光学超晶格:从体块到薄膜
摘要:光学超晶格是一种基于准相位匹配技术的非线性光学材料。通过铁电畴工程研制出不同微结构的光学超晶格,可以实现高效灵活的非线性频率转换,并对光场进行多维调控。光学超晶格的基质材料,经历了从体块到薄膜的发展,伴随着两种材料体系超晶格制备技术的突破,催生了激光变频技术、非线性光场调控和多功能集成光量子芯片等重要应用。
机电转化纤维及自供能可穿戴纺织器件
摘要:随着智能电子设备的迅猛发展, 人们对柔性、可穿戴的自供能系统的需求日益增长. 机电转化纤维(mechano-electric conversion fibers, MECFs)凭借其卓越的能量转换能力, 成为实现这一目标的关键技术. 本文综合评述了MECFs的基本原理、制备技术、结构分类以及在自供能可穿戴纺织器件中的应用, 并对未来的发展趋势进行了展望. MECFs依赖于摩擦电效应进行能量转换, 该效应主要通过摩擦起电和静电感应两个步骤实现. 制备技术是影响MECFs规模化生产的关键因素, 本文特别介绍了几种常见的制备方法, 包括静电纺丝、纺纱、湿法纺丝和熔融纺丝. 根据编织结构, MECFs可分为一维纤维器件、二维纺织器件和三维纺织器件. 在可穿戴电子设备领域, 能源供应问题一直是限制其发展的瓶颈. MECFs直接将机械能转换为电能, 为解决这一问题提供了创新的解决方案.MECFs还可以以自供能的形式进行传感, 极大地扩展了可穿戴设备的使用场景和应用潜力. MECFs研究正处于快速发展阶段, 未来的研究需要进一步优化材料性能, 提升能量转换效率, 与现有电子系统集成, 实现更智能、更灵活的可穿戴设备.
金刚石半导体器件研究概述
摘要：半个多世纪以来半导体基础材料经历了从锗、硅为代表的第一代，砷化镓、磷化铟为代表的第二代，碳化硅、氮化镓、氮化铝为代表的第三代的逐步演化。在演化过程中，更快响应，更高功率，更强稳定性始终是人们不断追求的目标。尽管现有半导体器件已经极大的推动了人类文明的进步且创造了巨大的价值，但是第四代半导体材料——金刚石展现出来的各种特性依旧使人欣喜和对未来充满信心。本文将概述现阶段金刚石半导体器件研究的进展，包括金刚石材料的制备，金刚石二极管、发光二极管、三极管、场效应管，金刚石传感器，金刚石微机械等等。
纳米银导电墨水的制备及其在高精度柔性电路打印中的应用
摘要：分别以银纳米颗粒和银纳米线为导电组分，以BYK-333为表面助剂、乙二醇为溶剂制备出2类喷墨打印型导电墨水，采用MICROPLTTERI型微纳米沉积系统在柔性透明基底上打印了导电线路，研究了打印工艺、热烧结固化、封装等对2种打印电路的导电性、耐候性和抗弯折等性能的影响。结果表明，打印机喷头口径和墨水与基底接触角是决定导电电路线宽精度的关键因素，热烧结处理可以提高银纳米颗粒柔性电路的导电性，在160℃烧结30min时，电阻率下降到16.4μQ·cm，在空气中放置90d后保持导电性能不变，1000次弯折后电阻率上升12.4%；随着打印次数增加，银纳米线打印电路的导电性不断增加，打印9次得到的打印直线单位电阻为88.92/cm，而随着烧结温度和时间的增加电路导电性下降，PDMS封装可以极大地提高打印电路的稳定性，在空气中放置90d或弯折1000次后导电性能保持不变，表明基于银纳米材料导电墨水及微纳米沉积系统可以实现高性能和高精度柔性电路的稳定打印。
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。
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。
电子封装铜键合丝的研究进展
摘要：无论是先进封装还是功率封装，高电流密度和更高服役温度将是电子封装的主要趋势。本文综述了当前主流的纯铜、铜合金及镀钯铜键合丝的研究进展，提出利用金、银固有的键合优势开发金包铜、银包铜新型双金属或多金属键合丝材料；通过键合丝进给系统辅热，可以在软化键合丝的同时降低键合的下压力；开发飞秒激光−热声键合新装备，以实现键合丝快速、微区加热，从而降低铜键合丝氧化和硬度。键合丝是集成电路等半导体封装的关键性材料，低成本、高导热的铜键合丝具有明显的优势，势必继续抢占键合丝的市场份额，需加强对大电流、高温及多物理场等极端条件下铜键合丝电迁移、热迁移的可靠性研究，多方协同推动国产化铜键合丝的研究与应用。
半导体集成电路制造中的准分子激光退火研究进展
摘要：随着半导体集成电路芯片的尺寸越来越小、结构越来越复杂，芯片制造过程中的退火工艺技术也在不断进步。激光退火以其在芯片制造过程中热预算控制的优势，在芯片制造退火工艺中的重要性正在显现。而准分子激光的特点是波长短、峰值功率高、作用于大多数物质表面时能量迅速被物质表面吸收。准分子激光退火可以实现对材料表面温度梯度的控制，是半导体集成电路制造中热处理工艺的重要选择。对半导体集成电路制造过程中准分子激光退火研究进展进行了综述。概述了集成电路制造中退火工艺热预算控制与激光退火的理论模拟研究结果；着重介绍了准分子激光退火在离子掺杂控制、超浅节形成、沟道外延等材料处理中的研究进展，以及在金属层制备和3D 器件中的应用。研究表明，准分子激光退火工艺有望为三维半导体集成电路制造提供新的解决方案。
压电光子学效应及其应用
摘要：近年来, 压电光子学作为一个新兴的研究领域吸引了学者们的广泛关注. 压电光子学效应是压电半导体的压电极化和光激发的耦合, 是利用应变诱导的压电极化调控材料能带结构进而控制电子-空穴的复合发光过程.压电光子学效应为新光源、智能触觉传感和机械光子学等重要技术提供了研究基础, 尤其结合第三代、第四代半导体材料同时具有压电效应和半导体特性的优势, 有望实现高性能的力-致发光器件. 本文简要介绍了压电光子学效应的基本原理、材料体系以及压电光子学器件的研究进展, 并对这一学科的未来发展进行了展望.
面向神经电子接口器件的有机材料进展与展望
摘要：神经电子接口器件能够在生物体神经系统界面与数字世界之间创建直接连接, 实现信号的采集、操控与反馈,是实现神经系统与外界双向交互的桥梁. 有机分子具有多重弱相互作用, 是与生命体的分子结构和力学性质最相似的光电功能材料, 是用来构筑神经接口材料与器件的理想载体. 本文总结了面向神经电子接口器件的有机材料研究进展,汇总了有机材料在分子设计和聚集态结构调控方面的研究策略, 并展望了神经接口器件的有机材料发展方向.
