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柔性电子材料与器件在可穿戴传感领域的发展现状、挑战与创新策略

柔性电子材料与器件在可穿戴传感领域的发展现状、挑战与创新策略

摘要：可穿戴材料与器件正朝着柔性、轻薄、无感、智能化和可长期佩戴等方向发展，以满足人体生理心理等个性化需求。这一趋势为运动健康监测领域带来了革新，并得到了学术界和工业界的广泛关注。然而，在满足人体个性化发展需求的同时，可穿戴柔性材料与器件本身也面临着机械鲁棒性、信号稳定性、软硬接口连接和生物相容性等性能方面的挑战。因此，本文旨在从实际运动健康监测需求的角度出发，讨论构建可穿戴柔性材料与器件的材料、结构和制备工艺。同时，深入探讨了其在机械、电气和生物性能等方面所面临的主要挑战因素及其解决路径。最后，预测了未来可穿戴柔性电子材料与器件的发展方向，包括全柔性集成、机械鲁棒性的增强、信号解耦与识别的高精度化、监测的稳定性与灵敏度、快速响应性、超薄无感设计、多模态信号处理以及智能化自适应反馈等。
光电 2024年11月25日
Ar原子与石墨片层相互作用的分子动力学研究

Ar原子与石墨片层相互作用的分子动力学研究

摘要：在EUV(extreme ultraviolet)光刻机中,多层膜反射镜在暴露于高能EUV 辐射下会产生碳(C)沉积等污染,严重降低反射镜的反射率以至于降低光刻机的使用寿命。而EUV光对背景气体电离产生的EUV诱导等离子体对沉积碳有着较好的清洁作用。采用分子动力学方法对EUV诱导氩(Ar)等离子体与石墨状沉积碳的相互作用过程进行模拟,从Ar在石墨表面的吸附到大量Ar原子对石墨表面累计辐照进行研究。结果表明,Ar在石墨表面Hollow位点具有最稳定的吸附结构,当Ar在石墨表面扩散时倾向穿过C—C键中间的Bridge点向相邻Hollow点扩散。单个独立载能Ar在入射到石墨表面时会产生反射、吸附和扩散3 种现象,这主要与Ar原子入射到石墨的位点有关。而当大量Ar累计辐照石墨时,根据入射Ar 数量和能量的增多会产生多种缺陷并不断发展,使石墨层的强度大大减弱并产生物理溅射效果。
光电 2026年01月06日
二维材料引领后摩尔时代

二维材料引领后摩尔时代

摘要：二维材料因其优异的物理化学特性，在“后摩尔时代”成为集成电路、可穿戴技术、医疗监测等领域的潜力股，变成当前学术界和产业界的研究热点。介绍了后摩尔时代面临的瓶颈和挑战，以及二维材料的发展历程、制备方法以及超薄性、带隙可调和超高的迁移率，分析了二维材料在芯片、柔性传感器、能源存储、光电器件等领域的应用前景。探讨了二维材料在实际应用中面临的规模化制备、工艺复杂度高、实际测试与预期理论值差异大等问题，提出了通过新型原子催化剂、卷对卷转移技术、氢钝化等手段来弥补这些不足，探讨了二维材料的潜力。总结了发展二维材料的方向路径，强调二维材料硅基化改造、多维度创新和产业化推进的重要性。
光电 2026年02月15日
准二维蓝光钙钛矿发光二极管的研究进展

准二维蓝光钙钛矿发光二极管的研究进展

摘要：蓝光钙钛矿发光二极管（PeLEDs）是钙钛矿全彩显示和白光照明技术快速发展的核心技术瓶颈。准二维钙钛矿可利用层数调控和量子限域效应实现蓝光发射，还可借助其疏水有机配体显著提升膜层和器件的稳定性，已成为钙钛矿领域的研究热点。本综述总结了准二维蓝光PeLEDs 在组分工程、膜层工艺及器件优化方面的进展，分析了准二维蓝光PeLEDs 面临的挑战，展望了效率提升途径，并概述了未来研究方向和解决方案。
光电 2024年10月23日
先进光学超精密制造技术现状、问题与建议

先进光学超精密制造技术现状、问题与建议

摘要：随着激光核聚变、空间对地观测、深空探测、极紫外光刻等关键领域的不断发展，对高面形精度、高表面质量光学元件需求的不断增加，先进光学超精密制造技术已成为国家高端制造领域的核心支柱。文章围绕光学元件的材料制备技术、超精密成形、抛光、检测及表面处理技术等方面，阐述了国内先进光学超精密制造技术的研究现状，分析了国内该领域存在的问题及应对措施，对先进光学超精密制造技术的下一个新阶段进行了展望，希望能引发该领域研究的一些思考。
光电 2025年12月26日
光电化学金属催化研究进展

光电化学金属催化研究进展

摘要：光电化学金属催化融合了光化学、电化学以及金属催化的特性, 为高活性自由基的可控产生及选择性转化提供了新的研究思路. 光催化剂可以在电极表面得失电子形成相应的光敏剂, 避免传统光化学合成中等物质的量的氧化还原试剂的使用; 体系中的金属催化剂既可以作为电化学催化剂在电极表面上传递电子, 还可以和反应底物相互作用,控制反应的路径. 这种新型的催化策略同时利用光能和电能作为反应的驱动力, 极大地降低了反应的电极电势, 从而在温和的条件下完成常规方法难以实现的电子转移活化过程. 总结了过去几年光电化学金属催化领域取得的重要研究进展, 通过选取的典型示例以及相关的反应机理解读展示该方法的合成特点及优势.
光电 2026年02月11日
触觉传感器与电子皮肤研究进展

触觉传感器与电子皮肤研究进展

摘要：触觉传感器是机器人与环境交互的重要元件，是机器人与环境之间不可或缺的介质。近年来，触觉传感器在医疗设备、生物力学、健康监测等领域的应用成为研究热点。文中回顾了过去50年来国内外机器人触觉传感技术的研究情况及成果，介绍了不同传感机理的触觉传感器及其特点以及仿生触觉传感器电子皮肤的研究现状，指出了触觉传感器全柔性化、多功能化、自供电的未来发展方向。
光电 2024年10月08日
基于纳米铜烧结互连键合技术的研究进展

基于纳米铜烧结互连键合技术的研究进展

摘要：第三代半导体与功率器件的快速发展对封装互连技术提出了新的需求，纳米铜、银烧结互连技术因其优异的导电、导热、高温服役特性，成为近年来第三代半导体封装进一步突破的关键技术。其中，纳米铜相较于纳米银烧结具有明显的成本优势和更优异的抗电迁移性能，然而小尺寸铜纳米颗粒的制备、收集与抗氧化性都难以保证，影响了其低温烧结性能与存储、使用的可靠性。该文回顾了近年来面向第三代半导体与功率器件封装的纳米铜烧结技术的最新研究成果，分析了尺度效应、铜氧化物对烧结温度及扩散的影响，总结了键合表面纳米化修饰、铜纳米焊料的制备与烧结键合、铜纳米焊料氧化物自还原等多项技术的优势与特点，展望了烧结铜技术进一步面向产业化应用的研究方向。
光电 2025年01月13日
InP量子点发光材料：从合成到器件应用的研究进展

InP量子点发光材料：从合成到器件应用的研究进展

摘要：量子点(Quantum Dots, QDs) 作为一种新型纳米材料，具有优异的光学性质。随着研究的深入，量子点已在光电器件、生物成像、太阳能电池、显示技术等领域发挥重要作用。磷化铟(InP) 量子点因其低毒性、高光效，被视为镉基量子点的潜在替代品而受到广泛关注，其发光光谱覆盖整个可见光区域，光致发光量子产率(PLQY)、光电性能上与镉基量子点相当。然而，InP 量子点在前驱体材料、生长机制、核壳晶格匹配性等方面与镉基量子点相比存在显著差异，这些差异在一定程度上影响了其光学性能，从而制约了在显示器件中的应用。综述了InP 量子点材料及其量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes, QLED) 的发展现状。首先，系统地介绍了InP 量子点的基本特性，重点从色纯度提升和缺陷态消除等角度深入探讨了其光学性能的优化与改进。随后，详细分析了量子点结构设计(电荷传输层和界面工程) 对InP QLED 器件性能的影响，并综述了近年来InP QLED 的研究进展及其在相关领域的应用成果。最后，概述了InP 量子点体系的发展以及面临的主要挑战，并提出了对InP 量子点体系未来发展的期望，旨在为InP 量子点体系的进一步研究和应用提供启示与方向。
光电 2026年02月02日
具有超低工作电压的银纳米线阻变器件研究

具有超低工作电压的银纳米线阻变器件研究

摘要：具有高密度和自适应特性的随机银纳米线网络能够模拟神经元的复杂网络拓扑，在信息存储、选择器和神经形态计算领域中应用广泛。文章采用旋涂工艺在图像化电极衬底上制备了银纳米线器件，研究了不同银纳米线浓度和直径对其电学性能的影响，并最终实现了具有超低工作电压（0.01 V）的神经形态器件。实验结果表明，采用直径为30 nm 的银纳米线和浓度为5 wt% 的复合溶液所制备的随机网络能够实现可控的大开关比阻变行为。进一步，将该大开关比阻变行为作为器件的初始化过程，实现了银纳米线阻变器件在外加超低脉冲电压刺激作用下的可控突触可塑性行为。最后，通过对单个纳米结点中银纳米细丝的形成与断裂过程进行研究，进一步提出随机银纳米线网络在不同电刺激条件下的工作机理。本工作为新型神经形态器件中随机网络的物理实现和应用提供了新思路。
光电 2024年09月20日