静态驱动微镜阵列(MMA)。相比于梳齿驱动,平行板电容式静电微镜更易于形成高占空比的阵列排布,有利于作为光开关矩阵应用在全光交换中。通过设计弹性系数小的“竖蛇形”双扭转轴结构,有效降低了微镜的驱动电压;并采用硅—玻璃阳极键合工艺来实现平板电容结构,将绝缘的玻璃作为电极基底与绝缘体上硅(SOI)硅器件层键合,不仅实现了良好的电隔离,提高了器件的稳定性,且能很好地与阵列扩展兼容。制备出的1×4微镜阵列可实现X/Y方向的二维(2D)准静态驱动,测试结果与有限元仿真结果基本吻合。结果表明,微镜内、外轴可分别在26.5V和29.5V的直流电压驱动下达到±2°机械转角,微镜响应时间为5ms。

摘要：针对现有1 310 nm激光电池(LPC)的低输出电压难以满足电子器件供电需求的问题,采用多结叠层结构设计,制备了六结InGaAsP 1 310 nm LPC并进行了测试。测试结果表明,在功率密度为57.5 W/cm^(2)的激光照射下,六结LPC的光电转换效率为31.0%,开路电压(Voc)超过3.6 V,实现了高的输出电压。六结LPC的短路电流随温度的升高而降低,当激光功率密度为13.25 W/cm^(2)时,Voc的温度系数为-9.61 mV/K。复合电流严重影响LPC的填充因子和光电转换效率,利用双二极管模型拟合了变温I-V曲线,研究了内部参数与温度的变化关系,表明陷阱辅助隧穿过程是导致LPC高复合电流的主要原因。

摘要：金属锂由于其极高的理论比容量(3860mAh·g^-1,2061 mAh·cm^3)和低的还原电势(相对于标准氢电极(SHE)为3.04 V)等特点,成为了高能量密度锂电池负极材料的极佳选择之一。从上个世纪七十年代开始,科研工作者便开始了金属锂负极的研究,然而,由于金属锂与电解液反应严重,镀锂过程体积膨胀大,且在循环中易生成枝晶,以金属锂为负极的电池循环稳定性差,而且容易短路从而带来安全隐患。因此金属锂做为锂电池负极的商业化推广最终没有成功。在本工作中,我们在前期设计的锂-碳纳米管复合微球(Li-CNT)中引入了纳米硅颗粒制备了硅颗粒担载的锂-碳复合球(Li-CNT-Si)。实验发现,纳米硅颗粒的加入不仅提高了锂-碳复合微球的载锂量(10%(质量百分含量)的硅添加量使得比容量从2000 mAh·g^-1提高到2600 mAh·g^-1),降低了锂的沉积/溶解过电势,有利于引导锂离子回到复合微球内部沉积,大大提高了材料的循环稳定性。同时,担载了纳米硅颗粒的锂-碳复合球也继承了锂-碳复合微球循环过程中体积膨胀小,不长枝晶的优点。而且添加的纳米硅颗粒还填充了Li-CNT微球中的孔隙,减少了电解液渗入复合微球内部腐蚀里面的金属锂,进一步提高了材料的库仑效率。以添加10%硅的锂碳复合材料作为负极,与商用磷酸铁锂正极组成全电池,在常规酯类电解液中1C(0.7 mA·cm^2)条件下能稳定循环900圈以上,库仑效率为96.7%,大大高于同样条件下测得的Li-CNT复合材料(90.1%)和金属锂片(79.3%)的库仑效率。因此,这种通过简单的熔融浸渍法即可制备的,具有高的比容量和长的循环稳定性的锂硅-碳复合材料具有较大的潜能成为高能量密度电池的负极材料,尤其适用于锂硫、锂氧这种正极不含锂源的电池体系。

摘要：1.3μm InAs/GaAs量子点(QD)激光器基于自身优异的光电特性,有望成为下一代光通信系统所急需的高性能、低成本光源。理论分析了提高量子点材料增益的几种方法,然后利用分子束外延(MBE)分别生长非掺杂、p型调制掺杂的8层高质量的量子点激光器外延结构,并分别制备了量子点激光器。另外,为了抑制量子点激发态与基态的激射竞争,设计并优化了激光器腔面的镀膜工艺。最终实现了300μm超短腔长基态激射的p型调制掺杂1.3μm InAs/GaAs的量子点激光器,展示出了其在高速光通信系统应用中的巨大潜力。