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薄膜铌酸锂光电器件与超大规模光子集成

薄膜铌酸锂光电器件与超大规模光子集成

摘要：近年来，薄膜铌酸锂光子集成技术发展极为迅速，其背后有着深刻的物理、材料、技术原因。单晶薄膜铌酸锂为解决光子集成芯片领域长期存在的低传输损耗、高密度集成以及低调制功耗需求提供了至今为止综合性能最优的解决方案。面向未来的新一代高速光电器件与超大规模光子集成芯片应用，本文回顾了薄膜铌酸锂光子技术的起源及其近期的快速发展，讨论了若干薄膜铌酸锂光子结构的加工技术，并展示了一系列当前性能最优的薄膜铌酸锂光子集成器件与系统，包括超低损耗可调光波导延时线、超高速光调制器、高效率量子光源，以及高功率片上放大器与片上激光器。这些器件以其体积小、质量轻、功耗低、性能好的综合优势，将对整个光电子产业产生难以估量的影响。
光电 2024年09月29日
石墨烯基材料在电磁屏蔽领域的研究进展

石墨烯基材料在电磁屏蔽领域的研究进展

摘要：通信技术在为人类的生活带来便利的同时，其产生的电磁辐射对社会安全、人体健康产生的危害也受到了社会各界的广泛关注，宽屏蔽范围、高吸收效率和高稳定性的电磁屏蔽材料逐渐成为研究热点。石墨烯是一种导电性高、比表面积大且可调控性高的轻质材料，可有效实现电磁衰减，保护精密电子设备和人体健康，在电磁屏蔽领域具有广阔的应用前景。本综述从电磁屏蔽的基本原理与石墨烯基材料的结构特性角度，阐述了石墨烯及其衍生物的电磁屏蔽特点，总结了结构调控以及表面异质化、复合化策略在电磁屏蔽领域的应用。结构调控有利于提高石墨烯基材料对电磁波的吸收损耗和多重反射损耗；表面异质化和复合化策略有利于提高石墨烯基材料的界面极化和磁特性，从而加强对电磁波的吸收损耗和磁损耗。总结了石墨烯基电磁屏蔽材料的改性方法，旨在为开发新一代绿色、轻薄、高屏蔽带宽的电磁屏蔽材料提供启发，指明石墨烯基电磁屏蔽材料的未来发展方向。
光电 2025年01月09日
可穿戴热电发电器的研究进展

可穿戴热电发电器的研究进展

摘要：人体的能量大部分以热量的形式释放，其与外界的温差平均约5～30℃，因此体热可以很好地作为热电发电器的热源。与传统发电器相比，可穿戴热电发电器将人体所散发的低品位热量转化为有效电能，有可能为一些功率要求小于毫瓦级的无线传感器节点提供足够的能量，同时还具备无污染、轻便、稳定等特性，因此越来越受到关注。目前柔性可穿戴热电发电器的研究主要聚焦基于块体型热电材料、基于薄膜状型热电材料和基于纺织织物型热电材料的三大类热电发电器。其中，块体型热电发电器的输出功率一般为每平方厘米几十微瓦，热电臂材料主要为室温热电性能较高的碲化铋基合金，研究重点在于提升这类器件的输出性能和柔性。薄膜型热电发电器的输出功率一般在每平方厘米纳瓦和微瓦之间，按结构可分为水平型和垂直型，常见的水平型器件包含串联型、堆积与卷起型和折叠型，通常会产生较大的输出电压；而垂直型器件单位面积的热电臂对数增多，会产生较大的功率密度。纺织织物型热电发电器输出功率较小，但是具有优良的拉伸、弯曲和面内剪切性能，可以适应3D变形，更适合在弯曲的人体皮肤表面收集热量。本文综述了以上三大类主流的柔性可穿戴热电发电器的研究状况，并从设计、结构和性能方面分析了各类热电发电器的优缺点。
光电 2024年05月24日
基于二维材料的柔性可穿戴传感器件研究进展

基于二维材料的柔性可穿戴传感器件研究进展

摘要：柔性可穿戴传感器是附着于人体皮肤或组织上的监测装置，可以持续监测和量化特定微环境变化所产生的电信号或化学信号，在医学诊断和治疗方面具有广泛的应前景。二维材料具有原子薄层的平面结构、优异的机械柔性和电学性能，非常适合用于构建可穿戴传感器。近年来，基于二维材料的柔性传感器在材料制备、工艺设计和设备集成等方面取得了巨大的进展。本文首先综述了二维材料在柔性可穿戴传感器应用上的最新研究进展，概括了基于二维材料的可穿戴传感器在物理、化学和生物信号检测方面的应用。另外，详细介绍了包括多模态传感在内的二维材料集成器件。最后，讨论了二维材料柔性可穿戴传感器在实际应用中所面临的问题和挑战，并对基于二维材料的可穿戴传感器的发展前景作出了展望。
光电 2024年05月17日
金属铜电沉积调控及其在芯片制造中的应用

金属铜电沉积调控及其在芯片制造中的应用

摘要：金属铜因其优异的导电性、导热性、机械延展性和抗电迁移性, 在芯片制造工业中作为互连材料广泛应用。铜互连结构的制备主要使用湿法的电化学沉积技术。本文针对芯片制造相关金属铜电沉积工艺, 系统介绍了金属铜电沉积调控用关键添加剂组分及其作用原理, 并详细介绍了电镀铜在芯片制造核心工艺(大马士革电镀、硅通孔、铜柱电镀及再布线层电镀)中的技术需求、工艺流程及未来技术发展趋势。最后, 本文针对我国高端电子电镀行业的发展现状, 对金属铜电沉积调控及其在芯片制造中的应用未来发展方向进行了展望。
光电 2024年05月17日
全聚合物太阳电池材料与器件

全聚合物太阳电池材料与器件

摘要：全聚合物太阳电池的光活性层中的给受体材料均由聚合物构成, 其具有优异的形貌稳定性及机械稳定性等突出优点, 在实现大面积、柔性有机太阳电池的制备中具有较大潜力, 引起了越来越多研究者的兴趣。随着各种新型聚合物给体/受体材料相继被开发出来及器件结构的不断发展, 全聚合物太阳电池异军突起, 器件效率目前已经突破18%。然而, 相较于非富勒烯小分子受体太阳电池, 全聚合物太阳电池面临效率仍需进一步提高、聚合物给/受体性能的批次差异等问题, 如何开发高性能聚合物给/受体材料及制备高效器件仍面临一定的挑战。本综述着眼于全聚合物太阳电池给/受体材料的开发、器件结构调控、界面工程等方面, 系统总结了近年来该领域内的代表成果, 并对未来高效全聚合物太阳电池材料、器件的发展做出了展望。
光电 2024年05月17日
纳米铜基柔性导电薄膜制备现状及前景

纳米铜基柔性导电薄膜制备现状及前景

摘要： 纳米铜基导电薄膜具有高导电、高性价比且易与柔性基材结合等优点，在下一代柔性电子产品领域具有广泛的应用前景。然而，纳米铜基导电薄膜在制备的过程中易被氧化，成为制备高导电纳米铜基导电薄膜的难题。文中从油墨配方、印刷方法、烧结方法等方面系统地介绍了纳米铜基柔性导电薄膜的制造方法，着重介绍了目前抗氧化油墨的设计思路，阐明了目前柔性电子先进微纳连接技术的工艺流程，对比了其优缺点及适用范围，并列举了纳米铜基导电薄膜在下一代柔性电子产品领域的典型应用。在此基础上，对纳米铜柔性导电薄膜制造尚存的主要问题进行了总结，并对其未来发展趋势进行了展望。创新点： (1) 详细概述了铜基柔性导电薄膜的现有制造技术。(2) 指出了铜基柔性导电薄膜制造所面临的挑战。(3) 列举了铜基导电薄膜在柔性电子领域中的典型应用。
光电 2024年06月20日
纳米银线可拉伸透明导电薄膜研究进展: 材料、器件与应用

纳米银线可拉伸透明导电薄膜研究进展: 材料、器件与应用

摘要：随着电子产品不断向可穿戴和便携式方向发展, 在可拉伸基底上制备柔性电子器件引起了人们极大的兴趣。作为电子器件的重要部件之一, 可拉伸透明导电薄膜成为重要的研究方向。传统的铟锡氧化物材料因其柔韧性差等问题不能在柔性器件中应用。纳米银线作为一种新型的一维纳米材料, 不仅具备纳米材料的尺寸效应和较高的电导率, 同时又赋予了可拉伸透明导电薄膜优异的光学性能和柔韧性能, 使其在可拉伸导电材料中具有广阔的应用前景。本文综述了纳米银线的合成方法以及国内外纳米银线基可拉伸透明导电薄膜的研究进展, 并对未来的发展方向进行了展望, 以期为制备高性能的纳米银线透明导电薄膜提供参考。
光电 2024年05月16日
可穿戴纤维基能源转换器件研究进展

可穿戴纤维基能源转换器件研究进展

摘要：随着智能可穿戴设备的普及，其能源供应问题愈加突出，一种绿色且高效的供能系统有待被研发。纤维基能源转换器件凭借着其优异的可集成性和宏观可调性，在柔性穿戴领域受到了越来越多的关注，有望成为解决新一代能源供给问题的有效方案。为进一步深化对纤维基能源转换方案的认识，本文主要回顾了压电、热电和磁电纤维基能源转换器件的最新研究与应用进展，重点讨论了压电纤维、热电纤维和磁电纤维的制备方法、性能分析和可穿戴应用，最后提出了纤维基能源转换器件在应用中所面临的问题与挑战，并对其未来的发展趋势进行了展望。
光电 2024年05月27日
石墨烯基吸波材料的研究进展

石墨烯基吸波材料的研究进展

摘要：电子信息技术的飞速发展，使电磁污染问题日益严重，开发具有“薄、轻、宽、强”性质的吸波材料显得尤为重要.石墨烯材料有着大比表面积、高电导、密度低和强介电损耗等优点，但也存在阻抗匹配性差、损耗机制单一等缺陷。对石墨烯的形貌和结构等进行设计，能够有效改善阻抗失配的问题。此外，将石墨烯材料与其他损耗材料复合构造多元协同损耗的复合材料；能够实现对电磁波的高效、宽频吸收。简要讨论了电磁吸波机理，综述了近年来石墨烯基吸波材料的研究现状，并对其未来研究方向进行展望。
光电 2024年05月15日