碳基CMOS集成电路技术: 发展现状与未来挑战

摘要：碳纳米管凭借其优良的电学性质、准一维尺寸以及稳定的结构成为后摩尔时代最理想的半导体材料。目前碳基电子学已经取得很大进展, 例如可以在4寸晶圆上得到高半导体纯度(超过99.9999%)的密排(100~200CNTs/μm)阵列碳纳米管, 晶体管栅长可以缩至5 nm且具备超越硅基的性能, 世界首个碳基现代微处理器RV16XNANO已经问世。本文综述了近年来碳纳米管在材料、器件和集成电路方面的发展, 以及未来可能在光电、传感、显示和射频等领域的应用前景. 最后, 文章列举了碳基CMOS集成电路推向产业化的过程中面临的一系列挑战, 并对碳基技术发展路线做了进一步展望。

光电 2024年05月16日 1 点赞 0 评论 949 浏览

柔性可穿戴电子应变传感器的研究进展

摘要：柔性可穿戴电子应变传感器因可承受力学形变、质轻及实时监测等优点，是柔性电子领域的研究热点之一，本文从材料选择、器件结构、传感原理、疲劳失效及数值模拟等方面进行了综述。应变传感器的力电转化效率与寿命从本质上取决于导电网络演变和功能层/基底界面，需综合衡量材料的导电性和浸润性等属性，提高其传感性能。功能层结构分为螺旋、褶皱、编织、多孔及仿生五类。传感原理包括压阻、电容及压电式，其中压阻式分为断开机制、裂纹扩展及量子隧道效应。疲劳特性研究表明，交变应力会导致功能层屈曲、开裂及脱落。利用官能团改性、构建三维自交联阵列、引入拓扑结构及形成有序纳米晶畴可改善器件服役行为。疲劳失效模型归纳为拉、弯及扭转形式，在此基础上讨论了模型建立原则、力学本构关系及寿命预测精度。结合数值模拟和应变传递理论构建等效导电路径模型可揭示传感过程中的形态变化、应变分布及界面作用，实现对外界刺激的精准测量。下一步应从基底热力学稳定性、极端条件下服役行为、力电转换机制及穿戴舒适性等方面深入探究，为构建综合性能良好的传感器奠定基础。

光电 2024年05月27日 1 点赞 0 评论 575 浏览

面向大算力应用的芯粒集成技术

摘要：随着先进制程接近物理极限，摩尔定律已无法满足人工智能大算力需求。芯粒技术被公认为延续摩尔定律，提升芯片算力的最有效途径。针对芯粒技术研究热点，从集成芯片的应用与发展、典型芯粒封装技术、芯粒技术的挑战和机遇方面进行了系统性的梳理。详细列举了当前芯粒技术的应用成果，分析了2.5D、3D堆栈以及3D FO封装技术特点。

光电 2025年11月14日 0 点赞 0 评论 44 浏览

电阻式柔性触觉传感器的研究进展

摘要：电阻式柔性触觉传感器具有柔韧灵敏、简单可靠、检测范围广、易于集成化等特点，在触觉感知、人机交互、医疗健康等传感应用领域占据着极其重要的地位，具有广阔的应用前景。随着电阻式柔性触觉传感器的发展，其制备技术和结构设计愈加精密成熟，3D打印技术的应用以及各类微结构的设计使传感器柔韧性和灵敏性得到了极大的提高。然而，目前高性能电阻式柔性触觉传感器的制作工艺仍旧十分复杂，严重限制了其批量生产的能力。再加上电阻式柔性触觉传感器不能实现剪裁拼接、高效低耗等功能，因而无法满足人们对其大面积覆盖和高密度触觉感知的期望。此外，就性能而言，电阻式柔性触觉传感器也难以实现高柔与高敏的兼顾效果，在传感上仍有局限性。为了解决这些难点，众多国际学者在柔性衬底材料、导电敏感材料的选择，以及敏感单元、阵列结构的设计上进行了大量的研究，搭建电子皮肤触觉感知系统。如今，电阻式柔性触觉传感器已经朝着微型化、集成化、自愈合、自清洁、生物适应、生物降解、神经接口控制等方向发展，并在多功能传感上取得了卓越成果。本文首先介绍了电阻式柔性触觉传感器的检测原理和性能指标，然后从材料选择、结构设计和性能优化方面概述了电阻式柔性触觉传感器的研究现状和关键技术，讨论了其在触觉感知、人机交互、医疗健康等领域的相关应用，最后指出了目前电阻式柔性触觉传感器研究所存在的技术难题，并对其未来发展进行了展望。

光电 2024年05月27日 1 点赞 0 评论 375 浏览

晶上系统：设计、集成及应用

摘要：晶上系统（SoW）是近年来兴起的一种晶圆级超大规模集成技术。SoW是在整个晶圆上集成多个同构同质或异构异质的芯粒，并且芯粒相互连接组成具有协同工作能力的晶圆级系统，是后摩尔时代进一步提升系统性能的有效技术方案。总结了SoW技术近年来的主要研究进展，对系统架构、网络拓扑、仿真建模、供电和散热等关键技术进行了介绍，并对SoW技术的发展和应用前景进行了展望。

光电 2025年11月05日 1 点赞 0 评论 160 浏览

有机电致发光二极管蓝光材料的研究进展

摘要：有机电致发光二极管(Organic light-emitting diode，OLED)在显示和照明领域中应用潜力巨大。蓝光作为三基色之一，是OLED 中不可或缺的一部分。但是，蓝光材料禁带宽度大，所需激发能量过高，容易影响蓝光器件的效率与寿命，这限制了OLED的发展和应用。因此，发展高效、稳定的纯蓝光材料是实现低成本、高质量、长寿命商业化OLED 的前提。本文综述了具有100%内量子效率的磷光蓝光材料和热活化延迟荧光材料的最新发展。同时，针对使用二元共混发光层系统的溶液处理存在的结晶性、相分离、基体材料选择以及精确控制掺杂剂浓度等问题，探究了蒽类发光材料、聚集诱导延迟荧光以及“热激子”材料作为非掺杂发光层材料在OLED领域的发展。本文系统综述了蓝光OLED研究的最新进展，为开发稳定、纯蓝的电致发光材料提供多种思路和借鉴。

光电 2024年05月24日 1 点赞 0 评论 170 浏览

GaNP沟道功率器件及集成电路研究进展

摘要：GaN功率器件具有导通电阻小、开关速度快、击穿电压高等特点，已广泛应用于高频、高功率的电力电子转换器中。为充分发挥GaN器件的性能优势，将功率电子器件和控制器、驱动等外围电路进行全GaN单片集成是最小化寄生参数的有效手段，也是GaN功率集成电路的重要发展方向。着眼于利用二维空穴气（2DHG）的GaN基型器件的发展进程，论述了P型器件面临的技术难题，进一步分析了其对于GaN互补逻辑电路集成发展的重要性，讨论了相关的GaN集成工艺平台，对器件结构及制备工艺的创新、GaN集成技术面临的相关挑战进行了分析与展望。

光电 2025年10月31日 1 点赞 0 评论 49 浏览

晶界热电材料: 热电参数调控策略及研究进展

摘要：多晶热电材料中, 晶界作为各类缺陷形成以及调控的重要场所, 在热电输运中扮演着重要角色. 本文系统阐述了晶界处不同缺陷对电子和声子的影响及其作用机制, 并系统地总结了基于晶界调控实现热电参数提升及协同优化的有效策略. 首先, 通过分析晶界对载流子输运的积极作用, 分别阐释了晶界处动态掺杂调控载流子浓度, 晶界相结构(导电通道、高介电常数相、晶界角度、能带对齐)优化载流子迁移率, 以及界面能量过滤效应增强Seebeck系数的有效机制. 然后, 通过分析晶界对声子输运的阻碍作用, 分别归纳了晶界处本征相(晶粒细化)和非本征相(纳米第二相)结构对声子散射的增强机制. 此外, 通过分析晶界处载流子和声子的解耦机制, 提出实现热电输运性能协同优化的有效方法(如优化晶粒尺寸、引入共格或半共格第二相等). 最后, 指出通过深入理解晶界微观机制、高效设计晶界结构、解耦调控电声输运, 建立微观结构-晶界调控-热电性能之间的构效关系, 为未来高效晶界热电材料的研发提供理论和实验基础.

光电 2025年12月12日 1 点赞 0 评论 22 浏览

面向集成电路产业的电子电镀研究方法

摘要：电子电镀是集成电路等高端电子制造产业的核心技术之一, 其技术特点和难点在于在微纳米尺度通孔、盲孔、沟槽等限域空间内部实现金属镀层的均匀增厚或致密填充。然而, 我国针对面向集成电路制造产业的微纳尺度电子电镀过程中的金属电沉积的表界面反应过程、添加剂的分子作用机制及其协同作用、以及镀层的理化结构与电学性能之间的构效关系的基础研究十分薄弱, 缺乏系统和成熟的理论体系和研究方法。结合厦门大学电镀学科多年的科研工作, 本文拟归纳微纳米尺度电子电镀的关键科学问题和技术难点, 介绍电子电镀镀液体系的发展, 梳理电子电镀的经典电化学研究方法和电化学原位先进研究方法, 展望电子电镀工况研究方法的必要性和紧迫性, 希望助力发展先进的电子电镀研究方法, 推动电子电镀基础理论和工艺技术研究的进步。

光电 2024年05月17日 1 点赞 0 评论 174 浏览

NaCl限域调控的电极材料及在超级电容器中的应用

摘要：NaCl作为一种典型的离子型化合物，溶解或熔融后能展示出较高的离子导电性, 在水、甘油等溶剂中溶解度较高，并且廉价易得. 凭借这些重要的物理化学特性, NaCl逐渐受到研究人员的青昧。主要综述了近年来NaCl在电极材料调控方面的研究进展，重点介绍了NaCl模板法及熔盐法制备电极材料新技术，详细分析了NaCl对电极材料结构、形貌的调控机制,及辅助冷冻干燥技术、溶胶凝胶技术、单一熔盐法、混合熔盐法相关技术策略的特点和优势。最后，分析了相关技术走向工业化应用所面临的挑战和困难，并对未来的发展进行了展望。

光电 2024年05月14日 0 点赞 0 评论 260 浏览