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Klein tunneling is one of the most striking consequences of Dirac equation. Despite experimental investigations of the phenomenon in analog systems in the transport or quasi-bound state scenario, a direct observation of quantized Klein tunneling is still lacking. Now this is achieved in ... En savoir plus
随着红外光电技术的发展，高响应性、超低暗电流和高响应速度已成为下一代红外光电探测器的重要因素。然而，为了获得高量子效率，吸收层的最小厚度被限制在大约一个或几个波长长度，这导致光生载流子的传输时间长。在这项工作中，我们提出了一种光子捕获结构，该结构利用金属的趋肤效应来产生横向传输模式，以增强红外光电探测器的吸收。本文讨论了InAs、InSb、InAs/GaSb 二类超晶格、InAs/InAsSb 二类超晶格和HgCdTe红外光电探测器光子捕获结构的光学性质。对光学性质的吸收和光电学性质的响应性进行了系统的数值研究。光学模拟表明，HgCdTe红外光电二极管在8.5 ~ ... En savoir plus
微磁学仿真(micromagnetics simulation)是自旋电子学与磁学领域中重要的一种重要的研究手段，本质上通过求解Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程来对磁性体系中磁矩的动力学进行仿真。微磁学仿真的主流软件以开源为主，包括OOMMF、Mumax3等，然而其在工程上的应用以及与多物理场耦合的扩展性仍有所不足。我们基于COMSOL的Physics Builder创立了微磁学仿真模块，不仅能够实现已有的微磁学仿真功能，还能够与COMSOL内置的多物理场进行耦合，如磁弹耦合、磁光耦合、各向异性磁电阻等，为学术研究和工程应用提供了新的接口 ... En savoir plus
传统光学镜片在制造后规格固定，无法调节。尽管空间光调制器（SLM）能够实时调制光的相位或强度，但其分辨率、速度和功率限制使其在高功率或高帧率应用中表现不佳。可变形镜（DM）和微透镜阵列（MLA）因反馈回路复杂和响应速度较慢，难以满足超快脉冲激光器的要求。声光效应通过调节介质的折射率来实现光束调制，为克服这些局限性提供了有效的解决方案。在本研究中，我们使用了 COMSOL Multiphysics® 软件中的压力声学、固体力学、电路、几何光学和静电场模块进行仿真。首先，我们开发了一个二维声学透镜模型，以模拟液体在压电陶瓷片振动影响下形成的声压场 ... En savoir plus
当前，塑料基材表面减反射结构研究聚焦于中空二氧化硅粒子（HSP）及其与实心粒子的混合效应，利用COMSOL Multiphysics软件在可见光谱范围内探究其光学特性。研究发现，特定尺寸（100nm）的HSP结合小尺寸实心二氧化硅粒子，在六方格子排布下，通过优化树脂覆盖和粒子间距，可实现低至0.24%的平均反射率。 受Morpho蝴蝶启发，我们提出仿生纳米球结构，通过调整几何与材料参数，实现了>99%的高反射率带宽，且对入射光角度依赖小，简化结构利于非光刻方式组装，展现出在激光谐振腔和光学滤波器中的潜力。 针对柔性塑料基板 ... En savoir plus
高效光伏发电是以清洁能源实现未来碳中和的重要环节，然而太阳能电池在实地、连续昼夜切换的光谱下的发电效率并未得到充分优化。基于此类问题，我们提出一种使用COMSOL + MATLAB LiveLink预测全年候电池平均发电量、针对实际光谱优化电池结构的方法。 本模型涉及两个研究步骤。在研究1中，我们使用波动光学模块/数学pde计算晶硅太阳能电池中全波长下的二维光电场分布（图1(a)）及外量子转换效率，运用网格的映射大幅减少此步骤的计算时长，并使用sum + withsol的算子实现在半导体物理场中调用光学计算得出的总载流子生成率（图1(b)）。在研究2中 ... En savoir plus
热光伏(Thermophotovoltaics, TPV)系统是一种结合了太阳能热发电技术和光伏发电技术的系统，它能够更高效地利用太阳光谱中的热能和光能。对TPV系统而言关键是要提升其转换效率，本工作采用COMSOL Multiphysics 6.0波动光学模块，开展了超材料发射体的结构与材料设计，得到高度的选择性发射光谱，从而提高TPV系统效率。 纳米金属结构的超材料发射体单元结构分为三层：上层是圆柱纳米金属结构，中间是介质层材料，底层是与中间层同样大小，有一定厚度的金属基板，如图1所示。我们探究了不同材料对辐射器发射性能的影响，其中金属包括W，Ta，Mo ... En savoir plus
光子晶体是由不同介电常数的材料在空间中周期排列而成的人工光学微结构，其特点之一是拥有与半导体电子能带类似的光子能带，通过选择恰当的几何空间构型、调控内部参数可以在光子晶体第一布里渊区的高对称点处实现线性色散关系，长波近似下具有服从等效狄拉克方程的准粒子描述。因此，光子晶体可以提供一种模拟相对论性狄拉克粒子的桌面实验平台。基于具有等效狄拉克描述的三角孔板型光子晶体，我们利用COMSOL Multiphysics模拟绘制了该光子晶体孔板受基底和空气层影响后的带结构和光锥；设计计算了特定边界约束下的狄拉克光子晶体微腔的能谱和本征模式；并根据光子晶体的尺度不变性 ... En savoir plus
在半导体增材制备的过程中，磁控溅射，使用电离的氩离子轰击靶材形成等离子气团，进而扩散转移到晶圆表面是一种常见的增材加工工艺。许多的MEMS应用和先进封装技术中常会通过偏转靶材和衬底的相对夹角进行溅射镀膜，从而形成特殊的台阶覆盖。传统来说，上述过程的工艺仿真（TCAD）往往是以变形网格耦合定向的靶材通量实现镀膜形貌的仿真；然而，变形网格的方法难以仿真封闭微腔（不连通的新域）形成，定向的靶材流体通量忽略了镀材的扩散运动在背向镀膜侧的镀材沉积。 使用COMSOL Multiphysics，我们提出了一种求解等离子体/稀释气体的流体场通量 ... En savoir plus
掺Yb3+大模场光纤放大器在高功率激光泵浦时，增益离子的量子亏损和材料的本征吸收会导致光纤内部温度的整体上升。由于石英材料的热光效应，光纤整体的折射率会在温升条件下再分布，形成沿着光纤轴向分布的长周期折射率光栅。微扰的折射率光栅会诱导信号光基模和高阶模之间发生模式耦合，使激光能量从基模向高阶模转移，形成横向模式不稳定现象(Transverse mode instability, TMI)。首次采用多物理场仿真软件COMSOL中的电磁波频域模块和固体传热模块，结合Matlab软件编程进行联合仿真，对TMI产生时光与热相互作用的动态过程进行全数值有限元仿真 ... En savoir plus