摘要：多孔炭电极的表面改性与优化是实现超级电容器优异性能的关键。本文以煤化学工业的固体副产物为碳源，利用二维层状双氢氧化物（MgAl-LDH）的刚性约束作用耦合KOH 活化工艺成功制备了二维富氧多孔炭纳米材料（OPCN）。系统研究了炭化温度对OPCN 样品微观结构和表面特性的影响，通过SEM、TEM、氮气吸脱附测试以及元素分析等表征手段对炭材料的结构/组成和表面特性进行分析表明，经700 °C 炭化获得的炭材料样品（OPCN-700）具有较高的氧质量分数（24.4%）和大的比表面积（2 388 m2 g−1），并表现出良好的润湿性。同时，OPCN-700 样品丰富的微孔和二维纳米片结构为电解质离子提供了有效的储存和传输途径。作为超级电容器的电极材料，在电流密度为0.5 A g−1 时，其比电容高达382 F g−1，并呈现出优异的倍率性能和循环稳定性。该技术策略为富氧原子掺杂二维多孔炭材料的可控制备与水系储能器件的设计构建提供了新思路。

摘要：碳化硅（SiC）材料具有极为优良的物理、化学及电学性能，可满足在高温、高腐蚀等极端条件下的应用，碳化硅还是极端工作条件下微机电系统（MEMS）的主要候选材料，成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的热点。同时，碳化硅有与硅同属立方晶系的同质异形体，可与硅工艺技术相结合制备出适应大规模集成电路需要的硅基器件，因此用硅晶片作为衬底制备碳化硅薄膜的工作受到研究人员的特别重视。本文综述了近年来国内外硅基碳化硅薄膜的研究现状，就其制备方法进行了系统的介绍，主要包括各种化学气相沉积（Chemical vapor deposition，CVD）法和物理气相沉积（ＰPhysical vapor deposition，PVD）法，并归纳了对硅基碳化硅薄膜性能的研究，包括杨氏模量、硬度、薄膜反射率、透射率、发光性能、电阻、压阻、电阻率和电导率等，以及其在微机电系统传感器、生物传感器和太阳能电池等领域的应用，最后对硅基碳化硅薄膜未来的发展进行了展望。

摘要:针对生长态碲锌镉晶体缺陷密度大和电学性能无法满足室温核辐射探测器的制备要求等问题,研究了铟碲共掺杂退火对碲锌镉晶体碲夹杂和电学性能的影响。利用分子动力学方法模拟了不同温度下铟原子在碲锌镉晶体中的扩散过程,获得了铟原子的扩散系数表达式,计算了铟原子扩散至碲锌镉晶体所需理论时长,在此基础上开展了铟碲共掺杂退火实验,进一步优化了退火工艺。实验结果表明,铟碲共掺杂退火70 h的碲锌镉晶体碲夹杂密度下降至27.61mm-2,体电阻率接近1011Ω·cm、漏电流低于4 nA(400V),电学性能达到核辐射探测器应用要求。

摘要：微波介质陶瓷作为微波电路中的电介质，是现代通信技术中的关键基础材料，广泛应用于通信、导航、雷达、卫星等领域。本文在分析国内外微波介质陶瓷及产业发展现状的基础上，剖析了当前我国微波介质陶瓷发展面临的问题，提出了涵盖发展目标、发展思路、重点发展方向以及发展路线图的微波介质陶瓷产业体系自立自强发展战略。为促进微波介质陶瓷的发展，实现我国微波介质陶瓷产品由中低端为主向高端型升级转变，突破高性能微波介质陶瓷制备技术及上游高纯原材料的自主化生产技术，建议加强微波介质陶瓷的基础研究和应用研究、强化重点微波通信领域的创新研发、积极布局第六代移动通信用介质陶瓷和加强产业生态建设。

摘要：随着高速光通信、智能光计算和灵敏光探测等领域的快速发展，光子集成系统正成为重要发展趋势，其对于单元器件性能、系统集成度和可拓展性提出了更高的要求。多材料体系三维集成技术突破了传统单一材料体系的器件性能限制以及二维加工与集成技术的面积与集成度限制，有望实现高速率、高效率、高密度以及低功耗的新型光电集成系统。本文围绕三维堆叠技术和飞秒激光加工技术这两类主要的多材料体系三维集成光波导技术，首先介绍了基于层间耦合器的三维光学耦合技术与三维集成光波导器件，然后介绍了基于三维堆叠技术的光电融合集成器件（光发射机/接收机、波分复用收发器、光互连模块），进一步介绍了基于飞秒激光直写技术的三维集成光波导器件（偏振复用器、模式复用器、扇入/扇出器件、拓扑量子器件）。这些三维集成技术为提升系统性能、提高系统集成度以及降低系统功耗提供了有效的解决方案，从而在先进光通信和光信号处理等领域具有广泛的应用前景。

摘要：电化学传感器作为传统传感器的一种，具有效率高、响应性好和灵敏度高等优点。而柔性电化学传感器具有这些特点的同时，凭借其优异的柔韧性、拉伸性、可折叠性和电化学稳定性，被广泛应用于医疗卫生、环境监测和食品安全等方面。此外，该类传感器还具有方便携带、成本较低、灵敏度高和选择性好等特点。本文立足于柔性传感器活性材料的选择，从无机材料、有机材料、酶和天然材料入手，通过分析与总结近几年的研究成果，介绍材料的选择对电化学传感器性能的影响，重点阐述了不同材料在柔性电化学传感器方面的制备及应用，表明柔性电化学传感器在生产生活中发挥着不可替代的作用。最后对现阶段柔性传感器的研究应用存在的问题与挑战进行总结，并对其未来发展方向进行展望。

摘要：高动态稳定人体电生理监测在智能可穿戴健康监测、心血管疾病临床诊断、神经系统疾病治疗以及智能人机交互等领域具有广阔的应用前景。作为人与外部环境的信号交互桥梁, 皮肤电极可贴合于皮肤表面, 以无创的方式监测和采集各种电生理信号, 成为高动态稳定电生理监测的理想平台。从材料角度出发, 皮肤电极的高动态稳定性决定于基底材料的高粘附性和可拉伸性。因此, 如何通过高分子结构的合理设计制备高粘附可拉伸高分子材料, 构筑高度共形粘附于人体皮肤表面的电极, 从而实现高动态稳定人体电生理监测, 是柔性智能健康监测领域的重要研究方向。本文总结了本课题组近年来在高粘附可拉伸高分子材料制备及其在高动态稳定人体电生理监测应用方面的研究进展, 并讨论了高粘附可拉伸高分子材料在下一代柔性智能健康监测领域面临的机遇和挑战。

摘要：近年来，基于碳材料的柔性应变/压力传感器发展迅速，在临床疾病诊断、健康监测、电子皮肤和软机器人等智能可穿戴领域内具有广阔的应用前景。本文综述了基于碳纳米材料和生物衍生碳材料的柔性应变/压力传感器的制备方法和性能特征。根据碳材料的维度和结构特点，可将传感器划分为三大类型：一维纤维/纱线型、二维薄膜/织物型和三维多孔/网络型。本文还重点评述了不同维度碳基柔性传感器的研究进展和存在的问题。未来柔性传感器的发展重点将聚焦于新型结构设计、综合性能提升和多模式功能化应用。

摘要：碳点(carbon dots, CDs)作为一种具有优良生物相容性、低毒性和表面功能可调的新型碳基纳米材料, 在生物传感领域具有极大的应用潜力。本文对碳点的生物效应、发光性质及其发光机理进行了简述,并根据传感机制的不同, 将CDs在生物传感领域的应用分为荧光(fluorescence, FL)传感器、电致发光(electrochemiluminescence,ECL)传感器以及化学发光(chemiluminescence, CL)传感器三类进行综述。最后分析了CDs目前在生物传感器领域应用中存在的问题, 并对其发展进行了展望。

摘要：作为可穿戴电子器件的重要分支，柔性压力传感器在人机交互、健康监测等方面具有广阔的应用前景。随着新型材料与新的器件制备策略的不断开发，柔性压力传感器的力学与电学性能不断被优化以适应不同的应用需求。相较于其他传感器，电容式柔性压力传感器具有灵敏度高、功耗低、响应快的优势。电容式柔性压力传感器的性能优化主要通过改变器件的结构参数来实现，如电极有效正对面积、电极间距、有效介电常数等。主要方法策略包括新型纳米材料的应用、新型微结构设计和新型复合材料的开发。主要优化原理有四种：（1） 通过改变电极表面粗糙度来改变电极有效正对面积；（2）在电极或介电层中引入空气层以降低弹性模量；（3）在介电层中引入空气或高介电常数材料来改变有效介电常数；（4）通过复合材料在介电层中形成微电容以改变总体电容变化。在电容式柔性压力传感器的性能优化研究中存在一个共性问题，即高灵敏度与宽检测范围之间总是存在一种制约关系。在一定压力范围内，尤其是低压范围，灵敏度提升往往会使器件较易达到压缩饱和而使检测范围有限，即线性度较差。近年来，研究者们着眼于高灵敏度与宽检测范围之间的制约问题，对介电层的梯度结构设计及混合响应机制进行探索，取得了丰硕的成果，在保证高灵敏度的前提下大幅提升了器件的检测范围。然而，迟滞、稳定性及阵列优化仍是电容式柔性压力传感器面向实际应用时存在的问题。本文系统归纳了电容式柔性压力传感器的性能优化原理，分别对电极和介电层的结构设计与材料优化方法进行了介绍，分析了电容式柔性压力传感器在性能优化研究中面临的难题，并进行了展望，以期为设计和制备满足应用需求条件的高性能柔性压力传感器提供参考。