晶上系统：设计、集成及应用
摘要：晶上系统（SoW）是近年来兴起的一种晶圆级超大规模集成技术。SoW是在整个晶圆上集成多个同构同质或异构异质的芯粒，并且芯粒相互连接组成具有协同工作能力的晶圆级系统，是后摩尔时代进一步提升系统性能的有效技术方案。总结了SoW技术近年来的主要研究进展，对系统架构、网络拓扑、仿真建模、供电和散热等关键技术进行了介绍，并对SoW技术的发展和应用前景进行了展望。
碳基CMOS集成电路技术: 发展现状与未来挑战
摘要：碳纳米管凭借其优良的电学性质、准一维尺寸以及稳定的结构成为后摩尔时代最理想的半导体材料。目前碳基电子学已经取得很大进展, 例如可以在4寸晶圆上得到高半导体纯度(超过99.9999%)的密排(100~200CNTs/μm)阵列碳纳米管, 晶体管栅长可以缩至5 nm且具备超越硅基的性能, 世界首个碳基现代微处理器RV16XNANO已经问世。本文综述了近年来碳纳米管在材料、器件和集成电路方面的发展, 以及未来可能在光电、传感、显示和射频等领域的应用前景. 最后, 文章列举了碳基CMOS集成电路推向产业化的过程中面临的一系列挑战, 并对碳基技术发展路线做了进一步展望。
中国先进半导体材料及辅助材料发展战略研究
摘要：目前，以SiC、GaN 为代表的第三代半导体材料快速发展，我国亟需抓住战略机遇期，实现先进半导体材料、辅助材料的自主可控，保障相关工业体系安全。本文在分析全球半导体材料及辅助材料研发与产业发展现状的基础上，寻找差距，结合我国现实情况，提出了构建半导体材料及辅助材料体系化发展、上下游协同发展和可持续发展的发展思路，制定了面向2025 年和2035 年的发展目标。为推动我国先进半导体材料及辅助材料产业发展，提出了建设集成电路关键材料及装备自主可控工程，SiC 和GaN 半导体材料、辅助材料、工艺及装备验证平台，先进半导体材料在第五代移动通信技术、能源互联网及新能源汽车领域的应用示范工程，并对如何开展三项工程进行了需求分析，设置了具体的工程目标和工程任务。最后，为推动半导体产业的创新发展，从坚持政策推动，企业和机构主导，整合国内优势资源；把握“超越摩尔”的历史机遇，布局下一代集成电路技术；构建创新链，进行创新生态建设等方面提出了对策建议。
n型碲化铋基热电材料、器件及应用
摘要：碲化铋(Bi2Te3)基热电材料, 作为目前唯一商业化应用的热电材料体系, 在近室温区内表现出优异的热电性能, 在低品位温差发电和热电半导体制冷方面具有独特的优势, 广泛应用于深空探测电源、5G通信、激光制冷、消费电子、医疗器械等关键领域. 本文以n型Bi2Te3为主要研究对象, 详尽介绍了不同的优化策略——载流子调节、织构化调控、能带工程和声子工程对该体系热电性能和力学性能优化的研究进展. 同时, 针对不同维度(一维热电纤维、二维热电薄膜和三维热电器件)下Bi2Te3基热电器件在发电与制冷领域所取得的研究成果进行展示, 总结并讨论了n型Bi2Te3基热电材料现存的挑战以及未来可能的发展方向, 以期为n型Bi2Te3热电材料的探索提供参考.
碲化锡基热电材料的研究进展
摘要：热电材料能够实现热能与电能的直接相互转换, 展现出在极端环境条件下的出色性能, 是重要的新型能源材料之一. 传统的PbTe以其卓越的电子和声子输运特性在中温区热电转换领域占据着主导地位, 然而铅毒性涉及的环境问题正促使热电材料向无铅路线发展. 作为PbTe的潜在替代者, SnTe近年来引起了热电领域研究者的广泛关注. 众多新技术与策略被应用于改善SnTe材料电输运与热输运性能, 使SnTe热电性能实现了大幅提高. 尽管距离替代PbTe并实现工业化应用仍有较大差距, 但SnTe依然显示出作为卓越中温区热电材料的巨大潜力. 本文介绍了SnTe材料的内在非化学计量特点以及热电输运特性, 综述了在p型SnTe半导体中成功应用的载流子浓度优化、能带工程、能量过滤和声子工程等性能优化策略, 并总结了近年来对n型SnTe材料和全SnTe基热电器件的探索工作.最后, 对SnTe热电材料的研究进展进行了总结, 并对其今后的研究方向提出了展望.
晶界热电材料: 热电参数调控策略及研究进展
摘要：多晶热电材料中, 晶界作为各类缺陷形成以及调控的重要场所, 在热电输运中扮演着重要角色. 本文系统阐述了晶界处不同缺陷对电子和声子的影响及其作用机制, 并系统地总结了基于晶界调控实现热电参数提升及协同优化的有效策略. 首先, 通过分析晶界对载流子输运的积极作用, 分别阐释了晶界处动态掺杂调控载流子浓度, 晶界相结构(导电通道、高介电常数相、晶界角度、能带对齐)优化载流子迁移率, 以及界面能量过滤效应增强Seebeck系数的有效机制. 然后, 通过分析晶界对声子输运的阻碍作用, 分别归纳了晶界处本征相(晶粒细化)和非本征相(纳米第二相)结构对声子散射的增强机制. 此外, 通过分析晶界处载流子和声子的解耦机制, 提出实现热电输运性能协同优化的有效方法(如优化晶粒尺寸、引入共格或半共格第二相等). 最后, 指出通过深入理解晶界微观机制、高效设计晶界结构、解耦调控电声输运, 建立微观结构-晶界调控-热电性能之间的构效关系, 为未来高效晶界热电材料的研发提供理论和实验基础.
半导体光催化过氧化氢合成研究进展
摘要：近年来, 半导体光催化过氧化氢(H2O2)合成因其相较于传统化学合成方法在能耗和环保方面具有显著优势而受到了广泛关注, 在污染物处理、化学品合成、生物医疗等领域展现出良好的应用前景. 然而, 由于半导体光催化H2O2合成涉及复杂的反应机制以及产物相对较高的化学活性, 其在催化体系的设计、性能评估及优化方面呈现出一定的特殊性, 这也成为了当前研究的重点与难点. 本文聚焦半导体光催化H2O2合成, 对近期该领域的研究进展进行了综述. 在简要介绍H2O2产生机制基础上, 从催化体系筛选、催化反应器设计、性能评估、优化策略开发、应用场景拓展等方面对相关研究进行总结、归纳; 讨论了半导体光催化H2O2合成研究面临的挑战, 展望了该领域未来的研究方向及可能的突破点.
后摩尔时代中国集成电路产业生态发展进路
摘要：后摩尔时代是指微处理器性能约每两年就能翻一番的“摩尔定律”失效之后的时代，主要表现为集成电路的材料密度和工艺技术逼近物理极限，以及能耗成本的大幅上升。面对后摩尔时代引发的技术变局和产业变局，以及数字经济时代来临所创造的新赛道新机遇，本文基于Ｍｏｒｅ Ｍｏｏｒｅ、Ｍｏｒｅ ｔｈａｎ Ｍｏｏｒｅ、ＢｅｙｏｎｄＣＭＯＳ 三种主流技术路线，提出后摩尔时代中国集成电路产业发展的生态战略，包括成熟生态、场景驱动生态、未来产业生态、国际化生态四种类型。为破解后摩尔时代集成电路产业发展难题，应把握中国超大规模市场和新型举国体制的优势，坚持构建自主可控、兼容已有成熟生态的第二生态，充分利用丰富应用场景拓展产业生态边界，主动围绕未来产业布局优势产业生态，积极融入全球创新生态和国际化产业生态。
微纳电子静电打印：原理、工艺及应用
摘要：随着电子器件向小型化、集成化、多功能化方向发展，传统电子制造技术在制造精度、材料适应性、工艺灵活性等方面暴露出局限性，而静电打印技术已发展为微纳电子增材制造的一种新手段，故综述了微纳电子静电打印的技术原理、材料工艺及潜在应用。首先，阐述该技术的基本原理，着重介绍了微滴喷射、泰勒锥射流两种打印模式；接着，探讨金属纳米材料油墨、金属前驱体油墨和液态金属等不同电子材料的静电打印工艺特点和适用范围；最后，总结该技术在微纳电路、柔性电子、曲面电子及生物传感等领域的最新应用研究，并展望其未来研究方向，以促进静电打印技术在微纳电子领域的技术发展。
石墨烯复合材料在超级电容器中的研究进展
摘要：超级电容器因其体积比传统电容器更小、更快的充放电过程以及更长的循环使用寿命而受到了储能行业的普遍重视.超级电容器是一种高级的能量储能装置,它利用电极和电解质之间的双层电荷分布来储存能量,具有无污染、可持续发展等的优势.其中最熟悉的石墨烯材料应用最广泛,并发挥重要作用.概述了石墨烯的历史、制造技术,并对最近几年石墨烯与其他材料在超级电容器中的应用进行了回顾和展望.
