研究方向

太赫兹和微波电子技术

主要开展太赫兹检测技术、太赫兹波谱学、太赫兹系统关键技术研究等,为解决国防、航天、天文等前沿领域的重大需求作贡献。具体内容为:

(1) 高灵敏太赫兹检测系统的关键技术研究,包括:性能接近量子极限的超导太赫兹检测器的设计和制备、新型太赫兹源及其在太赫兹检测系统中的应用、用于太赫兹检测的新型物理效应和复合效应、太赫兹准光耦合技术。

(2)太赫兹波谱学研究。建立并完善太赫兹波谱系统(含时间分辨太赫兹波谱系统),研究各种新型材料的太赫兹特性,相应地开发太赫兹波段的调制器,起偏器和滤波器等功能器件。

(3)太赫兹成像系统的研究和开发。适用于太赫兹成像单元的新型的材料及成像单元的设计、制备、特性;太赫兹成像线阵、面阵的研究、测试和性能优化;太赫兹成像系统的实际应用。

(4) 结合国防微波技术重大需求,研究太赫兹雷达的关键技术,开展雷达合成与逆合成孔径、目标识别、系统测试、新体制信号处理等研究,开发雷达接收机的自动测试系统、图象信息处理传输等、增强与畸变矫正等的研究,快速高识别率等技术关键。研制新一代隐身材料,向 “薄、轻、宽、强”的更高目标努力。

新型人工电磁材料技术

主要围绕新型人工电磁材料和结构的设计和性能分析、新型人工电磁材料和结构新机理、新功能的基础研究和原型器件设计开发及应用。研究内容如下:

(1)新型人工电磁材料和结构的设计、实现及性质调控是研究的关键。解决金属谐振结构的工作带宽可调谐性、频带展宽、降低损耗等问题。以非谐振型微波、太赫兹传输线和传输结构作为合适的人工电磁结构电路模型,深入开展电磁波在人工电磁材料中传输的理论和实验研究。

(2)采用制备较为简单的金属/介质阵列结构,利用等效介质理论实现复合材料和结构的特殊电磁参数。利用现有的薄膜制备工艺技术、微加工技术和自组装技术实现,实现不同的电磁传播性质,并据此设计出具有新机理、新结构和新功能的光电子信息处理原型器件。

(3)围绕磁性阵列人工电磁结构,开展磁性阵列结构理论、磁性阵列结构的制备与应用、磁导率对阵列结构带隙的影响及其机理、阵列结构特异光学与电磁性质等方面的基础理论和应用研究。

(4)开展新型人工电磁材料和结构微波、太赫兹、光电特异性质研究,开展微波、太赫兹光电子器件新机理、新结构和新功能的基础研究和原型器件开发和设计应用。

超导量子调控和探测技术

为实现超导量子计算提供实验、理论成果。主要包括:

(1)设计加工单个和耦合的超导量子比特;研究样品制备中的镀膜和微加工工艺;探索在制备过程中如何准确控制样品的参数,以期获得理想的超导量子比特。

(2)研究耦合超导量子比特中的宏观量子相干现象,以及新奇的宏观量子现象,研究宏观量子现象和微观量子现象的异同;探索超导量子比特的最佳耦合方式,实现高效率的可控耦合,探索超导量子比特的集成方案以及超导量子比特和其他量子系统的耦合。

(3)研究单个和耦合的超导量子比特中的消相干,研究电磁噪声、机械噪声、样品缺陷、各种耦合方式、以及测量系统对量子纠缠和量子比特消相干时间的影响;从理论上分析消相干机制;在延长消相干时间的基础上,实现两个耦合量子比特的条件操纵,为实现规模化的量子计算机提供理论和实践上的研究成果。

(4)利用超导量子比特演示量子算法;研究用超导量子比特进行几何量子计算、无消相干子空间的量子计算。

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