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通信感知一体化氮化镓光电子集成芯片
研究背景 芯片是人类最伟大的发明之一,也是现代电子信息产业的基础和核心。小到手机、电脑、数码相机,大到6G、物联网、云计算均基于芯片技术的不断突破。半导体光刻工艺水平的发展是以芯片为核心的电子信息产业的基石,目前半导体光刻的制造工艺几乎是摩尔定律的物理极限。随着制造工艺的越来越小,芯片内晶体管单元已经接近分子尺度,半导体制作工艺的“瓶颈效应”越来越明显。随着全球化以及科技的高速发展,急剧增长的庞大数据量要求数据处理模型和算法结构不断优化升级,带来的结果就是对计算能力和系统功耗的要求不断提高。而目前智能电子设备大多存在传输瓶颈、功耗增加以及计算力瓶颈等现象,已越来越难以满足大数据时代对计算力与功耗的需求,因此提高运算速度同时降低运算功耗是目前信息工业界面临的紧要问题。 如当年集成电路开创信息时代一样,当下已经普及的光通信正在成为新革命力量的开路先锋。与此同时,光子芯片正在从分立式器件向集成光路演进,光子芯片向小型化、集成化的发展趋势已是必然。相对于电子驱动的集成电路,光子芯片有超高速率,超低功耗等特点,利用光信号进行数据获取、传输、计算、存储和显示的光子芯片,具有非常广阔的发展空间和巨大的潜能。 项目功能 本项目瞄准光通信关键技术及核心芯片,基于量子阱二极管发光探测共存现象,探索关键微纳制造技术,研制出可以同时实现通信、感知功能的一体化光电子芯片。 技术路线 一、技术原理及可行性 本项目主要负责人王永进教授发现如图1所示的量子阱二极管发光探测共存现象,首次研制出同质集成发射、传输、调制和接收器件的光电子芯片,这些原创工作引起了业界相关科研小组地广泛关注,化合物半导体同质集成光电子芯片成为研究热点。香港大学的蔡凯威小组和申请人合作提出湿法刻蚀和激光选择性剥离技术,在蓝宝石氮化物晶圆上实现LED基同质集成光电子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉国王科技大学Ooi教授和美国加州大学圣巴巴拉分校Nakamura教授小组在蓝宝石氮化物晶圆上,研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院苏州纳米所孙钱小组在硅衬底氮化物晶圆上,研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK调制方式下,InGaN/GaN量子阱二极管可实现Gbps的光发射、调制和探测速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。这些工作表明研发基于光子传输的化合物半导体同质集成光电子芯片以实现片上光子通信是可行的。   二、总体结构设计及工艺流程 本项目提出的同时通信/感知一体化光电子芯片基于常规的蓝宝石衬底氮化镓基多量子阱LED外延片进行设计,无需特殊定制的外延结构。以典型的2寸氮化镓基蓝光LED外延片为例,其外延片结构如图2所示,从下至上依次为蓝宝石衬底、AlGaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层和P型GaN层,通过调节InGaN/GaN多量子阱层的参数(层厚度与In的比例等等)可制备具有不同中心波长的光源器件。   图3为本项目所提出的同时通信/感知一体化光电子芯片结构。在蓝宝石衬底的氮化物晶圆上通过刻蚀和沉积等一系列晶圆级微纳加工技术,制备出单片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N电极可以采用倒装技术直接与基板相连,光线从透明的蓝宝石衬底发出,这样不仅使得器件具有优良的电性能和热特性而且简化了其后期的封装工艺。 三、技术创新优势 1、同一块晶圆上集成LED和PD使得两者间距离大大缩短,不仅有助于增强PD对蓝宝石表面反射光线的耦合,提升感知系统性能,而且缩小了器件整体外形,符合集成电子器件小型化、便携化的发展趋势; 2、单片集成的LED和PD器件相比于传统异质的、分立的LED和PD简化了封装形式和工艺,不再需要对LED和PD进行单独的封装,而且同质集成器件的基板也较异质结构的简单统一,极大地缩短了集成系统的制作周期; 3、同时通信/感知一体化光电子芯片采用相同的工艺就可以制作出LED和PD,简化了生长异质材料的复杂性,缩短了器件流片的周期,使用同一工艺就可将LED和PD进行批量生产,有效地降低了生产成本。 四、实验验证 本项目团队所在的Peter Grünberg研究中心拥有完整的LED器件制备、光电性能测试与电学性能测试平台,并且项目成员积累了丰富的测试技术与经验,能够满足本项目的同时通信/感知一体化光电子芯片测试同时表征光电参数与电学参数的需求。下图4所示为器件形貌表征图,从左边依次是扫描电镜图、光镜图、原子力显微镜图。   基于通信感知一体化芯片,本项目利用单个多功能集成器件成功实现了对人体脉搏的监测功能,如图5所示。   另外基于通信感知一体化氮化镓光电子芯片,我们还实现了照明、成像和探测功能为一体的LED阵列系统,如图6所示。该系统可以在点亮照明的同时,实现对外界光信号的探测与感知,通过后端系统处理后,再将信息通过阵列显示出来,实现多种功能的集成。 项目负责人王永进教授是国家自然基金委优秀青年项目、国家973项目获得者,他以第一或通讯作者身份在Light-Sci Appl.等主流学术期刊发表一系列高质量研究论文,获授权中国发明专利23项,美国发明专利2项,被National Science Review、Semiconductor Today等做9次专题报道,荣获2019年中国电子学会科学技术奖(自然科学)、2019年南京市十大重大原创成果奖等。
南京邮电大学 2021-05-11
一种基于光电子全息成像探测原子结构的方法
本发明公开了一种基于光电子全息成像探测原子结构的方法,通过测量强激光作用于原子电离产生的光电子动量谱,分析其中的干涉结构,可以获取原子散射振幅的相位信息。包括:利用高强度的飞秒激光电离原子,测量电离得到的光电子的动量谱。分析测量到的动量谱,从全息干涉图中提取原子散射振幅的相位信息。由于目前还没有探测原子散射振幅相位信息的有效方法,本发明提出的方法将在全面认识原子结构方面有重要的应用价值。
华中科技大学 2021-04-14
厦门捷能通光电科技有限公司
捷能通专业研发生产LED护眼教室灯、LED护眼黑板灯、录播教室灯、阅览室灯等一系列专业学校护眼照明产品。捷能通,深耕LED照明科技市场,变道教育照明6年好评不断,秉持“用光明守护成长!”的理念,是最早进入教育照明市场的并专注这一领域的领军型企业。  捷能通产品经国家级实验室检测,无蓝光危害、无眩光、无频闪、高显指,并通过CCC、UL、CE、RoHS等认证,拥有教育照明领域的136项专利及288项国家级实验室的检测认证,获得“国家高新技术企业”“厦门市科技小巨人企业”“中国教育装备协会2020年度推荐产品”等99项市级荣誉,同时与厦门大学、厦门理工学院等国内著名科研院校开展密切的科研合作和技术交流。  捷能通品牌至今已在北京、上海 、广东、浙江、湖南、湖北、江苏、安徽、甘肃、黑龙江等全国30多个省市完成超万所的学校的灯光改造,创造上万间健康光环境示范教室,获得到了广大学子、家长及教育人士的认可。 捷能通将继续秉承着“用光明守护成长!”的经营理念,为广大学子的视力健康保驾护航,致力于让全国学校教室照明卫生标准达标率达到100%!
厦门捷能通光电科技有限公司 2021-01-15
电子万能试验机
产品详细介绍  产品名称:微机控制电子万能试验机  一、主要用途:            WDW型微机控制电子万能试验机主机与辅具的设计借鉴了国外的先进技术,外形美观,操作方便,性能稳定可靠。计算机系统通过凯锐控制器,经调速系统控制伺服电机转动,经减速系统减速后通过精密丝杠副带动移动横梁上升、下降,完成试样的拉伸、压缩、弯曲、剪切等多种力学性能试验,无污染、噪音低,效率高,具有非常宽的调速范围和横梁移动距离,另外配置种类繁多的试验附具,在金属、非金属、复合材料及制品的力学性能试验方面,具有非常广阔的应用前景。同时可根据GB、ISO、JIS、ASTM、DIN及用户提供多种标准进行试验和数据处理。该机广泛应用于建筑建材、航空航天、机械制造、电线电缆、橡胶塑料、纺织、家电等行业的材料检验分析,是科研院校、大专院校、工矿企业、技术监督、商检仲裁等部门的理想测试设备。 二、主要参数 主要技术参数 WDW-10 WDW -20 WDW-50 WDW-100 最大试验力 10kN 20kN 50kN 100 kN 测量范围 最大试验力的2%—100% 试验力准确度 优于示值的±1%(±0.5%为特殊选择) 位移测量 分辨率为0.01mm 变形准确度 优于±1% 调速范围 1—300mm/min或1—200mm/min 拉伸有效空间 600mm(可根据用户要求定制) 主机形式 门式框架结构 主机尺寸 660×450×1700mm 800×600×1800mm 重量 约400Kg 约500Kg 约600Kg 
济南凯锐试验机制造有限公司(济南凯锐机械设备有限公司) 2021-08-23
一种光电化学太阳能电池光电极微纳结构制造工艺
本发明公开了一种光电化学太阳能电池光电极微纳结构制造工艺,包括步骤:1)在洁净硅片上热生长一层 SiO<sub>2</sub>薄膜、2)在有 SiO<sub>2</sub>层的硅片表面光刻出圆孔阵列图形、3)刻蚀暴露的 SiO<sub>2</sub>,将光刻的图形转移到 SiO<sub>2</sub>层、4)镀Cu 膜、5)去除表面的光刻胶及光刻胶表面的 Cu、6)生长 Si 微米线阵列、7)在 Si 微
华中科技大学 2021-04-14
一种光电化学太阳能电池光电极微纳结构制造工艺
本发明公开了一种光电化学太阳能电池光电极微纳结构制造工 艺,包括步骤:1)在洁净硅片上热生长一层 SiO2 薄膜、2)在有 SiO2 层的硅片表面光刻出圆孔阵列图形、3)刻蚀暴露的 SiO2,将光刻的图 形转移到 SiO2 层、4)镀 Cu 膜、5)去除表面的光刻胶及光刻胶表面的 Cu、6)生长 Si 微米线阵列、7)在 Si 微米线表面镀一层 ZnO 膜、8)在 Si 微米线表面生长 ZnO 纳米线、9)在 ZnO 纳米线表面制备一层 CdS 薄 膜 、 10) 在 ZnO/CdS 结 构 表 面
华中科技大学 2021-04-14
精细电子陶瓷、光电陶瓷粉体及其应用技术
内容介绍: 采用软化学工艺合成了不同成分,不同配比的精细电子陶瓷、光电陶 瓷粉体,其粒度可控,成份可调,尺寸分布窄,粉体分散性好,可广泛 用于生产压电陶瓷、多层陶瓷电容器、新型光电透明陶瓷的原始粉料, 以及陶瓷换能器、滤波器、谐振器、电容器、变压器、存储器、声表面 波滤波器等方面,也可用于单晶生长原料和多元氧化物功能薄膜靶材, 及供高校、科研单位研究使用。
西北工业大学 2021-04-14
面向太阳能燃料制备的高效光电催化材料
哈尔滨工业大学 2021-04-14
江苏联能电子技术有限公司
江苏联能电子技术有限公司始创于2001年,是振动测试用传感器和动静态测试系统的专业制造厂家,也是行业中为数不多的集敏感功能压电陶瓷材料及其相关器件到测试、分析仪器的研究、开发与生产、销售于一体的国家高新技术企业,拥有四大类16个系列300多个品种的产品。
江苏联能电子技术有限公司 2022-05-26
3D电子心理沙盘
3D电子心理沙盘 (一)、软件功能1、3D场景:①提供10个不同样式的沙箱场景,根据沙盘主题进行自由选择,包含草原、沙漠、湖畔、雪地等,沙箱场景与实际沙盘高度逼真。②场景编辑功能:在场景中,可以升降地面,调节水位高度,改变天气状态,比如晴天、多云、阴天、日出、日落、黄昏、黑天。提供60个地表画刷,可以对地面进行背景替换和填充。2、3D沙具①10类沙具,包括人物类,动物类,植物类,建筑物类,景观类,交通运输类……,其他种类。总计不少于1500个3D沙具。②任一沙具不仅可以进行拖动、旋转、移动,还可以删除,同时系统自动记录沙具编号、名称、位置。某些动物类沙具可以设置为动态,如甩尾、踏步、抬头、眨眼等微动作;沙漠或草原可以有明显的刮风、下雨天气。③自定义沙具属性:管理员可以自定义沙具属性,支持沙具的左右、上下、大小、发转等操作,该属性能够为沙具意义分析报告提供参考根据。 3、可外接硬件:具有支持眼动仪的接口。支持眼动追踪功能:系统预留外接眼动仪接口,一旦链接眼动仪即可实时记录游戏者沙盘制作过程中眼动注视情况,回放时可以与沙盘画面同步呈现,给老师提供眼动信息作为咨询参考依据。对于心理沙盘游戏过程中的眼动与心理分析及研究提供客观性数据支持。【眼动仪非标配】 4、沙盘环境操作与设置①通过地形编辑器(地形刷)对场景地形进行上升(凸起造山)、下降(洼陷造湖)、平坦(回填复原)等创造性制作场景,也可以通过控件进行地表切换(变色、草地沙地雪地等地形变换、调整明亮度),进行地形填充与批量化场景创设。②多种天气切换:晴天、多云、阴天、日出、日落、黄昏、黑天等天气与时间设置控件,将选择后的场景更加丰富多彩。③水面设置具有调整水位高低、风吹波浪、水面浑浊、风向角度等4个功能,让场景中的水面更具生气。④根据不同来访者自己的爱好与心理偏向,提供40多种场地颜色切换功能。 5、加载功能。将一次沙盘制作分为若干次,每次均在上次基础上进行沙盘制作,适合多次连续咨询。6、回放功能。系统提供实时回放,将沙盘制作过程重新呈现,可以作为学习资料进行存档留存。 7、报告功能。 ①自动出具心理沙盘分析报告,报告内容分为基本信息、来访者评价、作品截图、移动/摆放列表、沙具使用数量统计图、沙具意义分析、沙具布局热点图、不同象限眼动注视分布图(加载眼动仪则呈现,不加载不呈现)、整体分析记录表等信息。沙盘组织者可以对其中的内容进行编辑。②沙盘报告是根据内部沙具意像智能化出具,是千人千面的智能动态化(非套用静态模板)。
北京京师慧智科技有限公司 2025-05-22
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