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光驱动微纳马达的机理及应用

光驱动微纳马达的机理及应用

摘要：近年来，光驱动微纳马达作为一种新兴的微型动力装置，因其能量输入可调、开关状态可逆且可远程操控等优势，在水环境处理、生物医疗以及生物传感等领域展现出广阔的应用前景。梳理了光驱动微纳马达在材料设计、光能利用与驱动控制等方面的研究进展，重点分析了基于光热效应、光致异构化以及光催化分解等不同机制的驱动机理，并列举了分别利用紫外光、可见光与近红外光驱动的微纳马达的独特优势及其典型应用。同时，该类马达在实际应用中仍面临光能转换效率较低、运动控制精度不足以及材料生物相容性和稳定性不佳等问题。未来研究应致力于提升光能转换效率、开发高生物相容性材料、优化运动控制策略，并探索多源驱动方式与多功能集成化设计，从而推动光驱动微纳马达性能的全面提升与应用范围的进一步扩展。
光电 2026年02月13日
光学超晶格:从体块到薄膜

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。
光电 2024年10月16日
机电转化纤维及自供能可穿戴纺织器件

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.
光电 2025年12月22日
金刚石半导体器件研究概述

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。
光电 2026年02月09日
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
电子封装铜键合丝的研究进展

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。
光电 2026年01月29日
压电光子学效应及其应用

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.
光电 2024年08月28日
面向神经电子接口器件的有机材料进展与展望

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.
光电 2024年12月12日
AI驱动的6G空口: 技术应用场景与均衡设计方法

AI驱动的6G空口: 技术应用场景与均衡设计方法

摘要：为应对6G 系统在容量、频谱效率、能量效率等关键性能指标上面临的严峻挑战, 将人工智能(articial intelligence, AI) 技术引入空口传输已成为重要的技术突破方向. 然而, 当前6G 空口AI 研究主要聚焦于设计高精度AI 模型以提升通信能力, 普遍忽视了工程实践中所需的算力、复杂度和空口资源等AI 代价, 对模型泛化能力和推理时延等关键AI 质量指标也缺乏系统性考量. 这种过度依赖算力资源追求通信能力提升的研究范式, 难以支撑智能化网络的可持续发展. 本文系统分析了AI 在6G空口传输中的典型应用场景与关键技术挑战, 涵盖单功能模块性能增强、多功能模块联合优化以及复杂数学问题低复杂度求解等重要领域; 创新性地提出了综合考虑空口AI 能力、质量和代价的三维联合优化设计准则, 通过最大化多场景通信能力与综合代价的比值实现三角均衡, 有效弥补了现有设计准则中质量和代价维度缺失的不足. 此外, 通过多个设计示例验证了所提方法的有效性, 并深入探讨了空口AI 标准化面临的技术路径与挑战. 本文为6G 空口AI 技术的理论研究、标准化与工程实践提供了参考.
光电 2026年01月21日