从长途光纤链路到短距离无线网络,数字通信系统越来越依赖于光子集成电路。然而,对更高带宽的追求正在将当前的解决方案推向极限。硅光子平台因其可扩展性和成本效益而备受赞誉,它依赖于诸如硅上 III-V 族元素异质外延[ 3 ]或在 SOI 波导上放置锗鳍片[ 1 ]等解决方案,以实现超高速应用。在所有硅光子技术中,氮化硅 (SiN) 材料平台具有一些独特的优势:它们提供非常低损耗的波导,由于非常高 Q 值的谐振器而具有非常好的滤波器,并且由于没有双光子吸收(与硅相比),因此可以处理非常高的功率。然而在 SiN 上,无法直接生长。一种可能的解决方案是将 III-V 族元素晶圆键合到 SiN 波导上[ 2 ]。在这项工作中,我们提出了一种多功能且可扩展的方法,通过微转印(µTP)单行载流子(UTC)光电二极管在 SiN 上创建波导耦合光电探测器。
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A. Hamja, a) R. Florentin、S. Chénais、S. Forget 激光物理实验室,巴黎北索邦大学,CNRS,UMR 7538,F-93430 Villetaneuse,法国 a) 通讯作者:mdamir.hamja@sorbonne-paris-nord.fr 摘要 液态染料激光器一直被认为是可见光范围内理想的可调谐激光源,但体积庞大、价格昂贵,并且需要复杂的染料循环系统。我们在此介绍一种依靠低成本蓝色激光二极管作为泵浦源和密封染料电池(无流动电路)的系统,从而形成一种结合了固态设备的便利性和尺寸以及液态有机激光器的稳定性的设备。获得了非常高的光稳定性(高达 1.2×10 9 个脉冲,或 1 kHz 下 12 天),比在类似条件下工作的固态染料激光器高出 5 个数量级。发现在低重复率下可获得的脉冲数受分子自扩散限制,因此与总比色皿体积有关。相反,重复率限制为几 kHz,这表明热效应比三重态粒子群效应发挥更大的作用。热效应通过建立强大的负热透镜来抑制激光:通过谐振器设计校正此热透镜的非异常部分,可将重复率提高到 14 kHz,并可能进一步优化。这项工作展示了一种构建现成的、紧凑的、低成本的、方便的可见光范围内可调脉冲激光器的途径,其稳定性优于有机固态激光器。最近,高功率蓝色和紫色激光二极管 1 的出现促使人们重新考虑许多以前需要昂贵的可见光固态激光器的应用:例如,当用激光二极管取代泵浦激光器时,钛宝石激光器的成本可以下降一个数量级。2 由于染料激光器在光谱的蓝绿区域表现出大的吸收带,它们也非常适合 GaN 二极管泵浦,并且可能会遵循相同的路线。3–8 然而,虽然液态染料激光器是第一种可调谐激光器,可用于光谱学、9 医学 10 或传感 11,但如今它们更加保密,主要是因为染料溶液电路的处理麻烦而复杂。事实上,在那些激光器中,增益介质必须通过主动流不断补充:这可以避免三线态的积累,缓解热问题,并疏散光漂白分子以实现稳定的激光发射。染料电路的复杂性是许多应用的瓶颈,尽管可以通过使用光流体装置在一定程度上降低这一问题。12,13 为了克服这一困难,可以实施两种解决方案:固态增益介质或无循环液体胶囊。虽然固态染料激光器被认为非常有前途(特别是在有机半导体出现之后,这引发了人们制造电泵有机激光二极管的希望 14–16 ),但它们也存在重大缺陷。主要缺陷是光稳定性低,无法在高温下工作
P. Vigneshwara Raja、Christophe Raynaud、Camille Sonneville、Hervé Morel、Luong Viet Phung 等人。垂直 GaN-on-GaN 肖特基势垒二极管中的深能级瞬态傅里叶光谱 (DLTFS) 和等温瞬态光谱 (ITS)。微纳米结构,2022 年,172,第 207433 页。�10.1016/j.micrna.2022.207433�。�hal-04032160�
功率循环测试是研究功率转换器可靠性性能和评估其相对于温度应力的寿命的主要方法之一。在传统的功率循环方法中,结温测量是使用热敏电参数 (TSEP) 进行的,例如低电流下的通态电压(对于双极元件:IGBT 和二极管……)[1] 或 MOSFET 的阈值电压 V 𝑡ℎ [2]。当在 PWM 类型的电气约束下进行功率循环时,这些方法的实现很复杂。测试前还需要对每个组件进行精确校准。本文提出了一种创新的测试台,用于在功率循环期间在线测量结温,以研究嵌入在 PCB 中的功率二极管的可靠性 [3]。所提出的方法基于使用导通期间正向电压 𝑉 𝐹 和正向电流 𝐼 𝐹 的变化来估算热电压 𝑈 𝑇 并从而实时估算结温。这有助于即使在高循环频率(> 1 kHz)的情况下也能获得良好的近似值。表 1 对经典方法和所提出的方法进行了简要比较。首先,给出了该方法的描述,然后介绍了功率循环电路的代表性设计。
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固态纳米孔传感的一个长期未实现的目标是在转位过程中实现 DNA 的平面外电传感和控制,这是实现碱基逐个棘轮的先决条件,从而实现生物纳米孔中的 DNA 测序。二维 (2D) 异质结构能够以原子层精度构建平面外电子器件,是用作电传感膜的理想但尚未探索的候选材料。在这里,我们展示了一种纳米孔架构,使用由 n 型 MoS 2 上的 p 型 WSe 2 组成的垂直 2D 异质结二极管。该二极管表现出由离子势调制的整流层间隧穿电流,而异质结势则相互整流通过纳米孔的离子传输。我们同时使用离子和二极管电流实现了 DNA 转位的检测,并展示了 2.3 倍的静电减慢的转位速度。封装层可实现稳健的操作,同时保留用于传感的原子级锐利 2D 异质界面的空间分辨率。这些结果为单个生物分子的非平面电传感和控制建立了范例。
超导二极管效应(SDE)是一种磁电现象,其中外部磁场将非零的质量中心动量赋予库珀对,以促进或阻碍根据其方向促进超级电流的流动。我们提出,基于量子的自旋霍尔绝缘子(QSHI)的约瑟夫森连接器可以用作非隔离电子设备的多功能平台,当通过相位偏置和非平面磁场触发时,该平台表现出SDE。通过计算Andreev结合状态和准颗粒状态的连续体的贡献,我们提供了数值和分析结果,审查了SDE的各个方面,包括其质量Q因子。发现Q因子的最大值在低(零)温度下是通用的,它的起源与独立于交界处的特定细节的潜在拓扑特性相关。随着磁场的增加,由于轨道效应引起的诱导超导间隙的关闭,SDE减小了。要观察SDE,必须设计基于QSHI的Josephson结,以使其边缘具有不务件的运输。此外,我们在一个更具异国情调但现实的场景中探索了SDE,在驱动电流时,约瑟夫森交界处的典型地面态奇偶校仍然保守。在这种4π的周期情况下,我们预测SDE的增强是与其2π-周期性的,平等无限的对应物相比的增强。
我们报告了金纳米粒子 (AuNP) 修饰的石墨烯-硅肖特基势垒二极管的电流-电压特性和低频噪声的结果。测量在环境空气中添加两种有机蒸气四氢呋喃 [(CH 2 ) 4 O; THF] 和氯仿 (CHCl 3 ) 中的任一种进行,以及在黄光照射 (592 nm) 期间进行,接近测量的金纳米粒子层的粒子等离子体极化频率。当加入四氢呋喃蒸气时(在金修饰的石墨烯-硅肖特基二极管中),我们观察到正向电压 (正向电阻区域) 的直流特性发生变化,而当添加氯仿时(在未修饰的石墨烯-硅肖特基二极管中),在黄光照射下会发生微小的变化。与无照射相比,在黄光照射期间观察到两种气体的低频噪声差异明显较大。与没有 AuNP 层的石墨烯-Si 肖特基二极管相比,AuNP 抑制了噪声强度。我们得出结论,所研究的金装饰肖特基二极管产生的闪烁噪声可用于气体检测。