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半导体纳米晶体的冷等离子体合成: 原理、进展和展望

半导体纳米晶体的冷等离子体合成: 原理、进展和展望

摘要：冷等离子体已发展成为纳米材料合成领域的重要技术途径. 无需化学溶剂和配体, 冷等离子体为高品质半导体纳米晶体的生长提供了独特的非热力学平衡环境: 等离子体中的高能电子与纳米颗粒碰撞使得纳米颗粒带电, 可降低或消除纳米颗粒之间的团聚; 高能表面化学反应能够选择性地将纳米颗粒加热到远超环境气体温度的温度; 气相中生长物和固相纳米颗粒表面结合物之间化学势的巨大差异, 有利于实现纳米晶体的超高浓度掺杂. 本文综述了冷等离子体合成半导体纳米晶体的研究现状, 详细讨论了冷等离子体中纳米颗粒形核、生长和晶化的基本原理, 总结了冷等离子体在单元素、化合物和复杂核壳结构纳米晶体方面的研究进展, 特别强调了冷等离子体在纳米颗粒尺寸、形貌、结晶状态、表面化学和组分等性能调变上的技术优势, 概述了超掺杂纳米晶体呈现的新颖物性, 展望了冷等离子体技术在纳米晶体合成领域的应用前景.
光电 2025年01月16日
柔性可穿戴碲化铋基热电器件的研究进展

柔性可穿戴碲化铋基热电器件的研究进展

摘要：随着全球能源的消耗加剧，热电器件的开发应用成为解决能源消耗问题的有效途径之一，其中，碲化铋(Bi2Te3) 基柔性热电器件因在可穿戴领域逐步实现应用，得到了学界和业界的广泛关注。然而，受其材料成本较高、刚性结构等多方面因素的限制，Bi2Te3 基柔性热电器件难以在保持高效热电性能的同时，实现柔性可穿戴化应用。本文系统地阐述了当前Bi2Te3 基柔性热电器件在材料复合与柔性结构设计上的研究进展，特别是在柔性结构设计上，涵盖了块状、膜类及纱线型3 种结构。最后，总结分析了Bi2Te3 柔性热电器件未来可能面临的挑战与发展趋势，以期促进热电器件在可穿戴领域实现广泛应用。
光电 2024年10月30日
阿秒光源产生和发展趋势

阿秒光源产生和发展趋势

摘要：极紫外阿秒光源具有极短的脉冲宽度和高光子能量，因此具有超高的时间和空间分辨能力，广泛应用于原子分子物理、凝聚态物理，乃至化学和生物学研究中。目前阿秒光源的脉冲宽度已经突破了50 as，最高光子能量也突破了水窗波段。介绍了阿秒光源的产生及产生过程中相位匹配的原理，论述了孤立阿秒脉冲产生和选通方法；回顾了阿秒光源的发展历程，梳理了阿秒光源在基础物理研究中的应用；展望了未来的阿秒光源将朝向具有更高光子能量、更短脉宽、更高单脉冲能量、更高光子通量和更高重复频率的方向发展；上述参数的不断提高在应用研究中具有重要意义。总结了目前国内外的阿秒光源装置，并指出建设大型阿秒装置，实现高性能的阿秒综合实验是未来重要的发展方向。
光电 2025年12月30日
纳米继电器

纳米继电器

摘要:当前微机保护将传统物理继电器抽象为继电保护算法逻辑，以软件实现继电器功能，其顺序执行、串行处理的程序调用方式难以适应新型电力系统故障态下电力电子设备继电保护微秒级动态响应特性要求。为此，提出基于芯片内纳米级电路构建的快速继电保护基础元件——纳米继电器，发明了专用纳米继电器IP(intellectualproperty)核硬件电路，代替现有微机保护串行算法，通过并行处理提高继电保护的处理能力和动作速度。设计特殊指令加速和多路指令集并发的架构，突破软件中断响应处理限制，以IP 核的方式实现算法的固化封装，实现算法和逻辑的分离。给出纳米继电器的结构、功能分类以及处理模式与应用场景，分析纳米继电器的关键技术，并与传统继电器进行比较，阐述将其集成于保护装置的工程应用，最后展望纳米继电器未来的研究方向。
光电 2024年03月05日
光学超晶格:从体块到薄膜

光学超晶格:从体块到薄膜

摘要:光学超晶格是一种基于准相位匹配技术的非线性光学材料。通过铁电畴工程研制出不同微结构的光学超晶格,可以实现高效灵活的非线性频率转换,并对光场进行多维调控。光学超晶格的基质材料,经历了从体块到薄膜的发展,伴随着两种材料体系超晶格制备技术的突破,催生了激光变频技术、非线性光场调控和多功能集成光量子芯片等重要应用。
光电 2024年10月16日
机电转化纤维及自供能可穿戴纺织器件

机电转化纤维及自供能可穿戴纺织器件

摘要:随着智能电子设备的迅猛发展, 人们对柔性、可穿戴的自供能系统的需求日益增长. 机电转化纤维(mechano-electric conversion fibers, MECFs)凭借其卓越的能量转换能力, 成为实现这一目标的关键技术. 本文综合评述了MECFs的基本原理、制备技术、结构分类以及在自供能可穿戴纺织器件中的应用, 并对未来的发展趋势进行了展望. MECFs依赖于摩擦电效应进行能量转换, 该效应主要通过摩擦起电和静电感应两个步骤实现. 制备技术是影响MECFs规模化生产的关键因素, 本文特别介绍了几种常见的制备方法, 包括静电纺丝、纺纱、湿法纺丝和熔融纺丝. 根据编织结构, MECFs可分为一维纤维器件、二维纺织器件和三维纺织器件. 在可穿戴电子设备领域, 能源供应问题一直是限制其发展的瓶颈. MECFs直接将机械能转换为电能, 为解决这一问题提供了创新的解决方案.MECFs还可以以自供能的形式进行传感, 极大地扩展了可穿戴设备的使用场景和应用潜力. MECFs研究正处于快速发展阶段, 未来的研究需要进一步优化材料性能, 提升能量转换效率, 与现有电子系统集成, 实现更智能、更灵活的可穿戴设备.
光电 2025年12月22日
纳米银导电墨水的制备及其在高精度柔性电路打印中的应用

纳米银导电墨水的制备及其在高精度柔性电路打印中的应用

摘要：分别以银纳米颗粒和银纳米线为导电组分，以BYK-333为表面助剂、乙二醇为溶剂制备出2类喷墨打印型导电墨水，采用MICROPLTTERI型微纳米沉积系统在柔性透明基底上打印了导电线路，研究了打印工艺、热烧结固化、封装等对2种打印电路的导电性、耐候性和抗弯折等性能的影响。结果表明，打印机喷头口径和墨水与基底接触角是决定导电电路线宽精度的关键因素，热烧结处理可以提高银纳米颗粒柔性电路的导电性，在160℃烧结30min时，电阻率下降到16.4μQ·cm，在空气中放置90d后保持导电性能不变，1000次弯折后电阻率上升12.4%；随着打印次数增加，银纳米线打印电路的导电性不断增加，打印9次得到的打印直线单位电阻为88.92/cm，而随着烧结温度和时间的增加电路导电性下降，PDMS封装可以极大地提高打印电路的稳定性，在空气中放置90d或弯折1000次后导电性能保持不变，表明基于银纳米材料导电墨水及微纳米沉积系统可以实现高性能和高精度柔性电路的稳定打印。
光电 2024年01月22日
薄膜铌酸锂光电器件与超大规模光子集成

薄膜铌酸锂光电器件与超大规模光子集成

摘要：近年来，薄膜铌酸锂光子集成技术发展极为迅速，其背后有着深刻的物理、材料、技术原因。单晶薄膜铌酸锂为解决光子集成芯片领域长期存在的低传输损耗、高密度集成以及低调制功耗需求提供了至今为止综合性能最优的解决方案。面向未来的新一代高速光电器件与超大规模光子集成芯片应用，本文回顾了薄膜铌酸锂光子技术的起源及其近期的快速发展，讨论了若干薄膜铌酸锂光子结构的加工技术，并展示了一系列当前性能最优的薄膜铌酸锂光子集成器件与系统，包括超低损耗可调光波导延时线、超高速光调制器、高效率量子光源，以及高功率片上放大器与片上激光器。这些器件以其体积小、质量轻、功耗低、性能好的综合优势，将对整个光电子产业产生难以估量的影响。
光电 2024年09月29日
石墨烯基材料在电磁屏蔽领域的研究进展

石墨烯基材料在电磁屏蔽领域的研究进展

摘要：通信技术在为人类的生活带来便利的同时，其产生的电磁辐射对社会安全、人体健康产生的危害也受到了社会各界的广泛关注，宽屏蔽范围、高吸收效率和高稳定性的电磁屏蔽材料逐渐成为研究热点。石墨烯是一种导电性高、比表面积大且可调控性高的轻质材料，可有效实现电磁衰减，保护精密电子设备和人体健康，在电磁屏蔽领域具有广阔的应用前景。本综述从电磁屏蔽的基本原理与石墨烯基材料的结构特性角度，阐述了石墨烯及其衍生物的电磁屏蔽特点，总结了结构调控以及表面异质化、复合化策略在电磁屏蔽领域的应用。结构调控有利于提高石墨烯基材料对电磁波的吸收损耗和多重反射损耗；表面异质化和复合化策略有利于提高石墨烯基材料的界面极化和磁特性，从而加强对电磁波的吸收损耗和磁损耗。总结了石墨烯基电磁屏蔽材料的改性方法，旨在为开发新一代绿色、轻薄、高屏蔽带宽的电磁屏蔽材料提供启发，指明石墨烯基电磁屏蔽材料的未来发展方向。
光电 2025年01月09日
电子封装铜键合丝的研究进展

电子封装铜键合丝的研究进展

摘要：无论是先进封装还是功率封装，高电流密度和更高服役温度将是电子封装的主要趋势。本文综述了当前主流的纯铜、铜合金及镀钯铜键合丝的研究进展，提出利用金、银固有的键合优势开发金包铜、银包铜新型双金属或多金属键合丝材料；通过键合丝进给系统辅热，可以在软化键合丝的同时降低键合的下压力；开发飞秒激光−热声键合新装备，以实现键合丝快速、微区加热，从而降低铜键合丝氧化和硬度。键合丝是集成电路等半导体封装的关键性材料，低成本、高导热的铜键合丝具有明显的优势，势必继续抢占键合丝的市场份额，需加强对大电流、高温及多物理场等极端条件下铜键合丝电迁移、热迁移的可靠性研究，多方协同推动国产化铜键合丝的研究与应用。
光电 2026年01月29日