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集成电路用高纯金属溅射靶材发展研究

集成电路用高纯金属溅射靶材发展研究

摘要：高纯金属溅射靶材是集成电路用关键基础材料，对实现集成电路用靶材的全面自主可控，推动集成电路产业高质量发展具有基础性价值。本文分析了集成电路用高纯金属溅射靶材的应用需求，梳理了相应高纯金属溅射靶材的研制现状，涵盖高纯铝及铝合金、高纯铜及铜合金、高纯钛、高纯钽、高纯钴和镍铂、高纯钨及钨合金等细分类别。在凝练我国高端靶材制备关键技术及工程化方面存在问题的基础上，着眼领域2030 年发展目标，提出了集成电路用高纯金属溅射靶材产业的重点发展方向：提升材料制备技术水平，攻克高性能靶材制备关键技术，把握前沿需求开发高端新材料，提升材料分析检测和应用评价能力。研究建议，开展“产学研用”体系建设，解决关键设备国产化问题，加强人才队伍建设力度，掌握自主知识产权体系，拓展国际合作交流，以此提升高纯金属溅射靶材的发展质量和水平。
光电 2024年03月05日
电子鼻技术及其应用研究进展

电子鼻技术及其应用研究进展

摘要：电子鼻（Electronic nose，E-nose）技术作为一种有效的嗅觉模拟与气体识别的方法被广泛应用。电子鼻系统由气体传感器阵列组成，利用其交叉敏感性对气体进行检测。电子鼻系统利用机器学习算法，对气体进行定性定量分析。传统的机器学习算法在电子鼻系统中的应用已经成熟，如今深度学习算法也慢慢在电子鼻系统中应用。电子鼻系统具有选择性高、精密度好、反应快速、稳定性和延展性好的特点，被应用于包括有毒气体检测、空气质量管理、食品新鲜度和质量预测等方面。本文从气体传感器阵列的组成、信号采集与处理单元、模式识别算法的分类以及电子鼻系统在实际中的应用等方面综述了电子鼻系统气体识别的最新研究进展，最后对电子鼻系统气体识别目前所存在的问题以及发展前景进行了总结和展望。
光电 2024年12月09日
面向电子皮肤的智能材料构建策略

面向电子皮肤的智能材料构建策略

摘要：电子皮肤作为具有模仿人类皮肤感知功能的新型的柔性可穿戴传感器，具有轻薄、柔软、灵活等特点，可将外界刺激转化为不同的输出信号，近年来在健康监测、人机交互等领域展现出巨大的应用潜力。本文从构建电子皮肤的智能材料角度出发，对电子皮肤常用基体和导电填料及其几何结构构建等方面进行了综述，并基于电子皮肤应用所需面对的复杂环境对其生物相容性、黏附性、自修复性、自供电性等应用性能需求进行讨论，进而指出电子皮肤在研究过程中仍然存在对人体皮肤的综合感知性能差、制备工艺复杂且昂贵、感知刺激信号存在滞后性等问题，通过材料和结构优化提升电子皮肤基础性能，从而构建优异性能、多功能化、多种外界刺激同步检测成为电子皮肤发展趋势，并且在医疗诊断、软体机器人、智能假肢和人机交互等领域表现出极大的潜力。
光电 2024年11月26日
用于深部组织微创及无创连续监测的柔性电子器件

用于深部组织微创及无创连续监测的柔性电子器件

摘要：深部组织信号与疾病间有着强烈的相关性, 临床上对深部组织的检测诊断一般依赖于医学影像设备等大型仪器, 成本高昂且不利于长期监测。不同于笨重的大型设备, 微创及无创的柔性电子器件可以在体长期佩戴,实现深部组织信号的连续采集, 有助于疾病的早期诊断, 进行精准化、个性化治疗。在本综述中, 我们讨论了深部组织的生理、生化信号的检测机制, 重点分析器件的制备方法、关键性能指标以及数据无线传输技术。最后提出了该领域存在的挑战和可能的解决策略。
光电 2024年05月17日
用于柔性电子器件的有机/无机薄膜封装技术研究进展

用于柔性电子器件的有机/无机薄膜封装技术研究进展

摘要：有机/无机薄膜封装技术被广泛用于有机发光二极管（OLED）、量子点显示及有机光伏等领域，是一种新型的柔性封装技术。综述近年来有机/无机薄膜封装技术的发展趋势，首先概述了传统硬质盖板封装方式与薄膜封装方式的发展及其优缺点。其次，系统地总结了有机/无机薄膜的制备方法，如原子层沉积、等离子体化学气相沉积等，详细阐述了不同制备方法的原理及其应用。再次，讨论了薄膜的微观缺陷、内应力，以及材料界面工程对有机/无机薄膜封装性能的影响，分析总结了有机/无机封装薄膜制备的技术要点，如采用基底表面预处理、引入中性层、调节层间应力等方式获得优质的封装薄膜。最后，探究了有机/无机封装薄膜的内在阻隔机理，提出气体在有机/无机薄膜中的传输方式以努森扩散为主，并总结了提高薄膜封装的策略，即延长气体扩散路径、“主动”引入阻隔基团及薄膜表面改性。提出了未来薄膜封装技术面临的问题，拟为柔性电子器件封装技术的发展提供一定参考。
光电 2024年06月20日
碳基CMOS集成电路技术: 发展现状与未来挑战

碳基CMOS集成电路技术: 发展现状与未来挑战

摘要：碳纳米管凭借其优良的电学性质、准一维尺寸以及稳定的结构成为后摩尔时代最理想的半导体材料。目前碳基电子学已经取得很大进展, 例如可以在4寸晶圆上得到高半导体纯度(超过99.9999%)的密排(100~200CNTs/μm)阵列碳纳米管, 晶体管栅长可以缩至5 nm且具备超越硅基的性能, 世界首个碳基现代微处理器RV16XNANO已经问世。本文综述了近年来碳纳米管在材料、器件和集成电路方面的发展, 以及未来可能在光电、传感、显示和射频等领域的应用前景. 最后, 文章列举了碳基CMOS集成电路推向产业化的过程中面临的一系列挑战, 并对碳基技术发展路线做了进一步展望。
光电 2024年05月16日
柔性可穿戴电子应变传感器的研究进展

柔性可穿戴电子应变传感器的研究进展

摘要：柔性可穿戴电子应变传感器因可承受力学形变、质轻及实时监测等优点，是柔性电子领域的研究热点之一，本文从材料选择、器件结构、传感原理、疲劳失效及数值模拟等方面进行了综述。应变传感器的力电转化效率与寿命从本质上取决于导电网络演变和功能层/基底界面，需综合衡量材料的导电性和浸润性等属性，提高其传感性能。功能层结构分为螺旋、褶皱、编织、多孔及仿生五类。传感原理包括压阻、电容及压电式，其中压阻式分为断开机制、裂纹扩展及量子隧道效应。疲劳特性研究表明，交变应力会导致功能层屈曲、开裂及脱落。利用官能团改性、构建三维自交联阵列、引入拓扑结构及形成有序纳米晶畴可改善器件服役行为。疲劳失效模型归纳为拉、弯及扭转形式，在此基础上讨论了模型建立原则、力学本构关系及寿命预测精度。结合数值模拟和应变传递理论构建等效导电路径模型可揭示传感过程中的形态变化、应变分布及界面作用，实现对外界刺激的精准测量。下一步应从基底热力学稳定性、极端条件下服役行为、力电转换机制及穿戴舒适性等方面深入探究，为构建综合性能良好的传感器奠定基础。
光电 2024年05月27日
电阻式柔性触觉传感器的研究进展

电阻式柔性触觉传感器的研究进展

摘要：电阻式柔性触觉传感器具有柔韧灵敏、简单可靠、检测范围广、易于集成化等特点，在触觉感知、人机交互、医疗健康等传感应用领域占据着极其重要的地位，具有广阔的应用前景。随着电阻式柔性触觉传感器的发展，其制备技术和结构设计愈加精密成熟，3D打印技术的应用以及各类微结构的设计使传感器柔韧性和灵敏性得到了极大的提高。然而，目前高性能电阻式柔性触觉传感器的制作工艺仍旧十分复杂，严重限制了其批量生产的能力。再加上电阻式柔性触觉传感器不能实现剪裁拼接、高效低耗等功能，因而无法满足人们对其大面积覆盖和高密度触觉感知的期望。此外，就性能而言，电阻式柔性触觉传感器也难以实现高柔与高敏的兼顾效果，在传感上仍有局限性。为了解决这些难点，众多国际学者在柔性衬底材料、导电敏感材料的选择，以及敏感单元、阵列结构的设计上进行了大量的研究，搭建电子皮肤触觉感知系统。如今，电阻式柔性触觉传感器已经朝着微型化、集成化、自愈合、自清洁、生物适应、生物降解、神经接口控制等方向发展，并在多功能传感上取得了卓越成果。本文首先介绍了电阻式柔性触觉传感器的检测原理和性能指标，然后从材料选择、结构设计和性能优化方面概述了电阻式柔性触觉传感器的研究现状和关键技术，讨论了其在触觉感知、人机交互、医疗健康等领域的相关应用，最后指出了目前电阻式柔性触觉传感器研究所存在的技术难题，并对其未来发展进行了展望。
光电 2024年05月27日
有机电致发光二极管蓝光材料的研究进展

有机电致发光二极管蓝光材料的研究进展

摘要：有机电致发光二极管(Organic light-emitting diode，OLED)在显示和照明领域中应用潜力巨大。蓝光作为三基色之一，是OLED 中不可或缺的一部分。但是，蓝光材料禁带宽度大，所需激发能量过高，容易影响蓝光器件的效率与寿命，这限制了OLED的发展和应用。因此，发展高效、稳定的纯蓝光材料是实现低成本、高质量、长寿命商业化OLED 的前提。本文综述了具有100%内量子效率的磷光蓝光材料和热活化延迟荧光材料的最新发展。同时，针对使用二元共混发光层系统的溶液处理存在的结晶性、相分离、基体材料选择以及精确控制掺杂剂浓度等问题，探究了蒽类发光材料、聚集诱导延迟荧光以及“热激子”材料作为非掺杂发光层材料在OLED领域的发展。本文系统综述了蓝光OLED研究的最新进展，为开发稳定、纯蓝的电致发光材料提供多种思路和借鉴。
光电 2024年05月24日