固体激光冷却是一项突破性技术,能够以微型方式将温度无振动冷却至 100 K。它似乎是一种很有前途的技术,可以提高未来观测卫星的性能,例如在 SWIR 和 NIR 领域。本文首次研究了在观测卫星上集成激光冷却器。我们的研究侧重于卫星有效载荷和平台级别的尺寸、重量和功率 (SWaP) 标准。其目标是评估在低地球轨道 (LEO) 红外观测任务中使用光学低温冷却器而不是机械低温冷却器的兴趣。提出了一种初步的空间激光冷却器 (LC) 架构。它由两部分组成。第一部分是冷却头,基于最先进的冷却晶体 10%Yb:YLF 和像散多通腔。第二部分是低温冷却器光电子学,基于耦合到冷却头的冗余激光二极管和光纤。考虑到红外探测器的热负荷和低温恒温器内的寄生热通量,估算了小焦平面的冷却功率。然后考虑到晶体效率、热链接损耗和光电效率,估算激光冷却器所需的光功率和电功率。假设一个为期 5 年的 LEO 微卫星任务,则对电力系统(PCDU、太阳能电池阵列、电池)和热控制系统(热管、散热器)进行尺寸计算。增加了额外的质量裕度以考虑机械支撑结构。最后,分别将有效载荷和平台的质量和体积相加,以获得卫星级别的 SWaP 平衡,代表激光冷却器的整体影响。在相同的任务和平台假设下,对微型脉冲管冷却器 (MPTC) 架构重复了该研究。最后,对这两种架构进行了比较。结果表明,即使激光冷却器的功率要求很高,质量和内部体积的减小也使得小型卫星有效载荷成为可能。
• M. Jaros,半导体微结构的物理和应用(牛津科学出版社 1989 年) • J. Singh,半导体及其异质结构的物理学,(McGraw-Hill,1993 年) • MJ Kelly,低维半导体、材料、物理、技术、器件,(牛津))(1985 年) • JK Jain,复合费米子,(剑桥)(2007 年) • V. Mitin 等人,量子异质结构、微电子学和光电子学,(坎普里奇)(1999 年) • ZC Feng(编辑)量子异质结构、微结构和器件,(IOP)(1993 年) • P. Michler(编辑),单量子点基础、应用和新概念(Springer)(2003 年) • JH Davies 和 AR Long,纳米结构物理学, (IOP) (1992) • TJ Devreese 和 FM Peeters (编辑),二维气体的物理学,(Plenium) (1987) • T. Chakraborty、P. Pietilainen,量子霍尔效应,分数和积分 (Springer) (1988) • P. Butcher 等人,低维半导体结构的物理学,(Plenum) (1993) • H. Morkoc 等人,ModFets 的原理和技术,第 I、II 卷 (Willey) (1991) • EL Ivchenko 和 GE Pikus,超晶格和其他异质结构,(Springer) (1997) • L.Challis (编辑),低维固体中的电子-声子相互作用 (Oxford) (2003) • J. Davies,物理学低维半导体物理学(剑桥)(1998) • D. Ferry 和 SM Goodnick,纳米结构中的传输(剑桥)(1997) • PN Butcher,低维半导体结构理论和电子传输简介 • S.Datta,中观系统中的电子传输(剑桥)(1995) • GP Triberis,低维固体物理学,从量子阱到 DNA 和人造原子,(新星)(2007) • CD Simserides、A. Zora 和 GP Triberis,平面磁场下的低维载流子,新现象(新星)(2010)
摘要:单片高对比度光栅 (MHCG) 由单片层中图案化的一维光栅组成,可提供高达 100% 的光功率反射率,并且可以在现代光电子学中使用的几乎任何半导体和介电材料中制造。MHCG 可实现单片集成、偏振选择性和多功能相位调谐。它们可以比分布式布拉格反射器薄 10 到 20 倍。MHCG 的亚波长尺寸大大降低了确保 MHCG 条纹侧壁光滑度的可能性,并使在蚀刻过程中精确控制 MHCG 条纹横截面的形状变得困难。问题在于,改进蚀刻方法以获得设计所假设的完美横截面形状是否更有利,或者是否有可能使用给定蚀刻方法提供的形状找到能够实现高光功率反射的几何参数。在这里,我们进行了一项数值研究,该研究由使用多种常见的表面纳米级成型方法在不同材料中制造的 MHCG 的实验表征支持。我们证明具有任意横截面形状的 MHCG 条纹都可以提供接近 100% 的光功率反射率,这大大放宽了它们的制造要求。此外,我们表明,对于准梯形横截面的 MHCG,可以实现超过 99% 的光功率反射率和超过 20% 的创纪录光谱带宽。我们还表明,如果波纹幅度小于 MHCG 周期的 16%,MHCG 条纹的侧壁波纹对 MHCG 光功率反射的影响很小。使用最新的表面蚀刻方法可以实现这种条纹制造精度。我们的研究结果对于设计和生产采用 MHCG 的各种光子器件具有重要意义。横截面形状的灵活性有利于可靠地制造高反射率亚波长光栅镜。这反过来又将使制造单片集成的高品质因数光学微纳腔器件成为可能。关键词:单片高对比度光栅、亚波长光栅、光功率反射
• 至少完成以下四个重点领域之一的 9 小时课程。 • 至少完成以下第二个不同重点领域的另外 6 小时课程。 • 在 ECE 4951 之前至少完成一门如下所示的设计领域专业知识课程**。 • 具有相关实验室的课程要求完成讲座和实验室部分,才能算作电气和计算机工程选修课。领域 1:光子学与纳米材料入门课程*:ECE 3233 电磁学(3 小时)F ECE 和 CS 深度课程:ECE 4383 计算机网络(3 小时)ECE 4284 集成电路技术与制造(3 小时)S ECE 4288** 光电子学(3 小时)S/偶数年 ECE 4334** 射频与微波设计(3 小时)S/偶数年 ECE 4335 量子工程基础(3 小时)非 ECE 和非 CS 深度课程 BME 4100 外科和医学中的激光(3 小时)F ME 4265 直接能量转换(3 小时)NANO 3000 纳米工程中的材料表征技术(3 小时)F PHYS 2660 实验纳米级制造与表征(3 小时)PHYS 2210 经典与现代光学(3 小时)PHYS 3640 物理学凝聚态(3 小时) 领域 2:现代电子入门课程*:ECE 3233 电磁学(3 小时)F ECE 和 CS 深度课程:ECE 4267 电力系统分析(3 小时)S/奇数年 ECE 4268 分布式电能系统(3 小时)F/偶数年 ECE 4275 微电子系统(3 小时)S ECE 4383 计算机网络(3 小时)ECE 4284 集成电路技术与制造(3 小时)S ECE 4287 工程可靠性(3 小时)S/偶数年 ECE 4289 航天器系统(3 小时)S/奇数年 ECE 4334** RF 和微波设计(3 小时)S/偶数年 ECE 4335 量子工程基础(3 小时)ECE 4380** 电子学 II(3 小时)S ECE 4385** VLSI 设计(3 小时)F
在二维材料中,过渡金属二硫属化物 (TMD) 因其优异的性能而备受关注。[1,2] TMD 的化学式为 MX 2 ,其中 M 是过渡金属原子(例如 Mo、W),X 代表硫属原子(例如 S、Se、Te)。[2,3] 与其他 TMD 相比,二碲化钼 (MoTe 2 ) 因其工艺可调的同素异形相,即金属 1T' 和半导体 2H 相,最近引起了强烈的研究兴趣。 [4,5] 1T'相具有正交结构,也是获得优异拓扑性质的前兆阶段,并且在单层和多层水平上作为量子自旋霍尔效应的宿主以及在单斜 T d 相中作为原始 1T'相的低温畸变而出现的 II 型 Weyl 半金属态具有特殊的意义。[6,7] 随着厚度的减小,MoTe 2 表现出从间接到直接的带隙跃迁,而其带隙相对其他 TMD 较低 [8,9],范围从块体的 0.8 eV 到单层极限的 1.1 eV。[10] 此外,由于 1T'-MoTe 2 的电导率远高于 2H 相,1T'相在固态电池电极、电化学电容器和氢析出反应方面很有前景。 [11] 另一方面,2H-MoTe 2 由于其带隙小、吸附性强、热导率低等特点,在纳米技术中具有作为二维层状材料的潜力。[10,12] 由于两种同素异形相之间的能量差异很小,MoTe 2 成为研究相变特性的独特模型材料,具有许多相关应用,如微电子领域的二维非挥发性存储器件和忆阻器。[13,14] 此外,由于 2H-MoTe 2 具有高载流子迁移率、光学透明性、薄结构和化学稳定性,它是场效应晶体管、光电子学、储能、化学和生物传感等应用的合适候选材料。[15,16] 作为一种有前途的材料,清晰的理解和可重复的生长方法对于将 MoTe 2 从实验室水平提升到生产水平至关重要。传统上,可以通过机械剥离、物理
硅是一种无处不在的半导体材料,可用于多种应用,是现代电子和能量收集的基础。硅基微电子,如今更确切地说是纳米电子,将在不久的将来达到 10 纳米以下的技术节点。在这些尺寸下,纳米尺寸效应(例如量子限制、掺杂的统计问题、表面状态等)开始发挥作用,降低性能和可靠性,甚至导致晶体管完全失效。这些纳米尺寸效应中的几种已经在精心制造的 Si 纳米结构上进行了研究,在那里获得的研究结果可能对于规避 FET 达到单纳米尺寸时出现的问题至关重要。此外,Si 纳米结构的非常规和新颖方法也令人感兴趣,因为它们可以提供替代的解决方法,有助于防止未来技术节点实施的进一步延迟,目标是在降低功耗的情况下提供更高的性能。除了电子晶体管之外,硅纳米结构(如纳米线和纳米粒子)还为传感器、量子器件、操纵器、执行器、光电子学、生物标记等领域的各种跨学科应用开辟了全新的前景。由于表面体积比高,硅纳米结构主要由表面决定,因此需要新的物理和化学知识来了解其特性。这些知识尚未完成并转移到现代晶体管技术中。在能量收集领域,硅光伏电池通过用异质结取代扩散的 p/n 同质结(充当载流子选择性和高度钝化(无复合)接触)提高了效率。这一概念允许研究一系列新材料作为接触,但需要精确了解它们与硅的界面特性。尽管有报道称至少在实验室规模的太阳能电池上转换效率令人印象深刻,但尚未找到结合了正确的电子和光学特性并与工业批量生产兼容的理想异质接触。进一步的跨学科研究必须找到或开发将合适的 Si 表面钝化与载流子选择性隧穿、长期稳定性以及可靠且经济高效的制造相结合的材料。
第一学期 论文 IV – 电子设备 第一单元 晶体管:JFET、BJT、MOSFET 和 MESFET、不同条件下 IV 特性方程的结构推导、微波器件、隧道二极管、传输电子器件(Gunn 二极管)、雪崩渡越时间器件、Impatt 二极管和参数器件。 第二单元 光子器件:辐射和非辐射跃迁、光吸收、体和。 薄膜光电导器件 (LDR)、二极管光电探测器、太阳能电池(开路电压和短路电流、填充因子)、LED(高频极限、表面和间接复合电流的影响、LED 的运行)、半导体;二极管激光器(激活区域中粒子数反转的条件、光限制因数、光增益和激光的阈值电流。单元 - III 存储设备:只读存储器 (ROM) 和随机存取存储器 (RAM)。ROM 的类型:PROM、EPROM、EEPROM 和 EAPROM、静态和动态 RAM (SRAM 和 DRAM)、SRAM 和 DRAM 的特性。混合存储器:CMOS 和 NMOS 存储器、非易失性 RAM、铁电存储器、电荷耦合器件 (CCD)、存储设备:磁性(FDD 和 HDD)和光学(CD-ROM、CD-R、CD-R/W、DVD)存储设备的几何形状和组织。单元 - IV 电光、磁光和声光效应,与获得这些效应相关的材料特性,这些设备的重要铁电、液晶和聚合物材料,压电、电致伸缩和磁致伸缩效应。这些特性的重要材料及其在传感器和执行器设备、声学延迟线中的应用,压电谐振器和滤波器、高频压电器件-表面、声波器件、单元 - V 太阳能光伏能量转换物理和材料特性基础、光伏能量转换基础:固体的光学特性。直接和间接过渡半导体,吸收系数和载流子带隙复合之间的相互关系。太阳能电池的类型、pn 结太阳能电池、传输方程、电流密度、开路电压和短路电流、单晶硅和非晶硅太阳能电池的简要说明、先进太阳能电池的基本概念,例如串联太阳能电池。固体液体结太阳能电池、半导体的性质、电解质结、光电化学太阳能电池的原理。教科书和参考书:1. SM Sze Willey (1985) 半导体器件 - 物理技术 2. MS tyagi 半导体器件简介 3. M Sayer 和 A Manisingh 物理学和工程学中的测量仪器和实验设计 4. Ajoy Ghatak 和 Thyagrajam 光电子学 5. Millman Halkias:电子设备
ID N . 11300 – 个人研究工程师(意大利语:T ECNOLOGO)– 三级 2012 年 12 月/至今 国家研究委员会 (CNR) - 微电子与微系统研究所 (IMM),Agrate Brianza Unit,Via Olivetti 2, 20864, Agrate Brianza (MB),意大利 公共机构常设研究工程师(意大利语:Tecnologo)。技术领域:支持研究。主题:科学仪器和流程管理。 (Bando n. 364/114,Prot. AMMCNT CNR n.79896 28/12/2012;Prot. AMMCNT CNR n.8704 13/02/2013;Prot. IMM CNR n.769 31/01/2013)主要研究课题:I – 2D 材料(过渡金属二硫属化物,TMD)的各向异性工程:通过化学方法生长并主要通过 X 射线光电子能谱和拉曼光谱进行表征;目标应用在纳米电子学、光子学、光电子学、催化领域。 II – 通过 X 射线散射、X 射线光发射光谱和离子束技术(XRR、XRD、XPS、ToF-SIMS)对薄膜和多层膜的结构和化学物理特性进行表征,以便将其集成为双极 CMOS-DMOS(BCD)技术平台中的大电容器。III – (1)具有垂直磁各向异性的铁磁材料(PMA)和(2)非磁性材料,用于作为磁性结和自旋注入/过滤器中的隧道屏障;(3)稀磁氧化物(DMO)。研究结构和化学性质与磁性和磁输运性质之间的相关性。通过 X 射线散射(包括同步光)、X 射线光发射和离子束技术(XRR、XRD、XPS、ToF-SIMS、XRMS)对薄膜和多层膜的结构和化学物理进行表征,例如:(1)铁磁材料(Co、Fe、CoFe、CoFeB、Co/Ni); (2) 非磁性材料(即 MgO、AlO x );(3) 稀磁氧化物(Fe、Ni 掺杂的 ZrO 2 )。IV – 通过 X 射线散射、X 射线光发射和离子束技术(XRR、XRD、XPS、ToF-SIMS)研究高介电常数电介质或相变合金的 CMOS 兼容性在工艺集成中的热稳定性,以用于新兴的非挥发性存储器(TANOS、RRAM、PCM、MRAM)。V – 通过 X 射线散射(主要是 XRD)对先进 MEMS 设备中集成的压电材料进行表征。
MS7001 材料实验室技术 AU:3 先决条件:无 学期:1 和 2 在本课程中,学生将了解所选材料表征仪器的原理和操作。重点是彻底掌握测量和数据解释的原理。所选的所有仪器在材料研究中都有广泛的用途。课程结束时,学生将接受每种仪器的使用培训。没有期末考试。评估将在实验室进行。 MS 7004 研究生研讨会 AU:无 先决条件:无 学期:无 研讨会将由杰出的访问科学家/研究人员主持。学生必须参加两次研讨会并准备一份详细的评论,由来自不同研究领域的 MSE 代表小组进行评估。学生将介绍研讨会概要并接受考官小组的评估。评估将基于评论。由于这是一门通过/不通过的课程,因此本课程没有期末考试。 MS 7023 高级聚合物工程 AU:3 先决条件:MS2010 或同等学历 学期:无 本聚合物工程高级课程旨在为学生提供聚合物行为物理理论背景基础知识,以及聚合物科学与工程研究的一些最新课题。 本课程包括以下内容: 多相聚合物系统,包括共聚物和共混物;相分离和相混合;形态和微观结构发展;应用;填充聚合物系统,包括增强和增韧机制;多相聚合物的机械建模;先进的加工技术和应用;使用现代分析技术对聚合物的结构和性能进行分析:光谱法;动态力学和流变测试;物理化学技术 MS 7032 光电材料 AU:3 先决条件:MS2008 或同等学历 学期:无 光电装置将光转换为电,反之亦然。这些装置与光纤一起帮助我们进入了信息时代。本研究生课程旨在提供对光电子学原理的基本了解,包括材料加工和特性、器件操作原理、制造和特性。 MS 7033 固体电子特性 AU:3 先决条件:无 学期:无 本课程介绍了固态物理和化学的统一框架,用于理解固态材料的大多数物理特性,并构成了大部分半导体物理和器件的基础。它涵盖了微电子学和光电子学等学科的基本概念,并对材料的重要电子参数进行了深入、定量的推导。完成课程后,学生应能够:• 了解材料电子和热结构的理论方面
热电和光电应用M. Ishfaq A,A.Aziz A,S。A. A. Aldaghfag B,S。Noreen C,M。Zahid C,M。物理系,科学学院,努拉·本特·阿卜杜勒拉赫曼大学,P。O。Box 84428, Riyadh 11671, Saudi Arabia c Department of Chemistry, University of Agriculture Faisalabad, Faisalabad 38040, Pakistan Herein, structural, optoelectronic, and thermoelectric characteristics of Ba 2 CaTeO 6 and Ba 2 CaWO 6 oxides double perovskite have been evaluated by first-principles calculations.计算形成和公差因子的焓,以确保相应的结构和热力学稳定性。ba 2 cateo 6和ba 2 cawo 6分别计算出5.87 eV和4.20 eV的MBJ。此外,计算了介电常数(ԑ1(ω)&ԑ2(ω))和其他相关参数之类的光学参数。使用Boltztrap软件包检查热电(TE)参数。450 K时Ba 2 Ca(TE/W)O 6的ZT值分别为0.76/0.79。BA 2 Cateo 6和Ba 2 Cawo 6双钙钛矿的结果表明,这些材料是基于紫外线的光学和各种TE小工具的潜在竞争者。(2024年5月12日收到; 2024年8月5日)关键字:超速带隙半导体,双钙晶,DFT,热电学,光电子,光电子学1。另一方面,E G大于3.4 eV的半导体被称为Ultrawide BandGap(UWBG)半导体[1-3]。引言具有小于2.3 eV的电子带盖(E G)的传统半导体材料,例如SI,GE和III-V化合物,已成为电子和光子学技术进步的基础。,例如,UWBG半导体GAN已超过了SI在过去15年中第二重要的材料,因为它在固态照明中使用了,这极大地改变了世界的方式使用光源。然而,GAN的高制造成本,加上其孔的不良迁移率和较低的导热率,限制了其对电子工业的全面影响[4]。在这方面,科学家们正在努力开发替代的UWBG材料。最近,双重钙棍(DPS)已成为独立的化合物家族,这些家族表现出从半金属到狭窄的频带到狭窄的频带到超宽带频带半导体的多样性特征,由于它们在理想的立方体(fm3m太空组)latte lattice lattice结构中具有各种阳离子的能力,因此具有多种多样的特性[5-7]。