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半导体有效位移损伤剂量计算方法的开发及其在空间场中的应用
位移损伤剂量 (DDD) 是预测在太空环境中使用且会受到辐射的半导体器件寿命的常用指标。DDD 通常根据 Norgett-Robinson-Torrens (NRT) 模型根据非电离能量损失估算，尽管所谓的有效 DDD 的新定义考虑了半导体中非晶化的分子动力学 (MD) 模拟。本研究开发了一个新模型，用于计算碳化硅 (SiC)、砷化铟 (InAs)、砷化镓 (GaAs) 和氮化镓 (GaN) 半导体的常规和有效 DDD 值。该模型是通过扩展粒子和重离子传输代码系统 (PHITS) 中实现的每原子位移计数获得的。这种新方法表明，由于直接撞击造成的非晶化，砷基化合物的有效 DDD 高于传统 DDD，而由于复合缺陷，SiC 的这种关系则相反。对于暴露于质子的 SiC 和 GaN，有效 DDD/传统 DDD 比率随质子能量的增加而降低。相反，对于 InAs 和 GaAs，该比率在质子能量高达 100 MeV 时增加到 1 以上，并且趋于稳定，因为缺陷产生效率（即 MD 模拟的碰撞级联末端稳定位移数量与 NRT 模型计算的缺陷数量之比）在损伤能量值高于 20 keV 时不会增加。通过计算低地球轨道上夹在薄玻璃盖和铝板之间的半导体的有效 DDD 值，证明了该模型的实际应用。结果表明，通过将玻璃盖厚度增加到 200 μ m，可以显著降低有效 DDD，从而证实了屏蔽太空中使用的半导体器件的重要性。这种改进的 PHITS 技术有望通过预测宇宙射线环境中具有复杂几何形状的各种半导体的有效 DDD 值来协助半导体设计。
研究主题征集 2024 年 11 月_更新于 2024 年 11 月 12 日
简称量子点LED 扩展标题基于胶体量子点的发光二极管描述光子纳米材料小组旨在利用胶体量子点（QD）的独特性质开发在可见光和短波红外光谱范围内工作的发光二极管。QD化学能够按需定制最终纳米材料的发光特性，结合溶液处理，能够低成本制造发光二极管（LED）。目前，该小组正致力于开发两种主要类型的基于QD的LED（小型或大型）：基于InAs或Hg基QD的短波红外LED（940 – 1600 nm）和利用CdSe、钙钛矿或Ga基QD的蓝光LED（400-450 nm）。博士候选人将专注于QD的合成及其精心设计的LED的实现，以获得高的外部量子效率和亮度。此外，博士候选人将对合成的
克服先进 InP HEMT 制造中的挑战
关键词：高电子迁移率晶体管 (HEMT)、磷化铟 (InP)、高频、制造摘要自 DARPA 太赫兹电子项目结束以来，诺斯罗普·格鲁曼公司 (NG) 一直致力于将工艺过渡到 100 毫米，并使先进的 InP HEMT 技术适用于高可靠性 A 类空间应用。NG 的 100 nm InP HEMT 节点目前处于制造就绪水平 (MRL) 9，而砷化铟复合通道 (IACC) 节点处于 MRL 3/4。为了提高 IACC 的 MRL，NG 一直致力于将工艺从材料生长转移到晶圆加工到 100 毫米生产线，并利用 100 nm InP HEMT 工艺的制造和认证专业知识。在整个工艺转移和成熟过程中，NG 克服了工艺重现性、产量和吞吐量方面的挑战，并进行了广泛的可靠性测试。引言在过去二十年中，在美国国防高级研究计划局、美国宇航局/喷气推进实验室和三军的资助下，诺斯罗普·格鲁曼公司 (NG) 通过积极缩小 InP HEMT 尺寸并使用超高迁移率砷化铟复合通道 (IACC) HEMT 结构，展示了高达太赫兹的高电子迁移率晶体管 (HEMT) [1,2] 和单片微波集成电路 (MMIC) [3-6]，如表 1 所示。InP 和 IACC HEMT 的关键制造步骤是分子束外延 (MBE)、电子束光刻 (EBL) 栅极、基板通孔 (TSV) 以及缩放互连和钝化工艺。材料生长和制造工艺最初是在 NG 的 75 毫米生产线上开发的。NG 致力于技术成熟工作，以缩小制造差距，以提高 IACC 节点的 MRL [7]。工艺概述 InP 和 IACC HEMT 晶圆采用分子束外延法在半绝缘 InP 衬底上生长。IACC 外延剖面具有复合通道，该通道由夹在两个晶格匹配的 In x Ga 1-x As 层之间的 InAs 层组成 [2]。高电子迁移率 InAs 通道是高频低直流功率操作的关键推动因素。肖特基势垒层和重掺杂帽经过优化，可实现低
红外探测器的最新进展：材料和... - DRP
摘要：红外辐射是一种波长介于可见光和微波之间的电磁波，人眼无法看见。这种辐射必须转化为其他物理上可量化的性质才能被探测和测量，才能确定它是否存在、强度如何。红外探测器是将入射红外光信号转化为电信号输出的工具。随着红外探测器在各国的广泛应用，对红外探测器提出了更高的要求。为了进一步拓展波长、提高分辨率、降低成本，基于Ⅱ类超晶格、胶体量子点、硅基材料等新材料、新技术的红外探测器得到了发展。本文综述了国内外红外探测器的发展情况，报道了红外探测器的新材料、新技术。讨论了当前红外探测器研究的局限性和优势，展望了红外探测器未来的发展趋势。此外，概述了红外探测器的最新进展。介绍了基本机制。然后，介绍了材料纳米线、HgCdTe、HOT 和 InAs/InGaAs。最后，展示了进一步的应用。
光子晶体腔中量子点的 Purcell 增强电信波长单光子
量子点是电信单光子源的有希望的候选者，因为它们的发射可以在不同的低损耗电信波段上进行调谐，从而与现有的光纤网络兼容。它们适合集成到光子结构中，可以通过 Purcell 效应增强亮度，从而支持高效的量子通信技术。我们的工作重点是通过液滴外延 MOVPE 创建的 InAs/InP QD，以在电信 C 波段内运行。我们观察到 340 ps 的短辐射寿命，这是由于 Purcell 因子为 5，这是由于 QD 集成在低模体积光子晶体腔内。通过对样品温度的原位控制，我们展示了 QD 发射波长的温度调谐和在高达 25K 的温度下保持的单光子发射纯度。这些发现表明基于 QD 的无低温 C 波段单光子源的可行性，支持其在量子通信技术中的应用。
偏振简并腔中大量 Purcell 增强量子点诱导的光学透明性
摘要：光学活性自旋系统与具有高协同性的光子腔耦合可产生强光-物质相互作用，这是量子网络的关键成分。然而，获得用于量子信息处理的高协同性通常需要使用光子晶体腔，而光子晶体腔从自由空间的光学访问能力较差，尤其是自旋相干控制所需的圆偏振光。在这里，我们展示了协同性高达 8 的 InAs/GaAs 量子点与制造的靶心腔的耦合，该腔提供近乎简并和高斯偏振模式以实现高效的光学访问。我们观察到量子点的自发辐射寿命短至 80 ps（约 15 个 Purcell 增强），从腔体反射的光的透明度约为 80%。利用诱导透明度进行光子切换，同时相干控制量子点自旋，可以为建立量子网络的持续努力做出贡献。
从密度泛函理论系统地调整二元 III-V 半导体的应变诱导带隙
III-V 半导体带隙性质和大小的改变对于光电应用具有重要意义。应变可用于系统地在很宽的范围内调整带隙，并引起间接到直接 (IDT)、直接到间接 (DIT) 和其他带隙性质的变化。在这里，我们建立了一种基于密度泛函理论的预测从头算方法来分析单轴、双轴和各向同性应变对带隙的影响。我们表明系统性变化是可能的。对于 GaAs，在 1.52% 各向同性压缩应变和 3.52% 拉伸应变下观察到 DIT，而对于 GaP，在 2.63 各向同性拉伸应变下发现 IDT。我们还提出了一种通过将双轴应变与单轴应变相结合来实现直接-间接转变的策略。确定了应变 GaSb、InP、InAs 和 InSb 的进一步转变点，并与元素半导体硅进行了比较。因此，我们的分析为二元 III-V 半导体中的应变诱导带隙调整提供了一种系统且可预测的方法。
单层整合的超低阈值拓扑角状态纳米仪
摘要：在行业标准的SI平台上节能和超级反应光源的整体整合已成为一种有前途的技术，可以实现完全集成的基于SI的光子集成电路。最近，由于其独特的优点，包括针对结构缺陷和疾病的鲁棒性，使用拓扑保护的缺陷模式通过使用拓扑保护的缺陷模式进行了广泛的研究。然而，由于Si和ⅲ–ⅴ材料之间的显着材料差异，先前对半导体拓扑激光器的证明在其天然底物上受到限制。在这里，我们通过实验报告了超低阈值连续波泵送的单模式INAS/GAAS量子点拓扑拓扑状态纳米层单层单层整合在CMOS兼容SI（001）底物上。我们的结果代表了针对SI光子学的超跨和高性能集成的纳米级光源的新途径，并为拓扑光子学启用了有希望的应用。关键字：纳米剂，拓扑绝缘子激光器，角状态纳米剂，硅光子学，量子点
用碳 - 纳米管的电路量子电动力学 -
带有超级传导电路的电路量子电动力学（CQED）[1]是一个强大的平台，用于芯片量子光学元件和量子信息[2]。杂交超导电路根据其他系统与微波光子或人工原子的相互作用提供了对相干量子性能的访问[3-5]。近年来，通过用基于半导体的（s -n -s）JJS来代替常规铝（s -i -s）JJS（例如inas nanowires [6，7]，（7]，gasene）[8]和绘制图8和绘图[8]，已经实现了多种混合超导码头。 对于这些s-n-s JJS，正常或半导体与超导材料接触，这使得由于超导接近效应而导致超电流到流量[11]。 Andreev Refrections [12-14]描述了此类设备中库珀的运输。 可以通过在附近的栅极电极上施加电压来调整半导体的电导率，该电极调整了库珀对运输的调整，从而调整了交界处的约瑟夫森能量。 这些半导体 - 超导体混合量量子的强大技术动机是实现栅极电压已经实现了多种混合超导码头。对于这些s-n-s JJS，正常或半导体与超导材料接触，这使得由于超导接近效应而导致超电流到流量[11]。。可以通过在附近的栅极电极上施加电压来调整半导体的电导率，该电极调整了库珀对运输的调整，从而调整了交界处的约瑟夫森能量。这些半导体 - 超导体混合量量子的强大技术动机是实现栅极电压
量子点红外光电探测器：综述
摘要。量子点红外光电探测器（QDIP）定位成为红外（IR）检测领域的重要技术，尤其是对于高温，低成本，高产，高收益检测器阵列所需的军事应用所需的技术。高操作温度（≥150k）光电探测器通过启用低温露水和斯特林冷却系统的成本降低了红外成像系统的成本，并被热电冷却器代替。QDIP非常适合在升高温度下检测中期光，该应用可能被证明是下一个量子点的商业市场。虽然量子点外延的生长和IR辐射的标记内吸收良好，但量子点非均匀性仍然是一个重大挑战。在150 K处的最新IR检测，而QDIP焦平面阵列的性能与77 K的HGCDTE相当可比。带隙工程以减少深色电流并增强多光谱检测（例如共鸣隧道QDIP），QDIP的性能和适用性将继续提高。