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 1 点赞 0 评论 391 浏览

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 1 点赞 0 评论 338 浏览

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 1 点赞 0 评论 260 浏览

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 1 点赞 0 评论 122 浏览

面向集成电路产业的电子电镀研究方法

摘要：电子电镀是集成电路等高端电子制造产业的核心技术之一, 其技术特点和难点在于在微纳米尺度通孔、盲孔、沟槽等限域空间内部实现金属镀层的均匀增厚或致密填充。然而, 我国针对面向集成电路制造产业的微纳尺度电子电镀过程中的金属电沉积的表界面反应过程、添加剂的分子作用机制及其协同作用、以及镀层的理化结构与电学性能之间的构效关系的基础研究十分薄弱, 缺乏系统和成熟的理论体系和研究方法。结合厦门大学电镀学科多年的科研工作, 本文拟归纳微纳米尺度电子电镀的关键科学问题和技术难点, 介绍电子电镀镀液体系的发展, 梳理电子电镀的经典电化学研究方法和电化学原位先进研究方法, 展望电子电镀工况研究方法的必要性和紧迫性, 希望助力发展先进的电子电镀研究方法, 推动电子电镀基础理论和工艺技术研究的进步。

光电 2024年05月17日 1 点赞 0 评论 135 浏览

后摩尔时代芯片互连新材料及工艺革新

摘要：受高算力芯片的需求驱动, 尽管摩尔定律日趋减缓, 高端芯片的工艺复杂度和集成度仍在逐代增大。随着前道工艺中晶体管架构与其集成密度不断优化提升, 后道工艺所涉及的芯片内互连技术挑战愈发严峻, 迫切需要对互连材料与工艺进行革新。同时, 高集成度的系统级3D封装也是高性能芯片的关键解决方案, 其中核心的3D封装技术对芯片间互连材料与工艺不断提出新的要求。为此, 本文系统探讨了后摩尔时代芯片内和芯片间多代候选互连材料及其工艺的潜力及挑战, 从材料创新、工艺优化、架构突破、设计范式等多方面综合研判了未来互连技术的发展路径, 并对超导互连、光互连等颠覆性互连技术做了前瞻性分析, 可以预见互连材料的革新将有力推动新的芯片技术革命。

光电 2024年05月17日 1 点赞 0 评论 331 浏览

碳材料改性的BiOX光催化材料的研究进展

摘要：环境与能源问题严峻，人们迫切需要开发一些高效、环保、稳定的光催化剂。卤氧化铋（BiOX，X 为Cl、Br、I）因其独特的层状结构、优异的光学、电学性能而受到光催化领域的广泛关注。但BiOX存在光吸收不足、电子−空穴（electron-hole，e−−h+）快速复合、载流子浓度有限等问题而限制了它的应用。利用碳材料修饰BiOX可以极大地提升BiO X 的光催化性能。简要介绍了BiOX的结构、性质、改性方案，碳材料基本类型和性质，主要综述了近几年零维，维，二维，三维碳材料改性的BiOX光催化剂的研究进展，并分析了碳材料对BiOX光催化剂的提升机制，最后展望了碳材料改性的BiOX所面临的机遇和挑战。

光电 2024年07月18日 1 点赞 0 评论 158 浏览

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 1 点赞 0 评论 110 浏览

蓝宝石化学机械抛光液的研究进展

摘要：简介了蓝宝石化学机械抛光(CMP)的基本原理，从磨料、pH 调节剂、表面活性剂、配位剂和其他添加剂方面概述了近年来蓝宝石CMP 体系的研究进展，展望了蓝宝石CMP 体系未来的研究方向。

光电 2024年04月29日 1 点赞 0 评论 140 浏览

我国人工智能芯片发展探析

摘要：人工智能（AI）芯片是支撑智能技术发展的核心硬件，其技术进步对国家科技创新、产业发展、经济增长具有重要意义。本文从云端智能芯片、边端智能芯片、类脑智能芯片3个方面总结了AI 芯片的国际发展趋势，分析了我国AI芯片的应用需求，从芯片设计、制造、封装、测试等方面梳理了相关产业与技术的发展现状及趋势。当前，国产AI芯片的性能、技术、产业链存在短板，亟需开展自主创新与产业协同；国产AI芯片开发面临高成本、长周期的挑战，亟需平衡融资压力并积累发展经验；国内AI芯片领域人才短缺，亟需提高培育质量并控制流失率。为此，论证提出了我国AI芯片的发展路径，即突破技术瓶颈、加速产业化、拓展国际化、实施市场扶持，重点采取技术创新和重点项目建设、新型芯片架构和开源产业生态建设、技术标准体系制定、“产教研”融合等举措，以推动我国AI芯片产业可持续和高质量发展。

光电 2025年07月03日 1 点赞 0 评论 62 浏览