De Carlo · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

超辐射发光二极管通常难以制备且无法切换至激光工作模式。本文展示了一种可同时实现激光与超辐射发光功能的实用型器件，其工作模式通过独立电极实现电学调控。基于带间级联增益介质制备的器件最高实现了200 μW的超辐射输出功率。该电控可切换机制结合了激光器良好的光束准直性与超辐射二极管宽带、低相干性的优点，具有在集成光学与传感中的应用潜力。

解读: 该可切换激光/超辐射器件技术对阳光电源光伏逆变器和储能系统的智能传感监测具有应用价值。其宽带低相干特性可用于SG系列逆变器的光纤电流/温度传感，实现IGBT模块和母排的精密监测；激光模式的高准直性适用于PowerTitan储能系统的烟雾探测和电弧故障诊断。电学可切换机制可根据工作场景动态调整：正常运...

Ho Eom · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

实验表明，采用直流供电的非弹性库珀对隧穿放大器（ICTA）可实现与交流驱动的约瑟夫森参量放大器相当的增益和噪声性能。结合实验数据与仿真结果，我们发现只要低频电压噪声（表现为约瑟夫森频率线宽展宽）小于放大带宽，ICTA的噪声接近量子极限。当约瑟夫森频率线宽半高全宽为5.6 MHz时，在11 MHz带宽内实现了20 dB增益，噪声低于量子极限的1.7倍。

解读: 该量子放大器噪声抑制技术对阳光电源高精度测量系统具有理论参考价值。研究揭示的低频噪声与带宽关系原理，可启发ST储能变流器和SG逆变器中微弱信号检测电路的优化设计。特别是在电网电压波动监测、故障电弧检测等应用场景，通过控制偏置电压噪声带宽与信号带宽的比例关系，可提升PowerTitan储能系统的电网适...

Oxford University Press · New York · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

近年来，GaN/AlN异质结中高导电二维空穴气（2DHG）的发现为实现高效的互补型GaN电子器件开辟了道路，这是宽禁带半导体器件物理中的长期挑战。电输运研究和模拟表明，这些2DHG中重空穴和轻空穴价带均被占据，但对可动空穴基本参数的直接实验表征仍处于初期阶段。本文利用时间域太赫兹光谱结合高达31 T的脉冲磁场，在低温（8 K）下直接测量了基于GaN的2DHG中可动二维空穴的回旋共振，揭示了有效质量、载流子浓度、散射时间和迁移率等关键材料参数。

解读: 该GaN/AlN异质结二维空穴气研究为阳光电源GaN功率器件开发提供关键基础数据。通过太赫兹回旋共振直接表征的空穴有效质量、迁移率等参数，可指导SG系列光伏逆变器和ST储能变流器中GaN器件的优化设计。二维空穴气的高导电特性有助于实现互补型GaN器件（p型+n型），突破现有单极性限制，提升电动汽车驱...

The Netherlands · De Giorgi · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

低功耗纳米激光器对片上集成光互连和光子集成电路的发展至关重要。单层过渡金属二硫族化合物（TMDs）作为高效能的光学增益介质，展现出实现超低阈值激光的潜力。尽管已有研究认为TMDs满足激光发射条件，但是否实现真正意义上的激光仍存争议。本文综述了该领域进展，阐明激光的关键特征及其在TMD器件中的验证方法，系统评估近期宣称实现激光的研究成果，并讨论未来研究方向与应用前景，指出实现实用化TMD纳米激光器所需克服的核心挑战。

解读: 该纳米激光器技术对阳光电源光通信和传感系统具有前瞻价值。在PowerTitan大型储能系统中，可应用于电池管理系统（BMS）的光纤传感网络，利用低功耗纳米激光实现高密度电芯温度和电压的光学监测，替代传统电气采样，提升抗电磁干扰能力。在iSolarCloud智能运维平台，片上集成光互连技术可用于边缘计...

Ajmal Khan · Van De Walle · Cambridge University Press · Den Baars 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

基于III族氮化物的光电器件在高温下表现出多种形式的热退化现象，但其机理尚不明确。本文研究了不同发光波长的GaN/InGaN单量子阱结构中的非辐射载流子寿命及其与生长条件的关系。结果表明，随着缓冲层和包覆层生长温度的降低，非辐射寿命呈指数增长。研究表明，点缺陷扩散导致的非辐射复合是III族氮化物生长过程中普遍存在的机制，并可能是量子阱上方外延层（如p型层）生长及退火后热退化的主要原因。通过有效调控点缺陷扩散可提升器件性能与可靠性。

解读: 该研究揭示的GaN器件点缺陷扩散机制对阳光电源功率器件应用具有重要指导意义。在ST储能变流器和SG光伏逆变器中，GaN功率器件需承受高频开关和温度循环应力，点缺陷扩散导致的热退化直接影响器件长期可靠性。研究提出的通过降低外延层生长温度抑制缺陷扩散的方法，可指导阳光电源在GaN模块选型时关注外延工艺参...

Van Woerkom · Van Gulik · Van Heck · Das Sarma 等7人 · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

研究了在高面内磁场下用于光谱应用的薄铝约瑟夫森隧道结。器件通过双角度蒸发工艺制备，结叠层厚度低于30 nm，横向尺寸为80至900 nm。在25 mK下的电流-电压特性测量揭示了约瑟夫森超流、超导能隙及非弹性库珀对隧穿峰的行为，其受交流约瑟夫森效应与频率依赖性结环境阻抗共同作用影响。当磁场超过1 T时，约瑟夫森电流呈弗琅禾费衍射调制，且在高达1.3 T的磁场下通过非弹性隧穿峰探测到片上LC电磁模。结果表明，此类薄铝结在高磁场下探测低能激发（如安德烈夫束缚态）具有鲁棒性，并具备量子器件集成潜力。

解读: 该约瑟夫森结磁输运研究对阳光电源储能系统的超导储能技术探索具有前瞻价值。虽然当前ST系列储能变流器主要采用常规功率半导体，但研究揭示的高磁场鲁棒性、低温超导特性及量子器件集成潜力，为未来超导磁储能（SMES）系统开发提供理论基础。特别是其在高磁场下的稳定电流传输特性，可启发PowerTitan大型储...

Thin Solid Films · Close Modal · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本研究探讨了在斜坡电压应力下，TiN/Ti/HfO2/W忆阻器绝缘层发生灾难性击穿所导致的损伤。结合扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）对损伤区域进行物理与成分表征，并在真空条件下开展原位SEM电流-电压（I–V）测量。结果表明，当负高压施加于TiN顶电极时，通常形成蠕虫状损伤结构，且此类损伤及更严重的断裂、熔融现象仅在负偏压下出现，且不在真空环境中发生；而正向电压应力下，无论外部环境如何，顶电极均未观测到损伤。

解读: 该忆阻器电应力损伤机理研究对阳光电源功率器件可靠性设计具有重要参考价值。研究揭示的电压极性与环境条件对器件失效模式的影响，可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中SiC/GaN功率模块的栅极氧化层保护设计。负偏压下的蠕虫状损伤机制提示需在PowerTitan储能系统的功率器件驱动电路中优...

Yizhuo Ma1Jin Xu2Guojie Li3Keyou Wang2 · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1

当前多数永磁同步发电机（PMSG）风力发电系统采用跟网型控制，依赖锁相环（PLL）实现并网，导致系统惯性支撑不足。虚拟惯量控制（VIC）虽可改善该问题，但可能引发扭振与PLL及低频振荡间的交互失稳，此现象尚未充分研究。本文通过对比降阶模型，验证了在准机电时间尺度（QET）下采用全阶模型研究稳定性的必要性，并开展模态分析，揭示VIC参数、轴系惯性时间常数、PLL参数及扭振阻尼（TOD）控制器增益对两类典型控制策略下QET振荡交互的影响。当扭振、PLL与低频振荡频率相近时，出现模态耦合与模式转换。最...

解读: 该研究对阳光电源的储能变流器和风电变流器产品具有重要参考价值。研究揭示的扭振-PLL-低频振荡交互机理，可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的虚拟惯量控制优化。特别是在大型储能电站中，PowerTitan系统通过优化虚拟惯量控制参数与PLL设计，可提升系统稳定性。研究成果也启发我们在GFL控制...