灵敏电流计

近日，由中国计量科学研究院(以下简称“中国计量院”)牵头承担的国家重大科学仪器设备开发专项“宽带大电流测量仪开发与应用”(2016YFF0102400)项目顺利通科技部高技术发展研究中心组织的项目综合绩效评价。光纤宽带大电流测量仪宽带标准电流传感器及测量分析系统 大电流计量技术在冶金、电力、高端制造、大科学装置前沿研究等领域应用广泛。由于生产连续运行，设备庞大，拆装不便，运行环境等特殊条件，现场大电流测量控制和监测设备一般无法到计量实验室校准，实验室的计量标准也很难下沉至现场，量值传递难以实现。 　　该项目研制的超大和高频电流校准装置，形成了产品化的标准工艺流程和质量体系，为产品的技术就绪度和可靠性提供了支撑保障。项目相关成果通过了第三方测试，测量准确度、线性度、带宽、噪声和环境适应性等技术指标实现了与国际先进产品的并跑或局部领跑，并且使我国大电流核心校准和测量能力(CMC)通过了国际同行评审，进入国际计量局等效互认数据库。 　　项目编制了一系列国家、行业和地方标准和计量技术规范，培养了一批高水平的研究和研发人员，帮助了承担工程化计量仪器仪表企业的发展壮大。 　　项目研究成果应用于EAST(全超导托卡马克装置)、ITER(国际热核聚变实验堆)大科学装置、电解铝、高压直流输电、电气设备性能检测、大型航空航天设备焊接制造、仪器仪表计量检测等领域，解决了行业用户关注的产品价格高、核心部件依赖进口，工业用不起或用不了的痛点和难点问题，以及长期未能解决的宽带大电流在线校准难题，取得了显著的经济和社会效益。 　　据悉，该项目自2016年立项，历时5年，由中国计量院联合国内10家单位共同攻关。项目基于Faraday磁光、电磁效应，突破了椭圆双折射传感光纤、小型化直波导相位调制器关键工艺，攻克了宽带高线性光纤电流传感，容性误差补偿、组合电磁屏蔽、分布阻抗消振、高频分流器校准方法、宽频矢量电量正交积分算法等关键技术，成功研制了最大电流450 kA，带宽高于100 kHz的柔性光纤宽带大电流测量仪和最大电流2000 A，最高频率1 MHz的宽带电磁式电流传感器及自动测量分析系统，实现了工程化。

记者29日获悉，中国心磁图自主研发技术实现了新的突破：中国企业自主研发、拥有完全自主知识产权的高灵敏度心磁图仪——谛听?高灵敏度心磁图仪在沪面世，其灵敏度达到5飞特。这意味着中国心磁图仪的技术水平步入一个新台阶。研发该高科技设备的中国企业为中国科学院微系统所下属生物磁产业化企业，是“十四五”国家重点研发计划心磁图仪重点专项课题承担单位。企业董事长曲列锋博士接受采访时告诉记者，谛听是传说中地藏王菩萨的坐骑，善听人心。他希望高灵敏度心磁图仪能像谛听一样，成为医生的忠诚伙伴，为患者祛除“心病”尽一份之力；并时刻提醒企业谛听来自医者和患者的需求。中国科学院院士、中国医师协会心血管内科医师分会会长葛均波接受采访时介绍，心磁图是一种心肌缺血功能学检查方法，具有信号高度保真、对局部电流高度敏感的技术特点，灵敏、快速、无创、无辐射，在心血管疾病早期筛查、诊断评估、长期监测等方面具有良好应用前景，还可用于冠脉微循环障碍患者的评估。他希望谛听?高灵敏度心磁图仪能帮助医务工作者更好地识别诊断心血管疾病，为中国心血管事件拐点的早日到来等作出贡献。中国人民解放军总医院崔建国博士介绍了基于心磁图的心肌缺血功能学评估的新进展。他说，研究人员发现心磁图的动态变化过程蕴含丰富的缺血定位信息。另外，研究证实心磁图对于微循环障碍的患者有着重要的提示作用，对心肌缺血评估具有明确价值，是现有心脏检查的重要补充。上海市第六人民医院马健教授告诉记者，随着国内外对心磁技术的关注逐步提高，人工智能分析、多模态融合、心脏康复、肿瘤心脏病学等学科与心磁技术的交叉，逐渐成为心磁下一阶段在心血管疾病诊断中的应用热点。相关企业总经理张树林研究员介绍，这款中国企业自主研发的心磁图仪创新性地采用了全球领先的八维降噪技术以及智能分析，能够在百万倍地球磁场下提取高质量的微弱心磁信号。他介绍，谛听?高灵敏度心磁图仪能够动态显示心磁定量指标；通过研发AI智能分析模型，心磁图分析诊断的准确度已达87.8%，后续期待与临床专家达成更多的合作。张树林研究员坦言，从技术本身而言，目前国内心磁技术快速发展。在临床应用上，建立心磁的诊断标准和体系，是未来心磁技术发展的关键。其所在企业将依托国家重点研发计划心磁图仪专项，致力与临床专家共同建立心磁大数据平台，推动心磁仪的临床应用。在采访中，中科院上海微系统与信息技术研究所所长谢晓明坦言，医疗设备的性能和临床价值挖掘是一个长期持续的过程，需要医工紧密合作。中科院微系统所十多年前从“零”开始组建超导团队，经过艰苦努力，研发了5飞特级灵敏度心磁图仪。他表示，现阶段心磁技术的发展，特别需要更多的临床医院和专家加入，使其更加普及易用，共同打造中国的创新产品和解决方案。(完)

近日，合肥工业大学微电子学院先进半导体器件与光电集成实验室的王莉副教授和罗林保教授，成功研发出一种基于单p-型硅肖特基结的超灵敏近红外窄带光电探测器。相关成果以“Ultra-Sensitive Narrow-Band P-Si Schottky Photodetector with Good Wavelength Selectivity and Low Driving Voltage”为题于2023年12月31日作为封面文章在线发表在半导体器件领域的著名杂志IEEE Electron Device Letters上。图1. IEEE Electron Device Letters 2024年第一期封面窄带光电探测器由于仅对目标波长敏感，可以有效抑制背景噪声光的干扰，因此在机器视觉、特定波段成像、光学通信和生物材料识别等领域均具有重要的应用价值。但现有的加装滤波片、电荷收集变窄或热电子效应等窄带探测机制普遍存在着量子效率低的问题。为了提高窄带探测的灵敏度，研究人员通过将电荷陷阱引入有源层进行界面隧穿注入，或者利用场增强激子电离过程来实现器件内的光电倍增效应。但这些机制往往需要几十伏较高的电压才能激发启动，导致窄带探测器的性能易退化和工作能耗高。该研究团队在深入分析了上述问题的基础上，提出并实现了一种可在低驱动电压下工作的高灵敏窄带光电探测器。通过采用双层结构肖特基电极以及增大光生电子和空穴之间的渡越时间差，在保证高波长选择性的前提下实现了器件光电转化效率的大幅提高。该探测器仅在1050nm附近有探测峰，对紫外及可见光几乎无响应。在零偏压下器件的比探测率达∼4.14×1012Jones，线性动态范围约为128 dB。当工作偏压由0 V增加到- 3 V时，器件外部量子效率可以从96.2 %显著提升到6939%，同时探测峰半高宽保持在约74 nm不变。这一成果为实现可在低驱动电压下工作的超高灵敏窄带光电探测器提供了新思路，有望在光电子领域得到广泛应用。图2. （a）器件内光强分布模拟结果，零偏压下（b）器件在不同波长光照下的电流-电压曲线，（c）线性动态范围，（d）不同偏压下器件的外部量子效率随波长变化曲线。上述工作得到国家自然科学基金、安徽省重点研发计划、安徽省自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项等项目的资助。论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/ d ocument/10312826