一、硫族化合物非晶态薄膜波导optical-stopping效应研究(论文文献综述)
潘雍[1](2020)在《硫系复合半导体纳米材料的制备与物理性能研究》文中进行了进一步梳理硫系材料例如ZnS/Se具有光学响应时间快、光损耗低、声子能量低等优点,在光学传感、测试、制造等领域得到了广泛的应用。但是,单一功能的硫系材料在近年的发展中也遇到了许多瓶颈问题,例如发光波长短、材料稳定性较差,应用性能单一等。为此,诸多研究者们开始致力于材料改性研究,以期对材料的性能进行升级并引入新的特性。目前,研究最多的方法是不同元素的掺杂组合,特别是两种或两种以上的元素进行的共掺方式。在大多数可掺杂离子中,由于Co元素具有丰富的吸收、发射能级和磁性,所以可以通过引入Co元素来增强和扩展硫系化合物材料在红外场中的光学性质。同时,Ga2O3作为一种宽禁带半导体(4.9 e V)材料的电学性能和发光性能一直是人们关注的焦点。当然,通过引入Ga2O3这种半导体氧化物可以实现光电性能的提高。但是,在目前相关的研究中仍有许多问题没有解决。首先,共掺杂离子通常存在于具有相对相似性质的元素中,如Co和Fe,这使得掺杂元素的主要特性发生冲突。其次,掺杂浓度低,元素的掺入度不高,制备效果差。然后,各种模式的材料研究还不足以形成完整的研究路径。最后,单一掺杂方法存在的问题、应用范围过小、没有实质性突破。事实上,要解决上述问题,就必须对材料的性能组合的方式进行更深入的调研,对元素的掺入性能进行更细致的研究,并采取更加创新的掺杂方式以获得较好的共掺复合材料。为了解决这些问题,并为获得宽光谱、多功能应用的新型材料,本文的研究工作主要从以下几个方面展开:一、采用固相烧结法制备了(Co)x(Ga2O3)0.6-x(ZnS/Se)0.4(x=0.1,0.3,0.5)硫系复合陶瓷材料并研究了其物理性质。首先研究了制备过程中的烧结温度对于陶瓷材料基本性能(尺寸收缩率、质量损耗率以及摩尔质量比)的影响。接着对材料进行了相关物理特性的表征,主要包括结构特性、光学特性和表面形貌。结果表明,我们所设计的材料与设计初衷吻合,它具有覆盖从可见光区域到中红外区域良好的光学特性。同时,它满足作为后续制备各种纳米材料的源体材料。二、采用脉冲激光沉积法制备了(Co)x(Ga2O3)0.6-x(ZnS/Se)0.4(x=0.1,0.3,0.5)硫系复合纳米薄膜类材料并研究了其物理性质。在这一部分内容中,我们对所研发的新功能材料进行了深入、系统、全面的研究,分别是:第一步,材料不变、配比不变、条件改变,以获得最佳掺杂配比;第二步,材料不变、条件不变、配比改变,以获得最佳掺杂配比;第三步,条件不变、配比不变,材料改变,已获得最佳的应用方向。对于我们所制备和研发的纳米薄膜类材料已经具备了深入的了解。所研究的硫系复合半导体材料具有优异光学和电学性能,具有一定的光电领域应用潜力。三、提出磁极化脉冲激光烧蚀(MPPLA)法制备了梭形(Co)x(Ga2O3)0.6-x(ZnS/Se)0.4(x=0.1,0.3,0.5)纳米颗粒以及圆形纳米颗粒并比较研究了它们的物理性质。实验对不同形状颗粒的形成机理和生长过程进行了深入的研究。X射线衍射(XRD)测试证实了所有纳米粒子的晶体结构。拉曼光谱显示了多掺杂元素的成键振动信息。结果还表明,Co和Ga元素浓度越接近,多能级轨道的跃迁越频繁。此外,用X射线光电子能谱(XPS)证实了材料中Co和Ga是以+2和+3价形式存在。利用透射电子显微镜表征了纳米粒子的形貌,表明了新方法的有效性。建立了磁场对等离子体羽流影响的物理模型,解释了梭形纳米颗粒的形成。最后,对颗粒的光学性质进行了测试,结果表明纳米颗粒的荧光光谱可以根据材料的成分的变化而进行规则的改变。四、采用脉冲激光干涉烧蚀法制备了填充(Co)x(Ga2O3)0.6-x(ZnS/Se)0.4纳米颗粒石墨烯纳米孔阵列双波长纳米激光器。这一部分研究内容主要介绍了在近红外波段所制备的石墨烯纳米孔阵列双波长激光器。通过调整光路,利用纳秒脉冲激光实现了三光束干涉,大大降低了研究成本。同时,利用三束激光干涉刻蚀技术制备了纳米孔阵列,其直径为1μm,采用PLD方法在光刻胶纳米孔阵列上涂覆石墨烯,这是从具有结构的靶材上制备石墨烯的创新方法。证实了石墨烯对PL光谱的调制作用。然后,我们提出了一种新的纳米技术,称为磁极牵引纳米填充技术,用于将不同Co和Ga浓度的纳米颗粒填充到孔中作为纳米激光器的纳米增益介质。最为重要的是,在室温下,测量到了在868和903 nm双波长的激光辐射。本文的研究为(Co)x(Ga2O3)0.6-x(ZnS/Se)0.4材料在光电器件方面的应用提供了实验及理论支持和证明。
张永志[2](2020)在《皮秒激光诱导硫系相变材料相变机理及多阶光学性能研究》文中研究说明随着大数据、人工智能时代的来临,数据的计算效率和存储密度面临着巨大的挑战。类脑神经元计算和多阶数据存储是目前最为有效的方法,主要利用了存储材料的多阶光学性质。而作为广泛应用的光学存储材料,硫系相变材料无疑展现出巨大的应用潜力。因此,如何提高硫系相变材料的多阶光学性能,是目前急需解决的重要课题。本文从材料设计和激光辐照策略两个角度研究了硫系相变材料的微观结构演变以及多阶光学性能。具体如下:1.传统的元素掺杂技术虽然能够显着改变材料的性质,但是掺杂元素容易造成成分的偏析和流失,因此并不适用于高速、高频相变的硫系信息存储材料。本研究将高温高压下稳定存在的CuO纳米颗粒嵌入到硫系相变薄膜中,既改变了材料的微观结构,同时保证了硫系相变材料的完整性。本研究采用“沉积-退火”的方法制备了(CuO-GeTe)和(CuO-GeTe)/(GeTe)两种复合薄膜结构。结构测试和第一性原理模拟结果表明,非晶薄膜中Cu原子的存在促进了GeTe局部有序结构的形成。200°C和300°C退火后复合薄膜表面分别会形成颗粒状和针状的CuO纳米结构。在针状(CuO-GeTe)薄膜上沉积非晶态GeTe得到(CuO-GeTe)/(GeTe)双层复合薄膜结构,并用不同脉冲数的皮秒激光辐照。与纯GeTe薄膜相比,(CuO-GeTe)/(GeTe)晶化所需的脉冲数范围是50-1000脉冲,远远大于GeTe薄膜。这是因为(CuO-GeTe)层表面的CuO纳米颗粒嵌入到上层GeTe中,使GeTe层出现了结构梯度,有利于获得更多的中间态。在固定单脉冲能量,只改变脉冲数的情况下,这种(CuO-GeTe)/(GeTe)双层复合薄膜结构可以得到7阶光反射率态。2.提出一种新型的“两步法”激光辐照策略。第一步使用低能量激光辐照诱导薄膜不完全晶化,第二步对第一步中的激光辐照区域进行微观结构的调控。研究了激光中心距、输入能量、双脉冲间隔时间等激光参数对薄膜微观结构和光反射率的影响。研究发现,通过改变第二个脉冲的能量、中心距,可以得到较大的光学反射率区间。这是因为第一步的激光辐照向非晶态薄膜引入了大量的晶态-非晶态界面和局部有序结构。界面和局部有序结构使GST薄膜出现了结构梯度。在第二步激光辐照中,非晶态GST的晶化机制从单一的形核控制变成了形核控制和界面生长控制共存的晶化机制。在这两种晶化机制的共同作用下,可以得到更多的微观结构分布和光学中间态。基于这种激光辐照策略可以获得10阶光学反射态。本研究创造性地提出了一种新的纳米复合薄膜结构和激光辐照策略,并系统地研究了相应的微观结构、相变机理和多阶光学性能。本研究为硫系相变材料多阶性能的调控提供了全新的思路和理论铺垫。
林丽[3](2017)在《Ge-Sb-Se薄膜的制备及光致结构变化研究》文中指出在非晶硫系材料中,光致结构变化是一种十分重要的现象,而Ge-Sb-Se体系薄膜内部结构中存在着各种缺陷以及特殊键,极其容易在光照条件下发生键的断裂与重组,这会引起薄膜性能的改变。又因为此类材料具有较宽的红外透过窗口、较低的光学损耗、较快的光学响应时间、较高的折射率以及较好的热稳定性等优良特性,使其在静电复印、非线性光学、全息存储等现代集成光电子学器件领域呈现出巨大的应用价值。本文我们主要研究了Ge-Se和Ge-Sb-Se非晶硫系薄膜的透过率变化,以及这些薄膜在近带隙光照射下的光致暗化和光致漂白现象。使用动力学拟合公式得到Ge-Sb-Se薄膜的动力学参数,探究光致变化现象与组分及平均配位数的关系,使用拉曼光谱研究这种光致变化与薄膜内部结构变化的关系。主要的研究结果如下:1.使用磁控溅射法在GeSe2和GeSe4组分中掺杂Sb元素后的薄膜保持着良好的非晶特性以及良好的透过率,但是透过光谱均发生了红移,也就是吸收截止边向长波方向移动,且当Sb含量过大,透过率明显降低。2.由GeSe2与Sb靶材制备的薄膜在655 nm泵浦激光照射下同时出现了快速光致暗化与缓慢光致漂白两种相反现象,且最终饱和至某一状态。薄膜组分从Se缺到Se富,薄膜的光致特性从光致暗化过渡到光致漂白,中间存在一个中间光稳定态,而此时状态的平均配位数约为2.69,此值接近硫系薄膜二维结构过渡到三维结构的平均配位数(2.67)。3.由GeSe4与Sb靶材制备的薄膜在655 nm泵浦激光照射下同时出现了光致暗化与光致漂白两种相反现象,但都为光致暗化薄膜。且随着Ge含量的降低光致漂白程度减弱,最终不存在光致漂白现象。4.GeSe2与GeSe4均为光致漂白薄膜,但在GeSe2薄膜中不存在光致暗化现象,其光致漂白程度高于GeSe4薄膜,其中GeSe2中的Ge含量相对较高。5.通过拉曼光谱,我们可以发现薄膜的光致暗化主要是由于Ge-Ge同极键和Sb-Se键的增加以及Ge-Se键的减少;相反的光致漂白主要是由于Ge-Ge和Sb-Sb同极键的减少,以及共顶角GeSe4四面体转化为共边GeSe4四面体。
刘华安[4](2016)在《基于二硫化钼或硒化砷覆层及侧边抛磨光纤的全光光功率探测器》文中提出从源节点到目的节点的整个传输过程中的数据信号始终使用光信号,在各节点处无光/电或者电/光转以波长路由光交换技术和波分复用传输技术为基础的全光网络,实现在光域上的高速的信息传输和交换。而在信号传输过程中信号的上下载以及信号泄露等检查工作中需要用到光探测器。光探测器是利用光与物质的各种相互作用,把光能转换为其他可感知量的各种器件的总称。而如果在全光条件下,各种光电探测器的局限性就产生了,全光探测器将会是新的热门研究方向。全光探测器是一种能对外部照射光产生响应,但输出信号为内部光波导中的光信号的光光转换响应探测器。全光探测器是未来全光网络的重要组成器件。侧边抛磨光纤是在普通通信光纤基础上制作的一种新型光波导载体。它是利用光学微加工技术,将普通通信光纤抛磨掉一部分包层所制备成的光纤。当包层厚度抛磨减小到一定区域,由于倏逝场的存在,相当于在该区域时形成一个纤芯中光场的“窗口”,人们就有可以利用该光“窗口”的倏逝场来探测、激发、控制在光纤纤芯中的传播光。二硫化钼是近几年涌现出来的具有优异性质的一种层状纳米材料,兼具过渡族金属化合物与二维材料双重特性。与石墨烯不同的是,二硫化钼还拥有直接能带隙。新的功能特性使其成为新的光电平台,包括宽带超快光电探测、电光调制、饱和吸收、参数非线性。过渡金属化合物物材料(TMDs)均是半导体材料。硒化砷作为典型的硫系化合物,在近红外范围内其透光率很高,高的折射率,好的非线性,它还具有光具有光诱导特性,如光致暗化效应。利用二硫化钼或硒化砷与侧边抛磨光纤结合的全光探测器器件目前未见报道。本文研究了一种基于二硫化钼或硒化砷覆层以及侧边抛磨光纤的全光光功率探测器。首先,本文发现沉积二硫化钼或硒化砷材料后的侧边抛磨光纤具有起偏特性。其次,侧边抛磨光纤作为光波导,信号光在其中传输;二硫化钼或硒化砷作为光响应材料,对外界光刺激做出响应并影响信号光的传输。当外部光照射全光光功率探测器件二硫化钼或硒化砷覆层区域时,光波导中波长传输光的偏振特性随外部照射光的光功率变化,从而实现光光转换响应。本论文创新之处:1.研究发现沉积二硫化钼的侧边抛磨光纤在1550nm处具有偏振特性,沉积硒化砷的侧边抛磨光纤在宽波长范围内(1458nm-1620nm)具有偏振特性;2.实现基于侧边抛磨光纤光波导以及二硫化钼或硒化砷的全光光功率探测器,利用二硫化钼或硒化砷的光响应特性,实现了光光转换。定义了新的参量:光光转换效率。我们定义光光转换效率为光纤波导中相对应响应量与被探测光功率密度的比值,公式为:光光转换效率=相对响应量(I,LPER)/探测功率密度(P)。3.器件中传输信号光的偏振特性,对典型可见光波长的光响应与照射光功率有关,且为线性关系。利用此线性关系,器件可以与光纤检偏器构成全光光功率探测器。
申昌军[5](2015)在《亚带隙光辅助电场极化法致Ge-S玻璃SHG性能微观机制研究》文中指出近些年来,采用不同极化方法在玻璃材料中诱导二次谐波发生(SHG)性能引起了人们的很大兴趣,并提出了多种理论解释这一现象,但各国研究者对SHG性能产生的微观机制尚未达成共识。本课题基于硫系玻璃材料中光致各向异性在亚带隙光辐照下有最大的光敏特性且能产生光致流动性,采用亚带隙光辅助电场极化法,研究了激光功率、极化电压、材料组分变化以及极化方式对SHG性能的影响规律,采用Raman光谱、透过光谱、原子力显微镜AFM、扫描电镜SEM以及EDS能谱图等现代材料测试方法,探索了玻璃极化区域的热力学过程的演变规律,确定了最佳极化条件,揭示了硫系玻璃SHG性能及其弛豫行为的相关机理。该研究对于分析硫系玻璃材料中SHG性能产生的根源以及探讨氧化物玻璃材料中建立的物理模型是否同样适用于硫系玻璃,并且丰富硫系玻璃的SHG性能理论,具有十分重要的科学研究和实际应用价值,为光电子材料器件诸如光学倍频器,全光开关的开发与设计提供了理论支撑。本文分别选用GeS4、GeS5块体玻璃作为研究对象,主要研究结果如下:1、采用熔融-淬冷技术制备了Ge-S组分的块体玻璃材料,GeS4、GeS5玻璃成玻性能良好;GeS4、GeS5玻璃在基频光1064nm处的透过率分别为78.31%,74.73%,在倍频光532nm处的透过率分别为59.53%,52.80%,满足了实验要求;Raman光谱表明GeS5玻璃中的S8环结构基元各对应峰的强度都要比相应GeS4玻璃的强,为解释材料的组分变化对其SHG性能影响提供了实验依据。2、设计并搭建了亚带隙光辅助电场极化装置,实现了室温下空气介质中简易清洁高效对硫系玻璃材料的极化处理,满足了光电材料的应用要求。3、采用亚带隙光辅助电场极化法,在Ge-S玻璃中获得了SHG性能;极化条件的研究表明:相对SH信号强度随激光功率的增大,先逐渐增强,180mW时得到极大值,随后出现减小的趋势,因此激光功率对相对SH信号强度的影响具有双重作用,与其热效应有关;相对SH信号强度随极化电压的增大,先逐渐增强,3.5kV之后趋于饱和;得到了最佳极化条件(激光功率180mW,极化电压3.5kV,极化时间1h,保压时间1h);极化后样品的SH信号存在弛豫现象,放置两周后,SH信号就较弱了,与玻璃基体中的结构基元从高能激发态自发辐射释放能量的过程有关;采用线极化的极化方式,在玻璃中写入了倍频波导。4、对玻璃极化区域的热力学过程演变规律进行研究,结果表明:Ge-S玻璃极化前后Raman光谱中各结构基元的主峰峰位基本没有改变,只是峰的强度有所增强,归因于材料中结构基元吸收了能量,其热振动变得更加剧烈;透过光谱结果表明材料极化后整体的透过性能有所下降,且向长波段偏移即发生了红移,这与光致暗化现象比较类似,归因于玻璃基体吸收了能量;AFM以及SEM形貌图结果表明极化后区域的平均粗糙度比相应极化前的有所增加,这与亚带隙光辐照后引起的光致流动性体效应有关;EDS能谱图结果表明极化后与极化前相比Ge元素的含量基本不变,S元素的含量有所减少,O元素的含量有所增加,归因于所用的外场比较强,且在空气中做极化,极化区域发生了部分氧化。5、SHG性能的产生缘于亚带隙光辅助电场极化破坏了玻璃的各向同性,产生了倍频信号;采用偶极子取向模型解释机理;利用经典Tauc方程计算样品的允许直接跃迁光学帯隙(Eoptd)、允许间接跃迁光学帯隙(Eopti)以及Urbach能量(?E)。结果表明GeS5玻璃的光学帯隙值比GeS4玻璃的小,它的电子跃迁容易,因而其非线性效应增强;另外GeS5玻璃的Urbach能量值比GeS4玻璃的大,它的带破裂与缺陷形成的趋势就越大,由此也能说明GeS5玻璃比GeS4玻璃更易于被极化,极化后表现出更强的倍频功能。
张翔晖[6](2014)在《氧化钨和氧化锌一维纳米线阵列的制备和光电器件研究》文中进行了进一步梳理当今科技前沿领域,纳米材料与纳米技术的发展突飞猛进。金属氧化物一维纳米材料是一类有着重要应用前景的功能材料。本文围绕着氧化钨和氧化锌这两种代表性的氧化物半导体材料,分别采用热蒸发沉积和化学气相沉积法,实现了大面积、均匀的一维氧化钨和氧化锌纳米线阵列的制备。本研究工作聚焦于氧化钨和氧化锌的纳米结构的新型场发射器件、光电化学转化器件、紫外光电探测器件和发光波长可调发光二极管(LED)器件,开展了以下几个方面的研究:(1)柔性电子器件的发展方兴未艾,新型柔性冷阴极材料在未来的许多领域中都有重要应用。本文采用热蒸发方法,实现了大面积、均匀的W18049纳米线阵列、W20O58纳米线阵列和WO3三维网络结构的制备,综合利用SEM、TEM、XPS和Raman散射等各种物性表征手段对其分析甄别。研究了氧化钨纳米线阵列/碳纤维结构的柔性冷阴极的制备方法和性能测试,发现W20058纳米线阵列/碳纤维柔性冷阴极材料具有4.3MV/m的阂值电场和高达12mA/cm2的发射电流,以及在5.25mA/cm2发射电流密度下,1小时内电流波动小于5%的高稳定性,这得益于这种柔性冷阴极材料具有良好电导率和热导率。这种W20O58纳米线阵列/碳纤维柔性冷阴极材料的发现和研究,极大的拓展和提升了在此之前人们在碳纳米管/高分子聚合物类柔性冷阴极材料的研究水平。(2)氧化钨纳米材料由于自身良好的物理、化学性质,在光催化和光电化学电池领域有广阔的开发前景。本文研究了WO3三维纳米网络结构巨大的比表面积和良好的电子传输通道对其光催化降解有机物性能,以及光电化学电池效率的提升。通过二次生长实现了双层W03纳米线阵列,表现出光吸收增强效应,光电化学转换效率在325nm处最高达到73%,总太阳能光谱转化效率为0.5%。利用氧化钨自身光催化活性,实现了简单、高效、均匀的贵金属(Au, Ag, Pt和Pd)纳米颗粒对W03纳米线阵列的修饰,由于金属颗粒/半导体材料界面的表面等离子体共振效应,其光电化学活性进一步增强。(3)氧化锌纳米材料紫外光电探测器有优异的性能,但是目前的研究表明,大的紫外光光响应电流和快速响应时间无法兼顾。本文阐述了垂直度良好的ZnO纳米线阵列制备方法,实现了ZnO纳米线直径的调控。利用ITO电极贴合方法制备了结构简单的ZnO纳米线阵列紫外光电探测器,由于器件由众多纳米线并联组成,能同时实现毫安级的光电流,以及毫秒量级的响应时间和恢复时间,具有实用化前景。此外还尝试利用交流电泳法,实现了氧化钨单根纳米线的电极接触,并讨论氧化钨纳米线的紫外光电响应性能。(4)氧化锌是一种重要的宽禁带半导体材料,在未来的光电子器件领域有重要的发展前景。围绕ZnO的能带工程这一重大科学问题,本文利用Au颗粒催化诱导的化学气相沉积法,实现了高质量的GaxZn1-xO (0≤x≤0.66)纳米线阵列外延生长。首次发现了GaxZn1-xO纳米线体系中Ga原子和Zn原子外层电子结合能的相对移动。光致发光谱显示,GaxZn1-xO纳米线的近带边发射峰从378nm移动到416.8nm。本文还成功制备了n-GaxZn1-xO/p-GaN纳米线阵列LED器件,其发光中心波长可以从382-480nm的连续可调。GaxZn1-xO基LED器件内的近带边发光、异质结的界面发光和深能级缺陷态发光峰复合,实现了从蓝紫光到可见光的波长可调。以上的研究结果显示了氧化钨和氧化锌纳米材料在未来的柔性电子学、新能源开发利用、纳米传感器件和波长可调发光器件等领域具有广阔的发展前景。
王关德,陈抱雪,浜中广见,矶守[7](2012)在《掺锡As2S8非饱和光阻断效应实验与机理研究》文中研究说明为了研究微量Sn掺As2S8非晶态薄膜波导非饱和光阻断效应的内在机理,采用双棱镜耦合技术,对波导样品进行了实验研究,在实验观测数据,分析了薄膜材料内部的化学键结构,结合电子能带理论和轨道杂化理论,建立了非饱和光阻断效应的动力学模型,并对实验数据进行数值拟合,得到了描述非饱和光阻断效应性质的参数。数值分析与实验结果吻合,说明本文模型能解释实验现象,揭示实验本质。
周霞,陈抱雪[8](2012)在《B270-As2S8复合平面波导制备技术研究》文中进行了进一步梳理为了制备As2S8波导,提出一种兼顾导波和光子作用的复合波导结构,叙述了B270-As2S8复合平面光波导的制备工艺。实验制备了复合平面光波导,采用双棱镜耦合的方法激励复合平面波导的导模,实现导模在波导中的传输,并且在复合平面波导上实现光阻断效应。结果表明该复合平面波导具有良好的传输特性,可应用于制备光开关等波导器件,具有一定的应用潜力。
王关德,陈抱雪[9](2011)在《As2S8波导光阻断效应回复过程机理》文中研究指明实验研究了纯As2S8以及掺杂As2S8非晶态薄膜波导光阻断效应的回复过程。分析了各样品内部的化学键结构,利用轨道杂化理论和电子能带理论,提出了光阻断效应回复过程的动力学方程,通过数值分析与实验结果的对比,得出该模型能够很好地解释光阻断效应的回复机理,揭示了实验的本质。
王平,陈抱雪,王关德,隋国荣,邹林儿,浜中广见,矶守[10](2011)在《基于掺锡As2S8条波导的全光逻辑门研究》文中研究指明实验研究了掺锡As2S8条波导的光阻断效应,提出一种新型的基于掺锡As2 S8波导的全光逻辑门方案,并试制了掺锡As2 S8条波导全光逻辑门,实验结果显示该逻辑门具有良好的波形特性,表明该材料适合做全光逻辑门,具有一定的应用潜力。
二、硫族化合物非晶态薄膜波导optical-stopping效应研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、硫族化合物非晶态薄膜波导optical-stopping效应研究(论文提纲范文)
(1)硫系复合半导体纳米材料的制备与物理性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 硫系材料发展历程及研究现状 |
1.1.1 硫系材料简介 |
1.1.2 硫系材料的研究现状 |
1.1.3 硫系材料的缺陷及发展方向 |
1.2 硫系复合半导体材料及研究现状 |
1.2.1 硫系复合半导体材料简介 |
1.2.2 过渡金属元素简介 |
1.2.3 硫系复合半导体材料的研究现状 |
1.3 硫系复合纳米薄膜和纳米颗粒的制备技术 |
1.3.1 硫系复合纳米薄膜的制备技术 |
1.3.2 硫系复合纳米颗粒的制备技术 |
1.4 硫系复合微纳结构制备及其光学应用进展 |
1.4.1 微纳米加工制备技术 |
1.4.2 复合材料/器件光学应用研究进展 |
1.5 本课题的研究内容 |
第2章 制备原理与表征方法 |
2.1 固相烧结原理 |
2.1.1 烧结过程描述 |
2.1.2 烧结推动力与传质机理 |
2.2 脉冲激光沉积技术原理 |
2.2.1 PLD技术的物理过程描述 |
2.2.2 激光与靶材相互作用与等离子体发射 |
2.2.3 等离子体膨胀过程 |
2.3 脉冲激光烧蚀机理 |
2.3.1 烧蚀方程的导热方程和定解条件 |
2.3.2 液相区和固相区的温度演化规律 |
2.3.3 蒸发驰豫过程对烧蚀面的影响 |
2.4 薄膜材料及其性质 |
2.4.1 薄膜的微观结构 |
2.4.2 薄膜的形成过程模型建立 |
2.4.3 薄膜的生长的蒙特卡洛模型 |
2.5 多光束干涉刻蚀原理 |
2.5.1 激光干涉的基本原理 |
2.5.2 多光束干涉模型仿真 |
2.6 主要表征方法与实验设备 |
2.6.1 膜厚与折射率 |
2.6.2 X射线衍射 |
2.6.3 拉曼光谱 |
2.6.4 X射线光电子能谱 |
2.6.5 表面形貌测试 |
2.6.6 荧光光谱 |
2.6.7 透射光谱 |
2.7 本章小结 |
第3章 硫系复合材料Ga_2O_3-Co-ZnS/Se陶瓷靶材的制备与物理性能研究 |
3.1 固相烧结法制备硫系陶瓷材料 |
3.2 制备条件对于材料基础性能的影响 |
3.3 材料的物理特性表征 |
3.3.1 结构特性 |
3.3.2 表面形貌 |
3.3.3 光学性质 |
3.4 本章小结 |
第4章 硫系复合材料Ga_2O_3/In_2O_3-Co-ZnS/Se纳米薄膜的制备与物理性能研究 |
4.1 脉冲激光沉积法制备纳米薄膜 |
4.2 不同制备条件对于纳米薄膜性能的影响 |
4.2.1 真空腔气氛监测 |
4.2.2 薄膜膜厚与折射率 |
4.2.3 薄膜的结构特性 |
4.2.4 薄膜的表面形貌 |
4.2.5 薄膜的光学特性 |
4.2.6 薄膜的电学特性 |
4.3 不同成分配比对于纳米薄膜性能的影响 |
4.3.1 不同配比薄膜的厚度与折射率 |
4.3.2 薄膜的等离子体羽辉 |
4.3.3 不同配比薄膜的微观结构 |
4.3.4 不同配比薄膜的光学特性 |
4.4 不同掺杂元素对于纳米薄膜性能的影响 |
4.4.1 不同掺杂元素薄膜的膜厚与折射率 |
4.4.2 不同掺杂元素材料的微观结构 |
4.4.3 不同掺杂元素材料的光学特性 |
4.4.4 不同掺杂元素材料的电学特性 |
4.4.5 与其他材料的性能比较 |
4.5 本章小结 |
第5章 硫系复合材料Ga_2O_3-Co-ZnS纳米颗粒的制备与物理性能研究 |
5.1 磁场极化式脉冲激光烧蚀法 |
5.2 纳米颗粒的结构特性 |
5.3 纳米颗粒的晶胞和超晶胞模型 |
5.4 纳米颗粒表面形貌 |
5.5 纳米颗粒生长的物理机理 |
5.6 纳米颗粒的光学特性 |
5.7 本章小结 |
第6章 硫系材料微纳结构设计和光学应用研究 |
6.1 三光束脉冲激光干涉光路 |
6.2 纳米孔阵列结构的制备 |
6.3 磁性牵引纳米颗粒填充技术 |
6.4 纳米孔阵列激光器形貌表征 |
6.5 基于纳米颗粒GICSe纳米孔阵列激光器 |
6.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(2)皮秒激光诱导硫系相变材料相变机理及多阶光学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 信息存储技术 |
1.2 硫系相变材料的结构特征和光、电性能 |
1.2.1 结构特征 |
1.2.2 电学性能 |
1.2.3 光学性能 |
1.3 硫系相变材料相变机理和性能调控方法 |
1.3.1 相变过程和机理 |
1.3.2 成分调控法 |
1.3.3 元素掺杂法 |
1.3.4 结构设计法 |
1.3.5 激光辐照策略 |
1.4 本文主要工作 |
1.5 本文章节安排 |
第2章 实验方法和第一性原理模拟方法 |
2.1 硫系相变材料薄膜的制备方法 |
2.1.1 磁控溅射 |
2.1.2 脉冲激光沉积(PLD) |
2.1.3 气相沉积 |
2.1.4 化学气相沉积(CVD) |
2.1.5 分子束外延(MBE) |
2.2 CuO纳米结构的制备方法 |
2.3 复合薄膜结构、性能表征方法 |
2.4 第一性原理模拟介绍 |
第3章 CuO纳米颗粒嵌入硫系复合薄膜的微观结构和光学性质 |
3.1 CuO-GeTe复合薄膜的制备 |
3.2 CuO-GeTe纳米复合材料的微观结构 |
3.2.1 晶格结构 |
3.2.2 电子结构 |
3.3 CuO-GeTe复合薄膜的光学性质 |
3.4 CuO-GeTe复合材料体系的相变过程 |
3.5 章节小结 |
第4章 “两步法”激光扫描策略 |
4.1 序言 |
4.2 结果和讨论 |
4.2.1 不同能量单脉冲诱导晶化区的结构特征 |
4.2.2 “两步法”调控晶体微观结构 |
4.2.3 分析讨论 |
4.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
致谢 |
(3)Ge-Sb-Se薄膜的制备及光致结构变化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
引言 |
1 绪论 |
1.1 硫系玻璃材料 |
1.1.1 硫系玻璃材料的分类 |
1.1.2 硫系玻璃的特性 |
1.2 硫系玻璃的研究背景及现状 |
1.2.1 硫系玻璃中的结构和缺陷研究 |
1.2.2 硫系玻璃性能与结构关系 |
1.2.3 硫系玻璃的应用 |
1.3 Ge-Sb-Se硫系薄膜的综合特性 |
1.3.1 Ge-Sb-Se薄膜的结构 |
1.3.2 Ge-Sb-Se材料的应用 |
1.4 硫系玻璃的光致变化 |
1.5 选题的目的及研究的内容 |
2 硫系薄膜光致变化的测试方法及其理论基础 |
2.1 硫系薄膜光致变化的测试方法 |
2.2 LabVIEW软件 |
2.3 硫系薄膜光致变化的动力学参数 |
3 Ge-Sb-Se薄膜的制备方法及性能表征 |
3.1 Ge-Se玻璃靶材的制备方法 |
3.2 Ge-Sb-Se非晶薄膜的制备 |
3.3 薄膜性能表征 |
3.3.1 薄膜厚度以及粗糙度测试 |
3.3.2 薄膜组分EDS测试分析 |
3.3.3 X射线衍射测试 |
3.3.4 可见光透过光谱测试 |
3.3.5 拉曼光谱测试 |
4 Sb掺杂的GeSe_2薄膜制备、性能及光致变化研究 |
4.1 引言 |
4.2 薄膜样品制备及结构分析 |
4.3 薄膜可见 -近红外透过光谱分析 |
4.3.1 GeSe_2与Ge-Sb-Se薄膜的透过光谱 |
4.3.2 排除测试实验中可能存在的热效应实验 |
4.3.3 薄膜的实时透过率光谱测试 |
4.3.4 薄膜光致暗化和光致漂白的动力学研究 |
4.4 拉曼结构分析 |
4.5 本章小结 |
5 Sb掺杂的GeSe_4薄膜制备、性能及光致变化研究 |
5.1 引言 |
5.2 薄膜样品制备 |
5.3 薄膜可见 -近红外透过光谱分析 |
5.3.1 GeSe_4与Ge-Sb-Se薄膜的透过光谱 |
5.3.2 薄膜的实时透过率光谱测试 |
5.4 拉曼结构分析 |
5.5 泵浦激光功率密度对薄膜光致变化的影响 |
5.6 本章小结 |
6 总结 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(4)基于二硫化钼或硒化砷覆层及侧边抛磨光纤的全光光功率探测器(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外现状研究 |
1.2.1 光电探测器与全光探测器 |
1.2.2 二硫化钼材料、硒化砷材料概述 |
1.3 本文主要内容 |
第二章 沉积二硫化钼或硒化砷的侧边抛磨光纤全光光功率探测器样品制备 |
2.1 侧边抛磨光纤样品准备 |
2.2 脉冲激光沉积法制备探测器样品 |
2.2.1 沉积二硫化钼的侧边抛磨光纤全光光功率探测器样品制备 |
2.2.2 沉积硒化砷的侧边抛磨光纤全光光功率探测器样品制备 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于二硫化钼全光光功率探测器特性研究 |
3.1 偏振特性理论[50] |
3.2 基于二硫化钼全光光功率探测器偏振特性 |
3.3 基于二硫化钼全光光功率探测器光响应特性 |
3.4 基于二硫化钼全光光功率探测器时间响应特性 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于硒化砷全光光功率探测器特性研究 |
4.1 基于硒化砷全光光功率探测器偏振特性 |
4.2 基于硒化砷全光光功率探测器光响应特性 |
4.3 基于硒化砷全光光功率探测器时间响应特性 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
在校期间发表学术论文 |
致谢 |
(5)亚带隙光辅助电场极化法致Ge-S玻璃SHG性能微观机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 非线性光学五十年 |
1.2.1 非线性光学材料研究进展 |
1.2.2 二次谐波发生的方法及其机理 |
1.3 硫系玻璃材料中的二阶非线性性能 |
1.4 选题的目的及意义 |
第2章 Ge-S块体玻璃的制备和性能测试 |
2.1 引言 |
2.2 玻璃材料的制备 |
2.3 测试方法 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 组成与结构分析 |
2.4.2 光学性能分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 亚带隙光辅助电场极化法致SHG性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 亚带隙光辅助电场极化法实验装置设计及搭建 |
3.3 极化条件对材料SHG性能的影响 |
3.3.1 激光功率对材料SHG性能的影响 |
3.3.2 极化电压对材料SHG性能的影响 |
3.3.3 材料组分变化对材料SHG性能的影响 |
3.3.4 极化方式对材料SHG性能的影响 |
3.4 材料SHG性能的弛豫行为 |
3.5 亚带隙光辅助电场极化法致SHG性能机理分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 物理外场极化区域前后表征分析 |
4.1 引言 |
4.2 物理外场作用区域前后表征 |
4.2.1 材料极化前后Raman光谱演变规律 |
4.2.2 材料极化前后透过光谱演变规律 |
4.2.3 材料极化前后原子力显微镜(AFM)图演变规律 |
4.2.4 材料极化前后SEM形貌演变规律 |
4.2.5 材料极化前后EDS能谱图演变规律 |
4.3 本章小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
硕士期间主要研究成果及参研项目 |
致谢 |
(6)氧化钨和氧化锌一维纳米线阵列的制备和光电器件研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 纳米材料的性质 |
1.3 一维纳米材料的研究概况 |
1.3.1 一维金属氧化物纳米线的制备方法 |
1.3.2 一维金属氧化物材料的性能特点 |
1.4 氧化钨和氧化锌一维纳米材料的研究现状 |
1.4.1 氧化钨一维纳米材料 |
1.4.2 氧化锌一维纳米材料 |
1.5 选题意义和研究内容 |
2 氧化钨柔性冷阴极研究 |
2.1 前言 |
2.2 场致电子发射机理 |
2.2.1 金属的场致电子发射理论 |
2.2.2 半导体场致电子发射理论 |
2.3 氧化钨纳米结构的制备 |
2.3.1 热蒸发系统和方法 |
2.3.2 W_(18)O_(49)纳米线阵列 |
2.3.3 W_(20)O_(58)纳米线阵列 |
2.3.4 WO_3三维网络状纳米结构 |
2.4 W_(20)O_(58)纳米线阵列/碳纤维柔性冷阴极的性能测试和分析 |
2.4.1 W_(20)O_(58)纳米线阵列/碳纤维结构场发射性能 |
2.4.2 W_(20)O_(58)纳米线阵列/碳纤维结构的电学和热导性质研究 |
2.5 本章小结 |
3 氧化钨纳米材料光催化和光电化学性质研究 |
3.1 前言 |
3.2 半导体光电化学的基础理论 |
3.2.1 半导体光电化学的基本物理和化学过程 |
3.2.2 光电化学转换效率测量方法 |
3.3 三维网络结构WO_3光催化和光电化学性质 |
3.3.1 实验方法和测试仪器 |
3.3.2 结果分析与讨论 |
3.4 多层WO_3纳米线阵列的光电化学性质 |
3.4.1 实验方法 |
3.4.2 结果讨论 |
3.5 贵金属颗粒修饰WO_3纳米材料 |
3.5.1 贵金属修饰氧化钨纳米材料实验方法 |
3.5.2 Au颗粒增强WO_3纳米线阵列光电化学性能 |
3.6 本章小结 |
4 氧化锌纳米线阵列紫外光电探测器研究 |
4.1 前言 |
4.2 ZnO纳米线阵列的制备 |
4.3 ZnO纳米线阵列紫外光电探测器 |
4.4 本章小结 |
5 波长可调镓锌氧纳米线阵列发光二极管研究 |
5.1 前言 |
5.2 氧化锌能带工程研究概述 |
5.3 镓锌氧纳米线阵列的制备和表征 |
5.4 镓锌氧纳米线阵列LED器件研究 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录Ⅰ 本文所涉及的材料表征和性能测试设备介绍 |
附录Ⅱ 攻读学位期间发表论文目录 |
(7)掺锡As2S8非饱和光阻断效应实验与机理研究(论文提纲范文)
1 引 言 |
2 光阻断实验原理 |
3 非饱和光阻断动态模型 |
3.1 As、S、Sn原子构型与缺陷态分析 |
3.2 Sn掺As2S8薄膜波导阻断过程模型 |
3.3 Sn-As2S8薄膜波导回复过程模型 |
4 实验结果与数值分析 |
5 结 论 |
(9)As2S8波导光阻断效应回复过程机理(论文提纲范文)
0 引言 |
1 光阻断效应实验 |
2 动力学模型 |
3 数值分析与验证 |
4 结论 |
(10)基于掺锡As2S8条波导的全光逻辑门研究(论文提纲范文)
1 引言 |
2 As2Sb条波导全光逻辑门原理及结构 |
3 实验及结果分析 |
4 结论 |
四、硫族化合物非晶态薄膜波导optical-stopping效应研究(论文参考文献)
- [1]硫系复合半导体纳米材料的制备与物理性能研究[D]. 潘雍. 北京工业大学, 2020(06)
- [2]皮秒激光诱导硫系相变材料相变机理及多阶光学性能研究[D]. 张永志. 北京工业大学, 2020(06)
- [3]Ge-Sb-Se薄膜的制备及光致结构变化研究[D]. 林丽. 宁波大学, 2017(02)
- [4]基于二硫化钼或硒化砷覆层及侧边抛磨光纤的全光光功率探测器[D]. 刘华安. 暨南大学, 2016(02)
- [5]亚带隙光辅助电场极化法致Ge-S玻璃SHG性能微观机制研究[D]. 申昌军. 武汉理工大学, 2015(01)
- [6]氧化钨和氧化锌一维纳米线阵列的制备和光电器件研究[D]. 张翔晖. 华中科技大学, 2014(07)
- [7]掺锡As2S8非饱和光阻断效应实验与机理研究[J]. 王关德,陈抱雪,浜中广见,矶守. 光电子.激光, 2012(08)
- [8]B270-As2S8复合平面波导制备技术研究[J]. 周霞,陈抱雪. 光学仪器, 2012(03)
- [9]As2S8波导光阻断效应回复过程机理[J]. 王关德,陈抱雪. 光电工程, 2011(07)
- [10]基于掺锡As2S8条波导的全光逻辑门研究[J]. 王平,陈抱雪,王关德,隋国荣,邹林儿,浜中广见,矶守. 光学与光电技术, 2011(03)