宽禁带半导体碳化硅IGBT器件研究进展与前瞻

摘要:碳化硅(SiC)宽禁带半导体材料是目前电力电子领域发展最快的半导体材料之一。绝缘栅双极晶体管(IGBT)是全控型的复合器件,具有工作频率高、开关损耗低、电流密度大等优点,是高压大功率变换器中的关键器件之一。但SiC IGBT 存在导通电阻高、关断损耗大等缺点。针对上述挑战,对国内外现有的新型SiC IGBT 结构进行了总结。分析了现有的结构特点,结合新能源电力系统的发展趋势,对SiC IGBT的结构改进进行了归纳和展望。

微通道液液两相弹状流传热的研究进展

摘要:高热流密度散热是当前微电子器件高效稳定运行的关键问题,微通道液液两相流动传热技术是一种有效的解决方案。综述了微通道液液两相流型的分类,其中弹状流相比于其他流型,具有显著的强化传热传质性能,是微通道液液两相流动中的重要流态。对微通道液液两相弹状流传热的研究进展进行了整理与分析,提出了当前研究中存在的科学问题: 现有研究大多依赖于数值模拟方法,相关的实验研究相对较少; 现有的数值计算模型通常简化了实际物理问题,且大多数未与实验数据进行对比验证; 多数数值模型采用宏观数值计算方法捕捉两相界面,其对流场、温度场及界面传热传质的计算准确性仍需进一步验证; 实验研究多集中于小通道,主要测定宏观尺度的全局数据,而对微观尺度下的局部和瞬时数据的研究较为缺乏。展望了微通道液液两相弹状流传热的未来研究方向。

电子束光刻设备发展现状及展望

摘要:电子束光刻设备在高精度掩模制备、原型器件开发、小批量生产以及基础研究中有着不可替代的作用。在国外高端电子束光刻设备禁运的条件下,中国迫切需要实现高端国产化设备的突破。介绍了电子束光刻设备发展历程,列举了当前活跃在科研和产业界的3种设备(高斯束、变形束、多束)的主要厂商及其最新设备性能,并概括了国产化电子束光刻设备发展现状。通过国内外电子束光刻设备性能的对比,总结了国产化研发需要解决的关键性难题。其中,着重介绍了高端高斯电子束光刻设备国产化需要面临的技术挑战:热场发射电子枪、高加速电压、高频图形发生器、极高精度的激光干涉仪检测技术及高精度电子束偏转补偿技术。

非对称银纳米柱的光学特性及制备

摘要:提出了一种新颖的非对称银纳米柱结构,并采用时域有限差分(FDTD)法对其激发的表面等离子体共振(SPR)模式进行了数值模拟。通过磁控溅射和离子束刻蚀技术,成功制备了该单层非对称银纳米柱结构,并通过透射光谱分析其光学特性。实验结果表明,该结构对环境折射率变化敏感,在生化物质的现场快速检测中显示出巨大潜力。基于这一发现,进一步设计并模拟了双层非对称银纳米柱结构,确认了其对偏振光的高度敏感性。这些研究成果为开发新型生物化学传感器提供了重要的理论和实验基础。

柔性超级电容器电极材料制备方法研究进展

摘要:随着柔性超级电容器在可穿戴、小型化、便携式、柔性消费电子产品中的潜在应用,新材料、新加工技术和新设计得到了推广。电极材料是柔性超级电容器中重要的组成部分,其优异的性能决定了整个器件的应用。通过介绍柔性超级电容器电极材料的制备方法,总结了柔性超级电容器现阶段发展所面临的挑战,期望为制备高性能的柔性超级电容器提供参考。

TO-252 8R引线框架精密级进模设计

摘要:根据引线框架的结构特点和生产要求,分析了引线框架冲压成形工艺,设计了精密级进模,并介绍了模具结构及关键零件的设计。经实际生产验证,模具设计可靠,避免了生产问题及成形零件缺陷的产生,为高品质、高效率生产提供保障。

CVD金刚石膜应力的产生、抑制、应用及测量

摘要: 金刚石具有优异的性能, 在光学、电子器件热管理及宽禁带半导体领域有着广阔的应用前景, 被誉为终代半导体。作为光学窗口, 需要大尺寸、厚度2 mm 以上的CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积)金刚石自支撑厚膜; 在半导体散热中, 则需要4英寸(1英寸=2.54cm)以上、100μm厚的金刚石自支撑膜与GaN 等半导体材料进行键合。但由于技术限制, 大面积CVD金刚石膜的合成及应用依旧存在较大困难。一方面, 沉积过程中应力会导致金刚石膜发生破裂; 另一方面, 残余应力会导致金刚石膜发生翘曲, 键合质量变差。因此, 控制金刚石膜的应力成为目前金刚石膜规模化、大范围应用的一个关键问题。本文综述了CVD金刚石应力的分类、来源以及影响应力的各种因素, 详细介绍了抑制金刚石膜应力的措施。同时, 总结了通过人为施加应力来改善金刚石性能的研究, 包括应力改变金刚石带隙、应力提高金刚石热导率等。最后, 给出了评价金刚石应力大小的方法及理论计算公式, 并分析了未来金刚石膜应力研究的趋势。

NaCl限域调控的电极材料及在超级电容器中的应用

摘要:NaCl作为一种典型的离子型化合物,溶解或熔融后能展示出较高的离子导电性, 在水、甘油等溶剂中溶解度较高,并且廉价易得. 凭借这些重要的物理化学特性, NaCl逐渐受到研究人员的青昧。主要综述了近年来NaCl在电极材料调控方面的研究进展,重点介绍了NaCl模板法及熔盐法制备电极材料新技术,详细分析了NaCl对电极材料结构、形貌的调控机制,及辅助冷冻干燥技术、溶胶凝胶技术、单一熔盐法、混合熔盐法相关技术策略的特点和优势。最后,分析了相关技术走向工业化应用所面临的挑战和困难,并对未来的发展进行了展望。

高性能固态超级电容器:钴镍双金属硫化物负载的石墨烯气凝胶电极

摘要:固态超级电容器具有比液体电解质基的超级电容器安全性高,易于集成的优势,但它在实际应用中仍受到电极结构不稳定和高电容存储能力的限制。本文设计以三聚氰胺泡沫(MF) 作为氧化石墨烯(GO) 和Co2+、Ni2+离子浸渍的载体,利用MF 多孔网络骨架、GO 中含氧官能团负电荷与带正电金属离子产生的静电相互作用,经水热反应制得被褶皱GO 包覆“类海胆状”Ni−Co 前驱体负载的MF 泡沫,后经碳化和硫化过程产生了纳米NiCo2S4 颗粒均匀分散的多孔NiCo2S4/石墨烯气凝胶/三聚氰胺泡沫(GM) 气凝胶材料。得益于NiCo2S4 丰富的电化学位点、石墨烯较大比表面积和优异导电性的协同作用,加速了电解质的快速渗透,加快了OH−扩散和Ni2+/Co2+离子与OH−之间氧化还原反应过程中的电子/离子转移速率,使得所制备NiCo2S4/GM电极在电流密度为0.5 A·g−1 时,比电容高达2 515.3 F·g−1 且具有较高的倍率和循环稳定性能。用KOH/聚乙烯醇凝胶电解质构建的NiCo2S4/GM//活性炭(AC) 固态超级电容器功率密度为14.9 W· kg−1 时能量密度可达51.6 W·h·kg−1,循环10 000 次后其比电容保持率为93.5%。该研究制备的石墨烯气凝胶均匀负载纳米NiCo2S4颗粒是一种性能优异电极材料,且具有良好的实际应用前景。

基于有机场效应晶体管的柔性传感器: 材料、机制与应用

摘要:有机场效应晶体管是一种优良的传感器载体, 具有丰富的传感机制和独特的电信号放大特性. 有机半导体具有质量轻便、机械柔性、可溶液加工、分子结构可调等优点, 适于制备低成本、大面积、多功能的柔性传感活性层. 基于有机场效应晶体管的各类柔性传感器已经广泛应用于智能穿戴、电子皮肤、生物检测、环境保护等领域. 本文总结了近年来柔性有机场效应晶体管传感器的研究进展, 从材料、机制和应用三个层面出发, 介绍有机半导体传感材料的设计原则、有机场效应晶体管的传感机制及其在化学、物理、生物领域的应用. 最后,总结了有机场效应晶体管传感器的研究现状和现存问题, 展望了有机场效应晶体管柔性传感器的未来发展方向.