1.55-mu m resonant cavity enhanced photodiode based on MBE grown Ge quantum dots

Self-assembly Ge quantum dots (QD) on Si and Si/Ge mutli-quantum-wells (MQW) are grown by MBE. The island size and island density was investigated by atomics force microscopy. Ten-layer and twenty-layer MQW were selected for photodiode device fabrication. In photoluminescence (PL), a broad peak around 1.55-mu m wavelength was observed with higher peak intensity for the 10-layer MQW which had less defects than the 20-layer sample. Resonant cavity enhanced (RCE) photodiodes were fabricated by bonding on a SOI wafer. Selected responsivity at 1.55 mu m was successfully demonstrated. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Recent progresses of silicon-based optoelectronic devices for application in fiber communication

Si-based optoelectronic devices, including stimulated emission from Si diode, 1.3 and 1.5mum SiGe photodetector with quantum structures, 1GHz MOS optical modulator, SOI optical switch matrix and wavelength tunable filter are reviewed in the paper.

A new method to realize configurable OADM by using Bragg waveguide grating

Our configurable optical add/drop multiplexers (OADM) are based on thermally tunable silicon-on-insulator (SOI) Bragg gratings. We have simulated the whole device and get ideal performance. We also tried experiments to explore the process of grating waveguide and got useful results.

水肥处理对黄瓜土壤养分、酶及微生物多样性的影响

以津优1号黄瓜为试材,设3个土壤相对含水量水平(50%～60%、70%～80%、90%～100%)和2个肥料追施量(600kgN·hm-2和420kgP2O5·hm-2,420kgN.hm-2和294kgP2O5·hm-2)处理,研究了不同水肥供应对日光温室黄瓜土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响.结果表明:土壤中NH4+-N含量随施肥量的增加而提高,随土壤相对含水量的增加而降低;水肥供给的增加有利于提高土壤中速效磷含量和蔗糖酶活性;肥料增加使土壤中蛋白酶活性降低,而水分降低使土壤中脲酶活性提高.土壤中微生物多样性与土壤中养分含量无显著相关性,与土壤脲酶活性呈显著正相关,与蔗糖酶活性呈显著负相关.土壤相对含水量70%～80%、氮肥追施量600kgN·hm-2和420kgP2O5.hm-2处理的土壤养分含量、蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性较高,且土壤中微生物多样性和均匀度显著高于其他处理,土壤生产潜力最优.

砂粒含量对土壤水分蓄持能力影响模拟试验研究

通过人工配制不同质地土壤,测定土壤水分特征曲线,研究了土壤中砂粒含量对其水分蓄持能力的定量影响。结果表明:(1)砂粒含量对土壤水分蓄持能力有较大影响,土壤持水能力随砂粒含量增加递减,表征土壤持水能力的水分特征曲线Gardner模型参数及表征土壤饱和含水量的Van Genuchten模型参数均随砂粒含量增加逐渐减小。(2)砂粒含量对土壤比水容量有较大影响,试验土壤在任一吸力水平下的比水容量值均随其砂粒含量增加递减。(3)试验土壤饱和含水量与砂粒含量呈线性关系,田间持水量、凋萎系数与砂粒含量都呈开口向下抛物线右半段的关系。(4)试验土壤有效水、迟效水含量随砂粒含量增加递减,二者与砂粒含量均呈开口向下抛物线右半段的关系。易效水含量与砂粒含量呈开口向上抛物线关系。

半干旱典型草原区封育草地土壤结构特征研究

以宁夏固原云雾山自然保护区典型草原为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,以坡耕地为对照,对封育演替草地百里香(Thymus mongolicus Ronn.)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum Ledeb.)、大针茅(Stipa grandis P.Smirn.)和本氏针茅(Stipa bungeana Trin.)群落0~10 cm表层土壤水稳性团聚体分布、孔隙度及土壤结构评价指标进行了研究和分析。结果表明:草地实施封育措施能明显改善土壤结构特征,随着草地植被自然演替,土壤的结构稳定性和孔隙状况逐步得到提高;在演替过程中,封育草地土壤的>0.25 mm水稳性团聚体含量(WSAC)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和孔隙分形维数(Dp)逐渐增加,团聚体分形维数(Da)逐渐减少,说明植被演替能促进形成良好的土壤结构;同时,土壤结构影响因素随着草地植被演替过程表现出有机碳含量显著增加,容重显著降低,毛管孔隙度逐渐增大,非毛管孔隙度逐渐降低。本研究还比较了多项土壤结构评价指标,表明与MWD和GMD相比,指标WSAC(>0.25 mm)、Da及Dp能更好地反映出各封育草地群落之间土壤结...

面向硅基光互连应用的无源光子集成器件研究进展

光互连是突破传统微电子IC性能瓶颈的重要技术手段,对推进"后摩尔时代"微电子技术的发展和高性能计算技术的实现具有关键性意义.本文在归纳总结不同层次光互连结构特点的基础上,对片上光互连(on-chip or intra-chip optical interconnects)所涉及的若干种无源光子集成器件的设计制备及性能特点进行了分析介绍,这些器件包括SOI亚波长光子线波导、SOI光子晶体波导、MMI分束/合束器、微环/微盘谐振腔滤波器、光子晶体微腔耦合滤波器、光子晶体反射镜等,是硅基片上光互连的基本构成单元.本文对这些关键性光子集成器件的国内最新研究进展进行了报道.

亚微米尺度高速电光调制器的研究进展

基于SOI(silicon on insulator)材料的亚微米尺度电光调制器成为了研究Si光电子学的重点.评述了亚微米尺度下SOI脊型光波导实现单模条件、偏振无关、低耦合损耗的技术要求,分析并比较了几种基于不同光学结构和电学结构的电光调制器的原理和特性,讨论了达到高速电光调制的方式.

与CMOS兼容的硅基波导型光电探测器的研究

硅基波导型光电探测器作为一类重要的光电探测器,由于其能与标准的CMOS工艺兼容以及制备工艺简单等性能,因而在光电子单片集成方面具备广阔的市场应用前景.文章着重阐述了通过离子注入引入深能级、Ge/Si自组装岛、SOI波导共振腔增强和AlGaInAs-Si混合集成等四种方式来制备硅基光电探测器的研究现状和研究进展,并对四类器件的结构,制作工艺和光电性能指标进行了详细地介绍.

慢光在光子晶体弯折波导中的高透射传播

研究了慢光模式在SOI(silicon-on-insulator)材料光子晶体线缺陷弯折波导中的传输特性.通过优化波导弯折处的结构参数,慢光模式在光子晶体60°与120°弯折波导中的透射率提高10倍以上,归一化透射率分别达到80%和60%以上.为了进一步减慢光速,设计了新颖的高Q值耦合腔弯折波导结构,在归一化透射率达到75%的基础上,光波群速度低至c/170(c为真空光速).研究结果对于增强光子晶体的慢光效应,提高光子晶体慢光器件的微型化和集成化都有一定的积极意义.

硅基波导光开关及开关阵列的研究进展

光开关是光网络中实现光交换的核心器件。硅基波导光开关作为一类重要的开关器件，具有体积小、开关速度快、兼容性好等优点。近年来随着硅基波导制作技术的成熟，硅基波导光开关及开关阵列的研究日益受到人们的重视。文章介绍了SOI（silicon—on—insulater）光波导、聚合物光波导和SiO_2光波导等三类常见的硅基波导在光开关及开关阵列方面的一些研究进展。

硅基光电子学研究进展与趋势

近年来硅基光电子材料和器件受到高度的重视.利用外延生长和键合技术成功研制出硅基应变赝衬底、GexSi1-x/Si量子阱、高密度锗量子点、硅基InGaAsP/Si异质结,这些进展为硅基光电子器件提供了坚实的材料基础.同CMOS工艺相结合,实现了硅量子点1.17 μm的受激发射,研制出硅基Raman激光器、1.55 μm混合型激光器、高灵敏度的Si/Ge探测器、谐振腔增强型的SiGe光电二极管、调制频率30 GHz的SOI CMOS光学调制器和16×16的SOI光开关阵列等.硅光电子学将在光通信、光计算等领域获得重要应用.本文综述了国内外硅基光电子材料和器件的进展、我们的研究结果和硅基光电子学的发展趋势.

抗辐射128kb PDSOI静态随机存储器

介绍在部分耗尽绝缘体上硅(PD SOI)衬底上形成的抗辐射128kb静态随机存储器.在设计过程中,利用SOI器件所具有的特性,对电路进行精心的设计和层次化版图绘制,通过对关键路径和版图后全芯片的仿真,使得芯片一次流片成功.基于部分耗尽SOI材料本身所具有的抗辐射特性,通过采用存储单元完全体接触技术和H型栅晶体管技术,不仅降低了芯片的功耗,而且提高了芯片的总体抗辐射水平.经过测试,芯片的动态工作电流典型值为20mA@10MHz,抗总剂量率水平达到500krad(Si),瞬态剂量率水平超过2.45×10~(11) rad(Si)/s.这些设计实践必将进一步推动PD SOI CMOS工艺的研发,并为更大规模抗辐射电路的加固设计提供更多经验.

A High-Performance Silicon Electro-Optic Phase Modulator with a Triple MOS Capacitor

We propose and analyze a novel Si-based electro-optic modulator with an improved metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitor configuration integrated into silicon-on-insulator (SOI).Three gate-oxide layers embedded in the silicon waveguide constitute a triple MOS capacitor structure,which boosts the modulation efficiency compared with a single MOS capacitor.The simulation results demonstrate that the VπLπ product is 2.4V·cm.The rise time and fall time of the proposed device are calculated to be 80 and 40ps from the transient response curve,respectively,indicating a bandwidth of 8GHz.The phase shift efficiency and bandwidth can be enhanced by rib width scaling.

半矢量模式求解在光波导弯曲损耗计算中的应用

以柱坐标下的半矢量波动方程为基础,采用基于完美匹配层(PML)边界条件的有限差分方法,对弯曲波导进行模式求解,进而得到波导弯曲引起的辐射损耗.基于计算得到的直弯波导的模场分布,采用二维重叠积分法计算了两者连接时的过渡损耗.计算结果与已有实验结果符合较好.采用该方法,研究了SOI脊型波导的弯曲损耗与波导结构参数之间的关系,并对直弯波导的连接进行了优化.