钨青铜纳米材料的制备及其在电致变色领域的研究进展

摘要:电致变色是指在外加电场作用下,材料发生可逆光学性质变化的一种现象,基于该技术的电致变色器件在智能窗、节能显示等领域具有广阔的应用前景,可助力我国“双碳”战略目标的实现。钨青铜纳米材料因其原料丰富、开放的框架结构、丰富的离子传输路径和晶体结构,是一种极具潜力的电致变色材料。基于该材料制备的电致变色器件具有对比度高、光谱调制范围广、响应时间快和循环稳定性优异等特点,在智能窗和建筑节能领域展现了巨大的潜力。本论文综述了钨青铜纳米材料的结构特点和制备合成工艺,总结了近年来钨青铜纳米材料在电致变色领域的国内外研究进展,并对其未来发展方向和应用前景进行了展望。

高功率大面积AI芯片液冷技术进展

摘要:随着人工智能(artificial intelligence,AI)技术的升级迭代,巨大的算力需求推动了AI芯片的发展,特别是近年来开发的芯粒(Chiplet)技术,为人工智能提供了高计算性能、高良品率、低成本的先进芯片封装集成方案,为AI发展提供了坚实的硬件支撑。Chiplet型芯片具有大面积、高发热功率的特征,其3D的芯片堆叠设计带来了热流分布不均匀、多层芯片导热路径长、填充热界面材料较厚等散热难题,成为了芯片性能提升的关键瓶颈,Chiplet型芯片的高效热管理成了人工智能发展的关键挑战。本文综述了芯片热管理的先进液冷技术进展,包括单相与两相液冷方案,基于冷却架构分为冷板式液冷、近结区液冷与浸没式液冷,并针对2. 5D、3D Chiplet型芯片中的散热问题与冷却方案进行了总结,为高功率大面积AI芯片的液冷方案的应用与发展提供参考。

CVD金刚石膜应力的产生、抑制、应用及测量

摘要: 金刚石具有优异的性能, 在光学、电子器件热管理及宽禁带半导体领域有着广阔的应用前景, 被誉为终代半导体。作为光学窗口, 需要大尺寸、厚度2 mm 以上的CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积)金刚石自支撑厚膜; 在半导体散热中, 则需要4英寸(1英寸=2.54cm)以上、100μm厚的金刚石自支撑膜与GaN 等半导体材料进行键合。但由于技术限制, 大面积CVD金刚石膜的合成及应用依旧存在较大困难。一方面, 沉积过程中应力会导致金刚石膜发生破裂; 另一方面, 残余应力会导致金刚石膜发生翘曲, 键合质量变差。因此, 控制金刚石膜的应力成为目前金刚石膜规模化、大范围应用的一个关键问题。本文综述了CVD金刚石应力的分类、来源以及影响应力的各种因素, 详细介绍了抑制金刚石膜应力的措施。同时, 总结了通过人为施加应力来改善金刚石性能的研究, 包括应力改变金刚石带隙、应力提高金刚石热导率等。最后, 给出了评价金刚石应力大小的方法及理论计算公式, 并分析了未来金刚石膜应力研究的趋势。

X射线诱导光致变色材料的机理与应用

摘要:X 射线诱导光致变色材料(X-ray Induced Photochromic Materials, XP 材料)因具有辐射剂量依赖的变色性质,在国防安全、核能开发利用、工业探伤和医学成像等领域具有广泛的应用前景。近年来, 国内外科学家已发展了多种XP 材料, 深入探讨了其辐射变色机制, 并开展了特异性应用研究, 亟需综合论述其变色机理和应用领域。本文综述了X 射线辐射变色性质的材料体系, 并归纳其化学组成和变色特点, 对比了各种类型XP 材料的优缺点, 讨论了X 射线诱导光致变色的机理, 如色心形成和氧化还原反应等过程。最后, 介绍了XP 材料在X 射线探测器以及医学和工业中的潜在应用, 并展望了其未来的发展方向。本文对发展性质更优异、场景适用性更灵活的XP 材料后续研究具有重要意义, 可促进XP 材料的商业化应用进程。

电化学双电层电容器失效机理的研究进展

摘要: 电化学双电层电容器(electrochemical double layer capacitors,EDLC)因其高功率密度,长循环寿命和快速充放电能力而备受关注。然而,EDLC的稳定性和可靠性对于实际应用具有决定性的影响。为提升稳定性和延长寿命,深入了解性能衰减与失效机理至关重要。探讨了EDLC的失效标准以及性能衰减的监测和原位电化学表征方法。通过综述EDLC失效研究的新进展,聚焦于电极材料、电解液、电极-电解液界面及集流体等核心组件,旨在揭示不同体系中的失效现象和机理。最后,展望了高稳定性EDLC的发展方向和挑战,强调新材料开发与表征方法改进,为性能优化和应用拓展提供策略。

电子级磷酸的结晶精制技术发展现状与研究进展

摘要:电子级磷酸作为电子工业常用的一种超高纯试剂,广泛应用于大屏幕液晶显示器和超大规模集成电路等微电子工业中的湿法蚀刻和清洗。随着电子元器件加工精度的迭代更新,对电子级磷酸中杂质含量与微粒的要求也在日益提高。综述了电子级磷酸深度净化的常用方法,重点阐述了结晶精制技术在电子级磷酸深度净化中的优势和应用进展,总结了结晶法在磷酸深度净化过程中的杂质包藏与迁移机制,并概述了结晶纯化的过程强化手段。最后,对电子级磷酸结晶精制技术的发展作出了前景展望。

微通道液液两相弹状流传热的研究进展

摘要:高热流密度散热是当前微电子器件高效稳定运行的关键问题,微通道液液两相流动传热技术是一种有效的解决方案。综述了微通道液液两相流型的分类,其中弹状流相比于其他流型,具有显著的强化传热传质性能,是微通道液液两相流动中的重要流态。对微通道液液两相弹状流传热的研究进展进行了整理与分析,提出了当前研究中存在的科学问题: 现有研究大多依赖于数值模拟方法,相关的实验研究相对较少; 现有的数值计算模型通常简化了实际物理问题,且大多数未与实验数据进行对比验证; 多数数值模型采用宏观数值计算方法捕捉两相界面,其对流场、温度场及界面传热传质的计算准确性仍需进一步验证; 实验研究多集中于小通道,主要测定宏观尺度的全局数据,而对微观尺度下的局部和瞬时数据的研究较为缺乏。展望了微通道液液两相弹状流传热的未来研究方向。

半导体材料闪烧机理及制备研究进展

摘要:半导体材料作为工程材料和光电材料的重要组成部分,在新能源、通信电子、生物医疗、航空航天等领域具有广泛的应用前景。但半导体材料多为离子键或共价键化合物,采用传统烧结工艺制备致密陶瓷材料所需的烧结温度较高,保温时间较长,不可避免地会引起晶粒粗化及气孔残留,进而影响陶瓷材料的各项性能。目前,低温烧结制备半导体材料引起了研究人员的广泛关注,闪烧技术制备陶瓷材料成为其中的研究热点。本文立足理论与应用两方面,系统综述了半导体材料闪烧技术的研究进展,阐述了该烧结新技术在高性能半导体材料制备过程中的优势及应用前景,以期为闪烧技术的机理、工艺优化及应用拓展提供研究方向。

Ag-Pd合金电子结构和电导率的第一性原理计算

摘要:针对微电子封装领域引线键合材料中常用的Ag-Pd这一合金体系,本实验使用第一性原理计算方法研究了钯掺杂含量对银合金电学性能的影响。使用VASP软件,基于108原子的面心立方超晶胞模型研究了Ag-Pd固溶体的基态电子结构,计算了包括态密度和超晶胞的有效能带。结果表明,Pd掺杂引入的态密度主要分布在-6 eV 到-3 eV 和-1.8 eV 左右两个区间,这两组态密度均在倒易空间第一布里渊区内均匀分布。针对超晶胞模型和基态计算的局限性使用SPR-KKR 软件,以KKR-GF-CPA 方法结合德拜模型和Kubo线性响应理论计算了不同温度下不同Pd含量的Ag-Pd合金电导率数据。在有实验值覆盖的范围,计算结果同实验值符合良好,变化趋势符合物理规律。

先进封装铜柱凸点互连技术及可靠性发展现状

摘要:随着电子元器件不断向轻量化方向发展,铜柱凸点凭借其高径比柱状结构,能够在相同面积内实现更小的节距和更高的互连密度,因而成为一种兼具高性能与高可靠性的倒装芯片互连方案. 文中对比了传统C4 凸点与铜柱凸点之间的差异,总结了铜柱凸点结构的独特特征及其所带来的热学、电学和力学性能优势,同时也指出了该技术目前存在的问题与挑战. 文中还讨论了电镀制备铜柱凸点的工艺流程,详细阐述了镀液成分和电镀参数对凸点质量的影响,表明通过优化添加剂种类、含量以及电镀工艺条件,可制备出高度平整、一致性优异的铜柱凸点. 此外,分析了铜柱凸点在热循环和电迁移可靠性方面的表现,包括在热老化、热循环和电迁移等试验中凸点的形貌与组织变化,探讨了凸点形状、表面处理及底部填充等因素对可靠性的影响,最后,对铜柱凸点未来的发展方向进行了总结与展望.创新点:(1) 讨论了电镀制备铜柱凸点的影响因素和制备工艺.(2)系统地总结了铜柱凸点在热循环、电迁移可靠性方面的研究进展.