单晶CVD金刚石的制备方法及提高其生长速度的新思路

摘要:化学气相沉积(CVD)金刚石是一种人造碳功能材料,不仅具有优异的综合性能,还可以被制作成二维或三维的形态,在电子/电力、量子信息等领域有着巨大的应用价值和广阔的应用前景,被认为是21世纪重要的材料之一。为促进CVD金刚石这种新型材料产业化制备大幅度发展,尽快满足新兴领域和社会生活进步的需求,本文围绕提高该类材料的生长速度这一工程核心问题,通过对CVD金刚石制备原理和现有技术特点的总结,分析出目前CVD金刚石制备效率低下的原因不仅在于现有技术制备工艺的低效,更为重要的是解决问题的研究思路存在着局限性。因此,提出了将研究思路从“探寻关键激元”转移到“遵从晶体生长控制规律”来提高金刚石生长速度的建议,并着重探讨了温度梯度对决定晶体生长速度起关键作用的传质效率的影响。

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。

无重金属近红外量子点及其荧光成像应用进展

摘要: 荧光成像作为一种高灵敏、实时响应的生物医学成像方式已被广泛应用。近红外(NIR)组织光学窗口内生物组织光吸收和光散射低, 易于获取信噪比高、穿透深和灵敏度高的生物成像。量子点(QDs)因量子限域效应, 具备独特可控的光电特性和出色的光学性能, 是荧光成像的理想材料。相比于高毒性重金属(镉、汞和铅)QDs, 磷化铟、铜铟硫和银基QDs等低生物毒性无重金属QDs更受青睐。通过选择性调节合成方法和材料结构制备高量子效率、NIR 发光和低渗透毒性的无重金属QDs 仍是挑战。NIR QDs 探针构建需要进行靶向、伪装和时效的多种策略方案考虑。聚焦用于荧光成像的无重金属NIR QDs,兼顾材料的性能调控、光学特性及其荧光成像设计策略, 并展望其在临床应用中的前景。

液晶单体的聚合诱导自组装研究进展

摘要:聚合诱导自组装(PISA)是一种简便、高效的两亲性聚合物组装体的制备策略,能够一步实现两亲性聚合物的合成及其原位自组装。本文系统综述了常规液晶单体(如偶氮苯、多氟烷基、二苯乙烯、联苯等)及手性液晶单体(如胆固醇、手性偶氮苯、手性联苯等)在PISA 中的最新研究进展。重点介绍了不同结构及功能的液晶单体对聚合物组装体的形貌、液晶相行为以及手性光学活性的影响规律,并对该领域面临的核心挑战与未来发展方向进行了展望。

蓝宝石/石墨烯衬底上蓝光LED外延生长及光电性能

摘要:对在蓝宝石/石墨烯衬底上生长 LED(Light-emitting diodes)外延的方法及其对光电性能的改善进行了探 究。研究结果表明,蓝宝石/石墨烯衬底具有更低的位错密度,螺位错和刃位错比传统样品分别减少了15.3%和70.8%。拉曼测试也表明蓝宝石/石墨烯样品受到的压应力小于传统样品。元素分析结果表明,有源区量子阱生长情况较好,In和 Ga元素均匀地分布在量子阱中,未发生相互扩散的情况。光电性能测试结果发现,无论是在工作电流还是饱和电流下,蓝宝石/石墨烯样品的LOP(Light output power)都大于传统样品,工作电流和饱和电流下LOP分别增加了18.4% 和 36.7%,并且效率下降较传统样品有所改善,相较于传统样品效率下降减少了9.9%。从变温测试结果可以得到,蓝宝石/石墨烯样品也表现出较低的热阻、结温和较小的波长偏移,其平均热阻比传统样品低了5.14℃/W。结果表明,在蓝宝石/石墨烯衬底上外延生长的样品对器件的光电性能和散热性能等都有较大的提升。

光学元件超精密磨抛加工技术研究与装备开发

摘要:在深入实施“中国制造2025”的契机下,我国的超精密加工领域突破了许多关键瓶颈技术,并取得了众多显著的科研成果,建设了一批高水平超精密加工技术创新平台、人才成长平台和应用示范基地,开创了一条我国超精密产业的自主创新发展之路,解决了该领域一些相对应的技术难关。本文主要介绍了厦门大学精密工程实验室在光学超精密加工技术与装备方面的研究进展,围绕大口径光学非球面元件的磨削与抛光加工,阐述课题组研发的加工工艺、磨削与抛光装备、装备监控与控制软件以及相关单元技术。这些研究成果可为实现高端光学元件的超精密加工提供制造加工技术支持与装备解决方案。

聚焦产业关键技术,把握第三代半导体发展机遇——第三代半导体材料产业技术分析报告

摘要:5G 通信技术、新能源汽车推广以及光电应用推动第三代半导体产业蓬勃发展。2017 年,中国GaN 和SiC 器件市场规模达30.8 亿元。目前, 在应用结构方面,GaN 基LED 占比高达70.0%,射频通信和功率器件领域合计占比不足30% ;SiC 器件市场上,功率因数校正电路占比超过50%,光伏逆变器占比约为23.8%,其他应用包括不间断电源、纯电动汽车/ 混合动力汽车及轨道交通等。2017 年国内投资热情高涨,投产GaN 材料和SiC 材料相关的项目共6 个,涉及金额超过84 亿元,占当年总投资金额的12%。

电容去离子技术的单元结构、技术参数与电极材料研究进展

摘要:近年来,电容去离子(CDI)技术因具备高效节能且环保的特点,成为具有广阔发展前景的海水淡化及高盐废水处理技术。然而,CDI技术由于成熟度不高,存在脱盐率不高、电极表面存在副反应等问题,目前没有大规模应用。因此,大量研究致力于开发新型电极材料与单元结构以提升CDI单元性能。其中,为克服副反应的影响,一种结合离子交换膜与电极的膜式电容去离子(mCDI)技术成为研究热点。本文综述了CDI/mCDI的各类单元结构和不同电极材料在脱盐领域的研究进展,探讨了各种电极材料制备工艺和评估电吸附单元运行效率的技术参数,并对CDI技术的未来发展方向进行了展望。

基于氧化镓微纳米结构的探测器研究进展

摘要:氧化镓( Ga2O3)作为一种具有宽禁带( 约4.9 eV) 和特殊光电性能的半导体材料,近年来在紫外光探测器( UVPD) 、光电传感器等领域得到了广泛关注。Ga2O3的微纳米结构,例如纳米线、纳米棒、纳米管和纳米片等一维或二维纳米结构,因具有优异的光电响应特性、快速的电子迁移率和高稳定性,成为提升探测器性能的关键。本文介绍了多种Ga2O3微纳米结构的合成方法,如水热法、电化学沉积法、气相沉积法等,分析了各种方法的优缺点,以及如何通过调节反应条件实现对Ga2O3微纳米结构形态和尺寸的精确控制。接着,探讨了这些微纳米结构在紫外探测器中的应用,尤其是在高灵敏度、高选择性和偏振光的光电探测器中表现出的潜力。

高品质碳化硅单晶制备技术

摘要:阐述了高品质碳化硅单晶制备技术的研究进展。介绍了SiC材料的优异特性及其在众多领域的重要应用价值,凸显高品质SiC单晶制备的必要性。探讨了目前主流的SiC单晶制备方法物理气相传输法(PVT),分析了其生长原理与工艺过程。重点介绍了影响SiC单晶品质关键技术要点,如石墨材料纯度、籽晶面选择、偏轴籽晶的使用、籽晶粘接工艺、长晶界面的稳定,并对碳化硅长晶关键技术行了详细的研究,包括温场分布、碳化硅粉料掺杂技术、气相组分比调节和低应力控制技术。最后对高品质SiC单晶制备技术的未来发展趋势进行了展望,为相关领域的科研人员和技术人员提供了的技术参考。