摘要：固态等离激元太赫兹波器件正成为微波毫米波电子器件技术和半导体激光器技术向太赫兹波段发展和融合的重要方向之一。本综述介绍AlGaN/GaN异质结高浓度和高迁移率二维电子气中的等离激元调控、激发及其在太赫兹波探测器、调制器和光源中应用的近期研究进展。通过光栅和太赫兹天线实现自由空间太赫兹波与二维电子气等离激元的耦合,通过太赫兹法布里-珀罗谐振腔进一步调制太赫兹波模式,增强太赫兹波与等离激元的耦合强度。在光栅-谐振腔耦合的二维电子气中验证了场效应栅控的等离激元色散关系,实现了等离激元模式与太赫兹波腔模强耦合产生的等离极化激元模式,演示了太赫兹波的调制和发射。在太赫兹天线耦合二维电子气中实现了等离激元共振与非共振的太赫兹波探测,建立了太赫兹场效应混频探测的物理模型,指导了室温高灵敏度自混频探测器的设计与优化。研究表明,基于非共振等离激元激发可发展形成室温高速高灵敏度的太赫兹探测器及其焦平面阵列技术。然而,固态等离激元的高损耗特性仍是制约基于等离激元共振的高效太赫兹光源和调制器的主要瓶颈。未来的研究重点将围绕高品质因子等离激元谐振腔的构筑,包括固态等离激元物理、等离激元谐振腔边界的调控、新型室温高迁移率二维电子材料的运用和高品质太赫兹谐振腔与等离激元器件的集成等。

摘要：锂离子混合电容器由于兼备锂离子电池和超级电容器的优势,即较高的能量密度和功率密度,而成为当前能量存储体系的研究热点。本工作合成了具有三维花状微纳结构的正交相五氧化二铌(T-Nb_2O_5),并将其与活性炭(AC)相匹配,设计出一种新型的T-Nb_2O_5/AC锂离子混合电容器。循环伏安和恒电流充放电的测试结果表明该锂离子混合电容器具有较好的电化学性能,如在碳酸酯类的有机电解液中,工作电压可达到3.0 V;在100 m A·g^(-1)的电流密度下,电容器的比能量和比功率密度可达到53.79 Wh·kg^(-1)和294 W·kg^(-1);在200 m A·g^(-1)的电流密度下,经过1000次充放电循环后,该电容器的比能量保持率为73%。由此可见,本工作开发的T-Nb_2O_5/AC锂离子混合电容器将在高功率的储能设备中有很好地应用前景。

摘要：针对氮化铝微环谐振腔实现临界耦合条件困难的问题,设计并制备了氮化铝弯曲耦合微环谐振腔。分析了微环谐振腔耦合系数公式,分别阐述了多种提高耦合强度方案的优势和劣势,最终选用弯曲耦合结构来增强耦合强度,得到了在宽耦合间隙下,实现临界耦合条件的解决方案。在蓝宝石衬底上生长了高质量的氮化铝单晶薄膜,选用导电胶克服材料的不导电性,并利用电子束曝光系统将弯曲角度为40°、耦合间隙0.19μm、波导宽度0.41μm的微环谐振腔图形化,分析优化多项氮化铝刻蚀参数,最终将图形转移至氮化铝层,得到了耦合间隙均匀、侧壁平整的弯曲耦合氮化铝微环谐振腔。该研究为氮化铝微环谐振腔实现临界耦合条件提供了选择参考。

摘要：报道了一种以InGaAsP(阱)/InGaAlAs(垒)量子阱为有源区的1.31μmTM偏振高速激光器。以1%张应变的In_(0.49)Ga_(0.51)As_(0.79)P_(0.21)作为阱层,0.5%压应变的InGaAlAs作为垒层,计算了由不同势垒带隙(1.309、1.232、1.177、1.136、1.040 eV)构成的五种多量子阱的发光特性,和由其构成的激光器的器件特性。数值模拟分析表明,采用适度小的势垒带隙,既能将载流子有效限制在有源区,又可以得到载流子在量子阱间的均匀分布,从而改善量子阱的发光特性和激光器的性能参数。该仿真对研制低阈值电流、高特征温度和大调制带宽的InGaAsP/InGaAlAs应变补偿量子阱激光器具有指导意义。

摘要：碳纳米管薄膜扬声器是近几年发展起来的一种基于热声效应的新型扬声器。以探究碳纳米管薄膜扬声器作为次级声源的可行性为目的,研究了碳纳米管薄膜远场声压及主要影响因素,进而设计出可调节的并联结构薄膜扬声器;首次提出将碳纳米管薄膜应用于有源噪声控制中,将其作为次级声源构建有源消声模型,以初、次级声源的总声功率最小为目标,推导出薄膜声源的最优控制电压;设计了5个不同的薄膜扬声器作为次级声源对单极子初级声源实施控制,计算有源控制效果,分析控制效果的主要影响因素。

摘要：针对正弦波无刷直流电机中霍尔传感器的开关点高对称性要求,设计了一款采用新型迟滞比较器的霍尔传感器。通过Silvaco TCAD仿真软件确定了霍尔盘的磁灵敏度等参数,并利用4个方形霍尔盘对称布局结构以减小失调电压。相比于传统的施密特触发器,所提出的新型迟滞比较器采用完全镜像的电路结构来保证其开关点的对称及其精确设定。采用CSMC 2μm双极工艺对设计进行流片验证,测试结果表明,该霍尔传感器的工作点和释放点的磁感应强度平均值分别为5.57 m T和-5.60 m T,漂移误差为±1.00 m T,等效失调电压为±0.20 m V,具有较小的漂移误差和失调电压以及稳定的温度特性,满足实际需求,具有良好的应用前景。

摘要：设计并合成了结构为TPP-Lys(Acp-DOTA-Gd)-COOH(简称Gd-DOTA-TPP)的小分子磁共振探针,通过电转染的方式用探针标记人源脐带间充质干细胞(hMSCs).11.7 T磁共振成像(MRI)扫描结果表明,Gd-DOTA-TPP标记的hMSCs在细胞内Gd含量为9×10~9 Gd/cell时,T_2加权信号强度即可低至背景信号强度,呈现较强暗信号.将Gd-DOTA-TPP标记的hMSCs移植入小鼠脑室,可明显提高移植干细胞在MRI设备上的检测灵敏度,检测限可低至10~3个细胞.

摘要：随着可穿戴电子器件的发展,新型纤维状超级电容器逐渐成为最新一代储能器件。然而,纤维状超级电容器较低的电导率和较小的比电容限制了其在高能量密度器件中的应用。本工作采用水热法在碳纳米管纤维表面生长锌钴双金属氧化物纳米线森林设计高能量纤维状超级电容器,利用锌钴双金属氧化物和碳纳米管纤维的协同效应显著提高复合纤维的电化学性能。使用聚氯乙烯薄膜和聚乙烯醇/氯化锂凝胶电解质与复合纤维组装全固态纤维状对称超级电容器,并测试其电化学性能。组装的复合纤维比电容达到112.67 mF·cm^-2,功率密度0.45 mw·cm^-2时的能量密度为12.68μwh·cm^-2。复合纤维有较好的循环稳定性,以1 mA·cm^-2的电流密度进行10 000次循环,其电容保持率为90.63%。此外,在几种不同弯曲角度下,循环伏安曲线的变化可以忽略不计,说明复合纤维具有良好的柔韧性和力学稳定性。全固态纤维状超级电容器的优异性能为便携式和可穿戴电子产品的发展提供了新的机遇。

摘要：本文利用亚波长硅圆柱组成的超表面设计了用于太赫兹探测器的聚焦透镜,通过改变硅柱的直径,实现对太赫兹波传输相位0~2π的调控。在1 THz频率下,所设计的单面超表面透镜,太赫兹波电场能量密度提升到入射平面波的32倍。基于工艺制备可行性和抗反射考虑,提出了一种双面超表面透镜,将电场能量密度提升到入射平面波的44倍。对比于传统超半球太赫兹硅透镜,超表面透镜具有厚度薄,体积小的优点,有利于太赫兹探测器组件的小型化,为实现与太赫兹探测器的集成提供了可能性。

摘要：为了直观、精确地控制模型的形变,提出一种基于自定义四面体坐标系的三维变形计算方法.首先从几何上给出四面体坐标系的定义,阐述并证明了其关于几何变换的一些性质,使得拓扑变形易于实现,并可应用在三维变形技术中;然后描述了基于四面体坐标系的2种三维变形算法:嵌入式变形与基于特征的精确变形算法.通过多个变形实例结果证明,该方法能够有效地实现物体的变形以及物体间的渐变.