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氧化钨多彩电致变色研究进展

氧化钨多彩电致变色研究进展

摘要：电致变色材料是一类在外加电场作用下可逆改变光学属性的智能材料，广泛应用于智能调光玻璃、显示器、储能器件等领域。氧化钨作为电致变色材料的典型代表，因其具有高光学调制率、良好的循环稳定性等优点而备受关注，但传统氧化钨电致变色器件色彩调制单一，难以满足多彩显示和美学需求。近年来，基于结构色的多彩电致变色研究取得重要进展，为氧化钨色彩调控提供了新思路。本文梳理了基于颜色混合与光学谐振腔策略的氧化钨多彩电致变色材料与器件的研究进展，重点分析其色彩调控机制与性能优化方法。通过构建谐振腔结构，氧化钨电致变色电极实现了丰富色彩的动态调制，展现出在显示、智能伪装与可视化储能等领域的应用潜力。最后，本文总结了当前技术挑战并展望了未来发展方向，旨在为相关研究提供理论支持与技术参考。
光电 2026年04月29日
单组分双波段电致变色材料及器件的研究进展

单组分双波段电致变色材料及器件的研究进展

摘要：双波段电致变色器件可以选择性调控可见光和近红外波段透过率，在最大限度利用自然光照的同时有效阻隔太阳辐射热，从而显著降低建筑在照明和空调系统的能耗。相较于传统复合型电致变色材料，单组分双波段电致变色材料因其制备工艺简单和优异的电致变色性能，使其在建筑节能窗和汽车天幕领域展现出巨大的应用前景，也成为了电致变色领域的研究热点。最近开发了各种具有高电致变色性能的单组分双波段电致变色材料，为双波段电致变色应用的发展做出了重大贡献。本文系统地介绍和讨论了单组分双波段电致变色材料及器件的最新研究进展，并对该领域当前面临的关键科学问题与主要技术挑战进行了深入分析，最后对未来发展方向提出了建设性展望。
光电 2026年04月29日
聚酰亚胺带隙宽度调控策略及介电应用研究进展

聚酰亚胺带隙宽度调控策略及介电应用研究进展

摘要：聚酰亚胺（PI）作为一类主链含有π共轭酰亚胺环的高性能聚合物材料，其带隙大小是直接影响材料热稳定性、光电性能、介电性能等性能的关键因素之一，而常规PI分子结构中供电性二胺基元与吸电性二酐基元决定其带隙值处于3.0 eV附近，并直接影响其在高温储能、高频通讯、电绝缘等领域中的表现。由于PI优异的结构可设计性，PI的带隙可通过调控单体组合/链段结构/空间结构来调节，进而可以对PI的上述性能进行优化。本文根据近年来报道的PI带隙调控的主要研究进展，分别从聚合物结构和调整聚合工艺的角度阐述了PI带隙调控的主要策略，并以其在介电储能领域的应用为例，讨论了PI带隙调控中所面临的难点问题。最后，根据PI带隙调控的研究现状探讨了其未来的发展方向。
光电 2026年04月28日
新环保绝缘气体应用于高压电气设备的研究进展

新环保绝缘气体应用于高压电气设备的研究进展

摘要：本文综述了国内外关于新环保绝缘气体的研究进展，重点围绕国际主流推广的全氟异丁腈（C4F7N）气体及其在电气设备中的应用，总结了C4F7N混合气体的间隙、沿面绝缘特性并提出了相关设备绝缘的设计依据，分析了其在不同工况下的分解特性与气-固相容性评价指标，介绍了C4F7N及其混合气体灭弧性能的研究进展和系列环保设备的研发及应用情况，为当前阶段SF6电气设备环保化升级提供理论参考。同时指出目前国内外仍在开展性能优异的新环保绝缘气体研发攻关，为绿色低碳电网建设提供技术支撑。
光电 2026年04月27日
多孔石墨烯薄膜结构优化及其电容性能研究

多孔石墨烯薄膜结构优化及其电容性能研究

摘要：目的解决多孔石墨烯薄膜作为电极时离子传输受阻碍的问题。方法提出一种先将石墨烯前驱体预碳化处理，随后利用多步激光刻蚀方法来优化所制备的多孔石墨烯薄膜结构的方法，对石墨烯薄膜的表面形貌、晶体质量、湿润性和电化学性能进行表征，并探索其在电化学储能器件中的应用。结果将石墨烯前驱体在300 ℃的温度下预碳化处理2 h 后，可以使其在后续的激光刻蚀处理中形成具有稳定结构的石墨烯薄膜材料，这与预碳化导致前驱体中的有机小分子分解，使内部交联程度更高有关，从而在CO2 激光的重复作用下保持良好的基底稳定性。拉曼光谱的分析结果表明，预碳化处理后的样品在激光重复刻蚀的过程中可以对石墨烯结构优化过程进行直接观测，且在温度300 ℃下处理后具有更宽的演化范围。SEM 扫描电子显微镜的表征结果显示，300 ℃预碳化后前驱体衍生的石墨烯薄膜具有典型的三维网络多孔结构，形成天然的离子传输通道。此外，电阻行为分析结果表明石墨烯薄膜具有一定程度的晶体缺陷能获得更优异的离子传输能力，促进电化学反应的发生，在1 mol/L 的H2SO4 电解质中面积比电容为124.6 mF/cm2，将其组装成微型电化学储能器件后也保持了优异的储电能力和循环稳定性。结论通过优化多孔石墨烯薄膜的结构来解决离子传输问题，进而获得显著提高的电化学性能，为制备兼具高储电能力和优异稳定性的电极材料提供了设计思路。
光电 2026年04月24日
三维石墨烯晶体膜可控制备策略及其超级电容器的应用

三维石墨烯晶体膜可控制备策略及其超级电容器的应用

摘要：三维石墨烯晶体膜具有高晶体质量、大比表面积和高导电性，成为理想的碳基超级电容器的电极材料。然而，传统石墨烯电极材料受限于表面活性位点数量和宏观尺度下的电化学体积效应，难以达到理论性能。为此，重点介绍通过高能束流（如CO2 激光和高能电子束）诱导技术制备宏观厚度的三维石墨烯晶体膜，并探讨其修饰与复合方法。在此基础上，详细阐述CO2 激光和高能电子束制备三维石墨烯晶体膜的基本原理及其可控制备策略。采用CO2 激光，通过调节激光参数和前驱体材料，能够实现石墨烯晶体膜的厚度调控和结构优化。高能电子束具有高穿透力和低反射特性，能够在宏观尺度下制备均匀的三维石墨烯薄膜。此外，还介绍了通过非金属原子掺杂、金属氧化物和导电聚合物复合等方法，进一步提升三维石墨烯晶体膜的电化学性能等方面的研究内容。在超级电容器应用中，三维石墨烯晶体膜表现出优异的体积比电容和循环稳定性，具有广阔的应用前景。然而，随着厚度的增加，三维石墨烯晶体膜的体积效应和离子传输效率等问题仍需解决，提出通过构筑梯度孔道和优化孔隙结构来增强离子传输能力的解决方案。最后展望了三维石墨烯晶体膜在商用超级电容器中规模化应用的机遇与挑战。
光电 2026年04月23日
CVD金刚石薄膜与涂层制备技术及关键领域应用研究进展

CVD金刚石薄膜与涂层制备技术及关键领域应用研究进展

摘要：金刚石因其优异的理化性质，在众多领域都有着广阔的应用前景，化学气相沉积则是金刚石薄膜与涂层常用的制备技术之一。详细阐述了CVD 金刚石的生长机理，包括气体输送与活化、表面吸附与分解、成核与生长等过程。介绍了多种CVD 金刚石制备技术，如热丝化学气相沉积、微波等离子体化学气相沉积和直流等离子体增强化学气相沉积，并对其原理与特点进行了比较。在工艺调控方面，分析了气源体系选择、沉积参数调控等对金刚石膜质量和性能的影响。通过优化碳源气体种类、浓度、反应气氛以及沉积气压和温度等参数，可以显著提升金刚石膜的生长速率和质量，精准调控这些参数是实现高质量金刚石生长的关键。在应用方面，阐述并分析了金刚石薄膜在量子技术、光学、能源领域，以及金刚石涂层在机械加工、生物医学、航天领域的应用场景。尽管CVD 金刚石技术已实现多领域突破应用，但其仍面临规模化生产、长期生物安全性验证及复杂工况性能优化等挑战。未来研究将聚焦多功能涂层开发、低成本制备、生物安全性验证及极端环境性能突破，进一步攻克大尺寸单晶生长、低温高质量沉积及智能化工艺控制等关键技术，以满足高端制造与科技发展需求。
光电 2026年04月23日
碳化硅辅助增效化学机械抛光材料去除机理研究进展

碳化硅辅助增效化学机械抛光材料去除机理研究进展

摘要：碳化硅具有优异的物理和化学特性，是典型的第三代半导体材料。但碳化硅具有高硬度和化学惰性，导致其精密抛光加工面临材料难去除、表面易损伤和加工成本高等问题，无法满足高效低损伤平坦化加工的迫切需求。目前，化学机械抛光是实现碳化硅衬底全局平坦化的关键技术，但碳化硅化学机械抛光及其辅助增效的研究主要注重实验和技术方法开发，而在其化学反应和机械去除过程中材料去除机理的深层次研究方面存在一定的不足。针对碳化硅典型的晶型结构特点，简述了不同晶型结构的碳化硅材料性能差异，以及材料特性对抛光去除的影响；综述了碳化硅化学机械抛光的原理、材料去除机理及其微观去除机制；分析了几种较为典型的辅助增效化学机械抛光技术，揭示了碳化硅在多能量场耦合作用下的材料去除机理，以及多能量场的耦合效应对其抛光过程中机械作用和化学反应的促进作用。并展望了提高碳化硅抛光材料去除率和表面质量的未来发展方向，以期为碳化硅的高效高质量、低损伤、低成本加工提供新的研究方法和思路。
光电 2026年04月22日
CVD多晶金刚石膜的生长技术与热导率优化研究进展

CVD多晶金刚石膜的生长技术与热导率优化研究进展

摘要：系统综述了化学气相沉积（CVD）技术在多晶金刚石膜生长与热导率优化领域的研究进展，聚焦大尺寸制备技术突破及热性能调控机制。通过对比热丝化学气相沉积（HFCVD）、微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）、直流热阴极化学气相沉积（DC-HC CVD）及直流电弧等离子体喷射化学气相沉积（DC arc jet CVD）等主流方法的工艺特点，揭示了各类技术在大尺寸金刚石膜制备中的优势与局限性。研究指出，大尺寸金刚石膜的制备需结合反应器设计创新、等离子体激发模式优化及多参数协同调控，以实现高效、均匀的规模化生产。在热导率优化方面，研究系统分析了晶粒尺寸、膜厚、晶面取向及残余应力等多因素的协同作用。通过优化晶粒尺寸与膜厚的匹配关系，显著降低了晶界密度对声子传输的散射效应，从而提升整体热输运效率。工艺参数中，碳源浓度、温度与功率的精准调控对晶粒形貌与结晶质量具有决定性影响，晶面取向的择优生长可进一步强化热导率优势。动态磁场辅助、基团比例调控等创新方法为晶面定向生长提供了新路径。残余应力问题则需通过衬底选择、界面预处理及结构设计等策略综合缓解，以降低晶格畸变对热性能的负面影响。为高性能金刚石热管理材料的开发及高功率电子器件的散热应用提供了理论框架与技术参考。
光电 2026年04月22日
集成电路芯片锡基微凸点电迁移：从物理本质到可靠性提升

集成电路芯片锡基微凸点电迁移：从物理本质到可靠性提升

摘要：随着先进封装技术向微型化、高性能方向发展，集成电路芯片锡基微凸点的直径持续减小至微米尺度，通过单个凸点的电流密度随直径减小呈平方增加，其电迁移行为与机理研究对集成电路芯片互连可靠性评估与设计具有重要价值。本文归纳分析了芯片互连微凸点(焊点)电迁移现象的物理本质、主要影响因素和研究方法；系统综述了微焊点固-固电迁移过程中的极性效应、反极性效应和两相分离等电迁移行为特征与液-固电迁移过程中原子迁移、相析出和相溶解等电迁移行为特征；梳理评价了电迁移寿命的评估模型及修正模型；最后阐明了微焊点电迁移可靠性提升的方法，并展望了集成电路芯片互连锡基微凸点电迁移未来的研究方向和可靠性分析方法。
光电 2026年04月21日