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CVD金刚石膜应力的产生、抑制、应用及测量

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。
光电 2026年05月07日
NaCl限域调控的电极材料及在超级电容器中的应用

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。
光电 2024年05月14日
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

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。
光电 2026年06月26日
响应范围可调的倍增型有机光电探测器进展

响应范围可调的倍增型有机光电探测器进展

摘要：光谱响应范围反映了光电探测器可探测信号光的波长范围，决定了器件的适用场景和应用领域。倍增型有机光电探测器（PM-OPDs）有光谱响应范围可调特性，为其未来在不同场景中的高灵敏探测提供了关键支撑。本文通过介绍PM-OPDs 的工作机理，并分析调控器件光谱响应范围的方法，为光谱响应范围可调的PM-OPDs 的进一步研究工作提供实验依据和理论参考。首先，阐述了PM-OPDs 的工作机理，剖析光谱响应范围的重要影响因素。然后，分别介绍了宽响应和窄响应PM-OPDs 的研制方法。对于宽响应PM-OPDs，主要介绍了窄带隙材料甄选、三元策略、双层结构拓宽器件光谱响应范围的内在机制；对于窄响应PM-OPDs，以“载流子注入窄化”概念为核心，从材料甄选和器件结构两个维度分析了实现窄响应探测的方法。最后，梳理了光谱响应范围可调的PM-OPDs 的研究成果和进展，以挖掘提高器件性能更多潜在途径和方法。
光电 2025年07月25日
笔记本电脑外壳材料及其专利技术发展趋势简析

笔记本电脑外壳材料及其专利技术发展趋势简析

摘要: 随着国民经济的发展，网络传输速度的升级，携带方便的电子产品已逐渐成为人们连接世界的桥梁。就办公性能而言，笔记本电脑相对于手机、平板的优势则更加明显。笔记本电脑已得到了广泛的应用。面对激烈的市场竞争，笔记本电脑外壳材料相关专利技术的申报和应用显得非常重要。笔者主要对笔记本电脑对外壳材料的实际要求以及外壳的发展趋势进行分析，并结合近年来笔记本电脑外壳相关专利的申报情况，对部分专利技术进行简要介绍。
光电 2024年04月28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
柔性电致变色材料的研究与发展

柔性电致变色材料的研究与发展

摘要：随着可穿戴电子器件的应用普及，柔性电子器件已经成为当前研究的热点。柔性电致变色器件因具有绿色环保、低成本、可大面积、适应性强和生产运输方便等优良特性，在新型智能显示、建筑智能窗、汽车后视镜、智能眼镜、可穿戴设备和军事伪装等众多领域得到广泛应用。从柔性电致变色结构出发，讨论了柔性衬底、电极材料、电致变色材料和电解质材料等功能层，指出了提升柔性电致变色器件性能的关键，明确了器件材料与结构的关系，指出其当前存在的问题并对未来的发展趋势做出展望。
光电 2024年04月30日
磁场和超声波在沉铜技术中的应用研究进展

磁场和超声波在沉铜技术中的应用研究进展

摘要：[目的]电子器件微型化与高性能化对铜镀层提出了严苛要求，传统电镀铜与化学镀铜工艺在沉积效率、镀层均匀性及综合性能方面都面临挑战。[方法]综述了磁场与超声波这两种物理场辅助技术在沉铜技术中的应用研究进展。探讨了两种物理场对离子传输、界面反应、结晶过程及镀层微观结构的调控机制。[结果]磁场主要通过磁流体动力学(MHD)效应有效强化传质、细化晶粒并改善镀层均匀性，甚至可实现微观结构的定向生长。超声波则凭借其空化效应与微射流作用，显著提高沉积速率、镀层致密性与结合力，并有效促进复合镀层中纳米颗粒的均匀分散。两种方法都能克服传统工艺的某些固有缺点。[结论]磁场与超声波辅助技术是提升沉铜镀层性能的有效途径，具有绿色、高效的特点，应用前景广阔。
光电 2026年06月18日
基于液态金属对流的电子设备冷却研究进展

基于液态金属对流的电子设备冷却研究进展

摘要：受益于液态金属优异的导热和流动性能，液态金属对流冷却为电子器件和设备的高热流密度热管理难题提供了新的解决方案。介绍了液态金属对流的传热和流动特性，相比于传统工质，液态金属的高热导率使得对流的总体热阻更低，因此产生更好的传热效果。总结了基于液态金属对流的驱动技术、复合式冷却技术和强化冷却技术的相关研究进展，简述了液态金属对流在电子设备冷却领域的应用现状，并展望了液态金属对流冷却的发展前景。
光电 2025年07月17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