光电倍增探测器有望克服有机短波红外光电探测器的低响应度。然而,最近的光电倍增探测器通常会同时增加响应度和暗电流,从而抵消对探测率的影响。为了抑制光电倍增装置中的暗电流,我们提出了一种新的夹层结构,即一种克服信号和噪声之间权衡的 pn 结组合。与使用典型单极电荷传输材料的设备相比,我们的双层设计具有降低暗电流和出色外部量子效率的优势。我们将这种新的夹层设计融入上转换成像器中,使上转换效率和图像对比度翻倍。这种夹层可推广到不同的有机半导体,这尤其有用,因为这里的设计将适用于尚未发现的未来红外材料。
GaSb 在长波长器件中有许多应用,例如带间级联激光器和红外光电探测器 [1-2]。将 GaSb 相关材料单片集成到硅上对于扩展长波长器件的功能和硅平台上的光子集成具有很高的吸引力 [3]。此外,考虑到现代智能手机中红外设备(包括传感器和投影仪)的日益普及,集成到硅上是降低制造成本、减小尺寸和提高产量的有效解决方案。然而,与 GaAs/Si 和 InP/Si 材料系统相比,GaSb/Si 异质外延还远未成熟。在本研究中,以在 GaAs 衬底上生长的 GaSb 为参考,我们研究了两种不同的集成方案:在 GaAs-on-Si 模板上进行 GaSb 的界面失配 (IMF) 生长和使用长宽比捕获技术直接在 V 型槽 Si 上生长 GaSb。
本课程为工程学本科生提供设计量子设备和系统(包括量子计算机)所需的物理理解和数学能力。因此,整个课程的主要参与者是固体中的电子。学生有望学习:1)何时或在什么条件下,量子效应在设备中变得不可忽略;2)如何计算在人工势结构中移动的电子的量子态(波函数)和能量;3)什么决定了量子固态设备的电学和光学特性。我们将尽早介绍量子力学的基本数学基础,然后紧接着介绍量子信息和量子计算,这是量子力学最重要的新兴应用之一。我们将力求在严格的数学推导和示例问题解决之间取得良好的平衡。这些问题将是实际的,包括量子阱红外光电探测器、太阳能电池、量子隐形传态、布洛赫振荡、LED 的带隙工程、量子级联激光器、拓扑能带结构和范德华异质结构的能带图等现代主题。
在这本开创性的本科教科书中,探索量子力学的基础,并探索这些原理如何推动新一代量子工程的发展。它使用尖端的电子、光电和光子设备解释物理和数学原理,将基础理论与实际应用联系起来;侧重于当前技术,避免历史方法,让学生快速掌握应对当代工程挑战的方法;介绍量子信息的基础,以及丰富的现实世界量子示例,包括量子阱红外光电探测器、太阳能电池、量子隐形传态、量子计算、带隙工程、量子级联激光器、低维材料和范德华异质结构;并包括教学功能,例如目标和章末家庭作业问题,以巩固学生的理解,并为教师提供解决方案。旨在激发未来量子设备和系统的发展,这是本科电子工程师和材料科学家学习量子力学的完美入门书。
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发现量子力学的基础,并探讨这些原则如何在这本开创性的本科教科书中为新一代量子工程的发展提供动力。它使用尖端的电子,光电和光子设备解释了物理和数学原理,将基本理论与现实世界应用联系起来;专注于当前的技术并避免历史方法,使学生很快最新速度应对当代工程挑战;介绍了量子信息基础的介绍,以及许多现实世界中的量子示例,包括量子井井红外光电探测器,太阳能电池,量子传送,量子计算,量子间隙工程,量子间隙工程,量子级联激光器,低维度材料和van der wa wa haals杂种;并包括教学功能,例如目标和章节结束作业问题,以结合学生的理解以及针对讲师的解决方案。旨在激发未来量子设备和系统的开发,这是本科电气工程师和材料科学家的量子力学的完美介绍。
摘要。自由空间光通信在部署方便和成本方面是光纤通信系统非常有前途的替代方案。中红外光具有几个与自由空间应用密切相关的特性:即使在恶劣条件下在大气中传播时吸收率也很低、长距离传播期间波前稳定、以及此波长范围不受任何管制和限制。最近已经展示了利用子带间设备进行高速传输的概念验证,但这一努力受到短距离光路(最长 1 米)的限制。在这项工作中,我们研究了使用单极量子光电子学构建长距离链路的可能性。使用了两种不同的探测器:非制冷量子级联探测器和氮冷却量子阱红外光电探测器。我们在背靠背配置中评估了链路的最大数据速率,然后添加了 Herriott 单元以将光路长度增加到 31 米。通过使用脉冲整形、预处理和后处理,我们在 31 米传播链路的两级(OOK)和四级(PAM-4)调制方案中达到了创纪录的 30 Gbit s −1 比特率,并且比特误码率与纠错码兼容。
拓扑材料引起了极大的关注,因为它们在宽带和快速的光响应中,尤其是在红外状态下的潜力。然而,这些系统中的高载体浓度通常会导致光生载体快速重组,从而限制了光疗力。在这里,我们证明了MNBI 2 TE 4中的SB掺杂有效地降低了载体浓度并抑制电子孔重组,从而显着改善了可见的中型红外光谱的光电性能。最佳掺杂的MN(BI 0.82 SB 0.18)2 TE 4光电探测器在1550 nm时的响应时间为18.5μs,响应时间为0.795 mA W -1,响应时间为3.02 mA W -1,响应时间为4μm,响应时间为9.0μm。这些值与未居式MNBI 2 TE 4相比,这些值近两个数量级改善。我们的结果重点介绍了乐队工程作为增强基于拓扑材料的光电探测器的红外绩效的有效策略,为高敏性红外检测开辟了新的途径。关键词拓扑绝缘子,红外光电探测器,带工程,VDW材料,光伏效果简介
石英调谐叉最近被用作可调激光二极管光谱的红外光电探测器,因为它们的响应率很高和快速响应时间。至于用于光电检测的所有灵敏元素,主要缺点是它们吸收光谱的有限带宽。对于石英晶体而言,高于5 µm的波长的高吸收性可确保在中红外范围内出色的性能,由于其透明度从0.2 µm到5 µm,因此在可见/近红外范围内无法轻易扩展。在这项工作中,我们报告了激光表面功能化过程的开发,以增强在1-5 µM光谱范围内称为黑色石英的石英晶体的光吸收。黑色石英由超快速激光处理对石英晶体的表面修饰组成,以在顶部创建类似陨石坑的局部矩阵样模式。表面修饰降低了1-5 µm中石英的透射率范围从> 95%降低至<10%,而高于5 µm的透射率保持不变。将黑色石英过程应用于两个石英 - 调谐叉上,该石英叉安装在可调激光二极管光谱传感器中,用于检测两个水蒸气吸收特征,一个在近红外,另一个在中红外。在检测两个吸收特征时估计了可比的响应性,证实了在近红外范围内操作的扩展。这项工作代表了在整个红外光谱范围内具有高响应性的基于石英的光电探测器实现的重要而有希望的步骤。
电子设备与电路、控制与自动化、通信、信号处理、计算机技术、电力系统、电力电子、机器与驱动器。2. 计算机技术:计算机网络、计算机架构、SoC 和 VLSI 设计和测试、传感器网络、嵌入式系统、并行和分布式处理、大数据分析、VLSI 的 CAD、计算机视觉和图像分析、生物识别、模式识别、机器学习、数据分析、神经网络、人工智能和软计算、多媒体系统、图论、系统生物学、生物信息学、医学信息学、计算语言学、音乐和音频处理、生物医学信号/图像处理、辅助技术、计算神经科学、脑机或人机界面、医疗电子/医疗技术、网络安全、网络物理安全。 3. 半导体器件、材料、制造、特性、VLSI 设计、光子学、混合信号电路设计、射频电路设计、NEMS、神经形态、纳米电子学、非易失性存储器技术、SRAM、DRAM、量子材料、电子和计算、光伏、传感器、等离子体、紧凑建模、自旋电子学、MEMS、模拟电路设计、电路测试、容错、故障安全设计、微电子和功率器件、电路器件交互、电路器件优化、3D IC、3D 芯片、先进半导体封装、器件可靠性、柔性和可印刷电子、红外光电探测器、化学传感器、能量收集器和存储、光电子学、功率半导体器件和宽带隙半导体、量子材料、生物传感器、生物医学器件、纳米制造、新型光学和电子材料的生长和自组装、集成纳米级系统、计算电磁学、传感器:光纤和芯片、生物光子学和生物成像、固态成像、CMOS图像传感器、生物启发视觉系统、神经形态成像、模拟/数字电路设计、光电子学和光子学、用于量子计算的低温硅基量子比特和CMOS的建模和表征、RF-CMOS器件和电路、CMOS和GaNHEMT器件的可靠性、CMOS中的辐射效应、半导体硬件安全、微流体学、