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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
金刚石半导体衬底研磨抛光技术研究现状及展望

金刚石半导体衬底研磨抛光技术研究现状及展望

摘要：随着半导体电子器件的集成化与小型化发展，金刚石优异的热导性、电导性成为制备半导体衬底的理想材料。为了满足半导体行业对电子器件高精度和高可靠性能的要求，需对金刚石表面进行抛光处理。然而，金刚石高硬度、高耐磨性、高化学惰性的特点，使金刚石的加工面临诸多困难，现有的金刚石抛光技术都有一定的自身优势和不足，急需一种在保证效率的情况下，同时获得光滑、平整、低损伤的金刚石表面抛光技术。因此，本文对金刚石抛光技术的国内外相关文献进行了梳理，总结了机械抛光、热化学抛光、化学机械抛光、等离子体刻蚀抛光、激光抛光等技术的原理与优缺点，对未来金刚石抛光技术来说，应朝着多种技术相互搭配以及智能化、精密化、环保化的方向发展，进而拓展金刚石材料的应用范围。
光电 2026年06月09日
我国集成电路现代化产业体系构建的战略与路径思考

我国集成电路现代化产业体系构建的战略与路径思考

摘要：集成电路产业具有高度系统复杂性特征，其关键核心技术的突破高度依靠体系化能力支撑。美西方加速推进遏制中国崛起的“小院高墙”策略、“新华盛顿共识”和“去风险”等体系化政策，中国集成电路产业“阻链”“断链”等极端风险加剧；同时，面临中国式现代化和加快发展新质生产力的新使命新要求，亟须以新发展范式和战略逻辑加快推进集成电路产业现代化。文章基于新型国家创新体系、使命驱动型创新和场景驱动创新理论，探讨从“后发追赶”和“前瞻引领”双元整合视角，统筹“使命牵引”与“场景驱动”，重构集成电路技术创新体系，加快集成电路产业现代化；并进一步提出把握场景机遇、健全新型举国体制、统筹科技教育人才“三位一体”、建设国家级创新联合体、加强企业主导的产学研深度融合、构建全球本土化创新生态等对策思考，为加快以科技创新引领集成电路产业现代化、助力新质生产力培育提供理论与战略支撑。
光电 2025年02月08日
激光融合制造及在柔性微纳传感器的应用（特邀）

激光融合制造及在柔性微纳传感器的应用（特邀）

摘要:柔性微纳传感器的新兴发展对先进制造技术提出了更高要求。其中，激光融合制造充分集成激光增材、等材、减材加工形式，凭借高精度、非接触、机理丰富、灵活可控、高效环保、多材料兼容等特点突破了传统制造在多任务、多线程、多功能复合加工中的局限，通过激光与物质相互作用实现跨尺度“控形”与“控性”，为各类柔性微纳传感器的结构-材料-功能一体化制造开辟了新途径。本文首先分析激光增材、等材与减材制造的技术特点与典型目标材料，展示激光融合制造的技术优势，接着针对近年来激光融合制造在柔性物理、化学、电生理与多模态微纳传感器中的典型应用展开讨论，最后对该技术面临的挑战以及未来发展趋势进行了总结与展望，通过多学科交叉互融，开辟柔性微纳传感器制造新路径，拓展激光制造技术的应用场景。
光电 2024年10月22日
超灵敏快速石英增强光声传感关键技术及应用

超灵敏快速石英增强光声传感关键技术及应用

摘要：概述了近年来基于石英增强光声光谱（QEPAS）实现超灵敏快速痕量气体传感的关键技术及其应用。首先，讨论了不同类型声学腔与石英音叉（QTF）的耦合机制，以及它对提高QEPAS 系统灵敏度的影响。设计合适的声学腔可以有效地放大光声信号，从而提高传感器的检测灵敏度。其次，介绍了一种无需预先校准且响应速度更高的拍频石英增强光声光谱（BF-QEPAS）技术。重点阐述了定制QTF 的设计理论，以及结合定制音叉QEPAS 的一些技术突破。介绍了超灵敏快速石英增强光声传感在环境监测、医疗诊断、电力系统安全监测等领域的应用，并展望了未来超灵敏快速QEPAS技术在新型激发光源、微型化传感器等方面的发展趋势。
光电 2025年07月24日
硅通孔3D互连热-力可靠性的研究与展望

硅通孔3D互连热-力可靠性的研究与展望

摘要：硅通孔（TSV）技术是3D集成封装中用于实现高密度、高性能互连的关键技术，TSV的热-力可靠性对3D集成封装的性能和寿命有直接影响。从TSV的制造工艺、结构布局、材料可靠性以及评估方法等多个方面对TSV 3D互连的热-力可靠性进行研究，对其研究方法和研究现状进行总结和阐述。此外，针对TSV尺寸减小至纳米级的发展趋势，探讨了纳米级TSV在应用于先进芯片背部供电及更高密度的芯片集成时所面临的可靠性挑战。
光电 2025年11月11日
无“线”可能：激光能量传输如何重塑能源未来

无“线”可能：激光能量传输如何重塑能源未来

摘要：分析了激光无线能量传输（laser wireless power transmission，LWPT）技术的基本原理、发展背景及未来应用。该技术基于受激辐射原理，将电能转化为激光能量，经过大气或真空介质传输后，最终由激光电池将光能高效转换为电能，具备高方向性、高能量密度、远距离传输等优势。在低空产业领域，LWPT 可为无人机、飞行汽车等提供持续能源补给，显著提升续航能力与作业效率；在商业航天领域，其可为卫星、空间站及深空探测器构建灵活的能量传输网络，支撑长期太空任务。展望未来，LWPT 技术与激光通信、卫星遥感定位等技术结合，可实现能源与信息的协同传输，构建交通–信息–能源三网融合的智能化蓝图，推动交通系统向高效化、自动化迈进。这一目标的实现，需依托多行业深度合作与持续技术创新，并同步推进跨领域协同研发及标准规范制定。通过推动该技术的发展，有望催生能源传输领域的革命性变革，为现代社会的发展提供坚实的支撑。
光电 2025年12月31日
宽禁带半导体碳化硅基核辐射探测器研究进展

宽禁带半导体碳化硅基核辐射探测器研究进展

摘要：碳化硅（SiC）半导体材料具有宽禁带、大晶体原子离位阈能及高电子空穴迁移速率等众多突出优势，基于其研制的SiC核辐射探测器具有耐高温、抗辐照、体积小、响应快等优点。高质量、大尺寸SiC晶体材料与外延生长技术及器件制备工艺的不断提升，极大地促进了SiC基核辐射探测器的发展。本文从SiC核辐射探测器的原理及性能评价指标入手，分析了辐射探测时SiC材料与各种辐射粒子相互作用的方式、主要性能指标，以及主要性能指标与SiC晶体缺陷等的关系，并基于SiC晶体的物理性质，总结对比了探测器级SiC晶体衬底制备和外延生长的方法，重点介绍了SiC带电粒子探测器、中子探测器、X/γ探测器的最新研究进展，分析了SiC基核辐射探测器发展面临的挑战，为提高SiC基核辐射探测器的性能提供了参考。
光电 2026年03月27日
电子鼻技术及其应用研究进展

电子鼻技术及其应用研究进展

摘要：电子鼻（Electronic nose，E-nose）技术作为一种有效的嗅觉模拟与气体识别的方法被广泛应用。电子鼻系统由气体传感器阵列组成，利用其交叉敏感性对气体进行检测。电子鼻系统利用机器学习算法，对气体进行定性定量分析。传统的机器学习算法在电子鼻系统中的应用已经成熟，如今深度学习算法也慢慢在电子鼻系统中应用。电子鼻系统具有选择性高、精密度好、反应快速、稳定性和延展性好的特点，被应用于包括有毒气体检测、空气质量管理、食品新鲜度和质量预测等方面。本文从气体传感器阵列的组成、信号采集与处理单元、模式识别算法的分类以及电子鼻系统在实际中的应用等方面综述了电子鼻系统气体识别的最新研究进展，最后对电子鼻系统气体识别目前所存在的问题以及发展前景进行了总结和展望。
光电 2024年12月09日
微晶氧化铝在薄壁陶瓷封装外壳上的应用

微晶氧化铝在薄壁陶瓷封装外壳上的应用

摘要:氧化铝陶瓷封装外壳的薄壁化有利于提升散热能力并降低外壳重量,但薄壁化在实际应用中存在可靠性隐患,尤其是在航空航天等严苛工况条件下.普遍认为氧化铝的强度和气密性是解决薄壁陶瓷封装外壳可靠性难题的关键,为解决这个难题,自主研发了微晶氧化铝陶瓷,并对陶瓷的抗弯强度和气密性进行了测试,以此设计为依据,采用微晶氧化铝制备出了外形尺寸1.6mm×1.2mm、壁厚0.15mm 的薄壁陶瓷封装外壳,可靠性验证合格,满足了新型电子器件的应用需求.
光电 2025年02月10日