微细线材微型电阻焊技术研究进展

摘要:随着微机电系统、电子元件、医疗器件不断向小型化和高性能方向发展,微细线材的微型电阻焊工艺应用越来越广泛和重要。从微型电阻焊的原理和主要工艺参数出发,综述了近些年来国内外微细线材微型电阻焊技术的研究状况,重点总结了工艺、连接机理和焊接过程数值仿真方面的研究进展,同时介绍了该技术在电子封装和医疗器械领域的应用。最后展望了该领域未来的主要研究方向和发展前景。微型电阻焊设备的开发、焊接工艺机理的研究、异种金属材料的焊接、焊接仿真模型的构建和焊接过程的质量监控仍是当下及未来的研究热点。

新环保绝缘气体应用于高压电气设备的研究进展

摘要:本文综述了国内外关于新环保绝缘气体的研究进展,重点围绕国际主流推广的全氟异丁腈(C4F7N)气体及其在电气设备中的应用,总结了C4F7N混合气体的间隙、沿面绝缘特性并提出了相关设备绝缘的设计依据,分析了其在不同工况下的分解特性与气-固相容性评价指标,介绍了C4F7N及其混合气体灭弧性能的研究进展和系列环保设备的研发及应用情况,为当前阶段SF6电气设备环保化升级提供理论参考。同时指出目前国内外仍在开展性能优异的新环保绝缘气体研发攻关,为绿色低碳电网建设提供技术支撑。

高迁移率的硼掺杂单晶金刚石微波等离子体化学气相沉积生长及电学性质研究

摘要:高结晶质量、高迁移率的硼掺杂单晶金刚石薄膜是实现高耐压高功率电子器件的关键。本研究采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术,结合两步生长法与低温氧气辅助生长策略,成功制备了高迁移率的硼掺杂单晶金刚石,并实现了其电学性能的广泛调控。所生长薄膜的X射线衍射峰半峰全宽(FWHM)小于60″,空穴浓度可在1014~1017 cm-3调控,最大室温空穴迁移率超过1400 cm2(/V·s),达到国际先进水平。此外,本文结合输运性质测试和高分辨X射线光电子能谱(XPS)测试研究了所生长掺硼单晶金刚石样品的电子结构,指出了高晶体质量是获得高迁移率的重要原因,研究结果为高迁移率硼掺杂单晶金刚石的生长和器件应用提供了理论参考。

半导体纳米晶体的冷等离子体合成: 原理、进展和展望

摘要:冷等离子体已发展成为纳米材料合成领域的重要技术途径. 无需化学溶剂和配体, 冷等离子体为高品质半导体纳米晶体的生长提供了独特的非热力学平衡环境: 等离子体中的高能电子与纳米颗粒碰撞使得纳米颗粒带电, 可降低或消除纳米颗粒之间的团聚; 高能表面化学反应能够选择性地将纳米颗粒加热到远超环境气体温度的温度; 气相中生长物和固相纳米颗粒表面结合物之间化学势的巨大差异, 有利于实现纳米晶体的超高浓度掺杂. 本文综述了冷等离子体合成半导体纳米晶体的研究现状, 详细讨论了冷等离子体中纳米颗粒形核、生长和晶化的基本原理, 总结了冷等离子体在单元素、化合物和复杂核壳结构纳米晶体方面的研究进展, 特别强调了冷等离子体在纳米颗粒尺寸、形貌、结晶状态、表面化学和组分等性能调变上的技术优势, 概述了超掺杂纳米晶体呈现的新颖物性, 展望了冷等离子体技术在纳米晶体合成领域的应用前景.

新型WN纤维透明电极的制备及透光导电性能

摘要:纤维透明电极兼具高透光与高导电性,有望取代传统锡掺杂氧化铟(简称ITO)成为新一代透明电极材料。金属纤维虽具有高导电性,但在受热或酸碱腐蚀条件下其性能急剧下降,应用环境受限。针对上述问题,本文采用电纺丝结合氮化热处理工艺制备出新型WN 导电纤维,进一步通过近场直写方法实现纤维的有序排列与WN 纤维透明电极的图案化构筑,以获得高透光高导电且耐热耐腐蚀的新型高性能透明电极。研究结果表明,WN 纤维的导电性随氮化温度的升高而增大,900℃氮化制备的WN 纤维的电导率高达2189 S/cm。通过近场直写可以有效调控WN 纤维透明电极的网格结构,进而调控其透光性与导电性。当网格间距为200μm 时,对应透明电极的透光率高达94%以上,方阻低至6.0Ω/sq,性能优于目前报道的金属纤维透明电极。与金属纤维相比,WN 纤维透明电极还具有优异的耐热与耐腐蚀性,在160℃氧化16h,方阻仅增加8%,在pH 值为1~13 的酸碱溶液中腐蚀1min,方阻增幅≤3%。

基于相变材料Ge2Sb2Te5 的光纤存储器

摘要: 光纤的典型功能是通信和传感,该文赋予光纤存储的功能,设计了一种全光纤存储器,以满足光纤通信系统智能化发展的需要。利用单模光纤(single-mode fiber, SMF)与多模光纤(multimode fiber, MMF)同轴焊接,并通过磁控溅射方法将Ge2Sb2Te5(GST)材料沉积在MMF 端面,端面出射的类贝塞尔光束可以切换GST 的相态。MMF 的长度影响端面光场,最终选择1.5 mm 长的MMF 以实现具有任意级别访问能力、高光学对比度、稳定重复性良好的非易失性存储器。该存储器可以实现11 级存储,并能够在11 个存储等级间进行任意且稳定的切换,光学对比度达到50%,重复循环至少34 次。

自旋光电效应与有机自旋半导体材料开发

摘要:有机半导体不仅具有优异的光电性能,还兼具轻薄、柔性、可设计、易加工和低成本等优势。近年来,通过引入“自旋”自由度,有机半导体的光电子效应和材料研究又在新的维度上得到了拓展,为新材料开发、新功能调控和新器件应用提供了新思路。本文对有机半导体自旋光电效应相关的研究进展进行了系统综述,深入探讨了自旋极化电子的注入、输运及弛豫机制,介绍了各类有机自旋电子器件及其运行机理,系统总结并探讨了各类有机自旋半导体材料,包括小分子、聚合物、激基复合物及有机/无机杂化材料,及其在自旋阀、自旋发光二极管、自旋光伏器件和自旋场效应晶体管等器件中的应用进展,最后对有机自旋电子学的未来发展方向进行了展望,期望能为该领域的后续深入研究提供有益参考。

中国先进半导体材料及辅助材料发展战略研究

摘要:目前,以SiC、GaN 为代表的第三代半导体材料快速发展,我国亟需抓住战略机遇期,实现先进半导体材料、辅助材料的自主可控,保障相关工业体系安全。本文在分析全球半导体材料及辅助材料研发与产业发展现状的基础上,寻找差距,结合我国现实情况,提出了构建半导体材料及辅助材料体系化发展、上下游协同发展和可持续发展的发展思路,制定了面向2025 年和2035 年的发展目标。为推动我国先进半导体材料及辅助材料产业发展,提出了建设集成电路关键材料及装备自主可控工程,SiC 和GaN 半导体材料、辅助材料、工艺及装备验证平台,先进半导体材料在第五代移动通信技术、能源互联网及新能源汽车领域的应用示范工程,并对如何开展三项工程进行了需求分析,设置了具体的工程目标和工程任务。最后,为推动半导体产业的创新发展,从坚持政策推动,企业和机构主导,整合国内优势资源;把握“超越摩尔”的历史机遇,布局下一代集成电路技术;构建创新链,进行创新生态建设等方面提出了对策建议。

新时期我国信息与电子领域工程科技发展研究

摘要:信息与电子领域作为国家高科技领域之一,已成为各国战略必争之要地。为更好推动我国信息与电子领域发展,本文通过文献分析及访谈调研等研究方法,梳理总结了我国信息与电子领域的发展优势及短板,分析研判了新形势下我国建设世界科技强国对信息与电子领域提出的关键要求,面向我国重大发展战略需求,研究提出了我国信息与电子领域发展战略构想,并从战略谋划、体系发展、双链融合、人才发展四个层面研究提出了推进我国信息与电子领域工程科技发展的对策建议,即实施系统性战略规划,强化信息与电子领域体系化布局发展;夯实基础、超前谋划,提升信息与电子领域底层支撑与前沿引领能力;聚焦网络强国、数字中国建设,加速推进产业链和创新链双链融合;重视信息与电子领域工程科技人才培养和基础研究人才队伍建设,以期助力我国信息与电子领域高质量发展。

碳材料复合金属氧化物在柔性超级电容器的研究进展

摘要:柔性超级电容器因电容量大、可快速充放电、长寿命等优点,在轻便、多功能可穿戴柔性电子产品中具有重要地位。其中,基于碳材料的超级电容器,在导电性、循环稳定性以及机械柔韧性等方面表现优异。然而,由于有限的比表面积,碳材料的双电层比电容提升空间非常有限。金属氧化物,因具有高的理论赝电容,是超级电容器另一类重要的电极材料;但是金属氧化物也面临着导电性差、循环不稳定等缺点。将金属氧化物与碳材料复合,通过充分利用二者各自的优势,来协同提高超级电容器的综合性能是近年来超级电容器研究的一个重要方向。本文综述了碳量子点、一维碳纳米管、石墨烯、三维生物碳等多种形式的碳材料与金属氧化物的复合,以及复合电极材料在柔性超级电容器上应用的最新进展。着重从材料的制备、复合方式到柔性超级电容器储能性能等角度来介绍不同形式的碳材料在复合金属氧化物上各自的特点和优势。最后,对碳基复合材料柔性超级电容器的发展前景进行展望。