集成电光频率梳研究进展

摘要:光学频率梳是由一系列离散且等间隔分布的频率成分所组成的光谱结构,作为光谱分析的天然刻度尺,其已广泛应用于光谱学、精密测量、光通信、传感等多个领域。光学频率梳根据其产生技术可分为基于锁模激光器的光学频率梳、克尔微腔光学频率梳、电光频率梳。电光频率梳由于其频率间隔可调、梳齿功率较高、可实现微波到光波的转换等优势,得到了充分发展。但传统电光频率梳的产生器件存在体积大、功耗高的缺点,限制了其进一步应用。随着微纳加工技术的不断发展,越来越多的材料应用于片上集成光学器件,包括硅、氮化硅、氮化铝、磷化铟、铌酸锂、砷化铝镓等。集成电光频率梳器件具有体积小、功耗低等优势,是构建光电集成芯片的重要器件。文中旨在对集成电光频率梳的研究现状进行综述,首先介绍光学频率梳的类型,并详细论述电光频率梳的产生机制;其次介绍产生集成电光频率梳的材料平台、相应的光梳性能指标及其应用;最后基于目前集成电光频率梳领域存在的问题,对未来的研究趋势做出展望。

响应范围可调的倍增型有机光电探测器进展

摘要:光谱响应范围反映了光电探测器可探测信号光的波长范围,决定了器件的适用场景和应用领域。倍增型有机光电探测器(PM-OPDs)有光谱响应范围可调特性,为其未来在不同场景中的高灵敏探测提供了关键支撑。本文通过介绍PM-OPDs 的工作机理,并分析调控器件光谱响应范围的方法,为光谱响应范围可调的PM-OPDs 的进一步研究工作提供实验依据和理论参考。首先,阐述了PM-OPDs 的工作机理,剖析光谱响应范围的重要影响因素。然后,分别介绍了宽响应和窄响应PM-OPDs 的研制方法。对于宽响应PM-OPDs,主要介绍了窄带隙材料甄选、三元策略、双层结构拓宽器件光谱响应范围的内在机制;对于窄响应PM-OPDs,以“载流子注入窄化”概念为核心,从材料甄选和器件结构两个维度分析了实现窄响应探测的方法。最后,梳理了光谱响应范围可调的PM-OPDs 的研究成果和进展,以挖掘提高器件性能更多潜在途径和方法。

电力电子中高频软磁材料的研究进展

摘要:随着电力电子行业的飞速发展,新型电磁材料的投入使用,对电子元器件的高频磁性能提出了新的要求。磁芯作为电子元器件的核心部件,其发展程度直接决定电子元器件的性能,这就要求具有优异高频软磁性能的材料发展。本文综述了四种软磁材料的发展历程,对每种软磁材料的优缺点进行了归纳总结,同时指出了未来的发展方向,并重点对近年来研究热门的软磁复合材料进行了梳理。粒径大小可控、包覆层对核层的包覆均匀程度以及从实验室走向产业化的大批量制备方法是未来高频软磁复合材料的发展趋势。

硅转接板制造与集成技术综述

摘要:集成电路制程发展放缓,具有高密度、高集成度以及高速互连优势的先进封装技术成为提升芯片性能的关键。硅转接板可实现三维方向的最短互连以及芯片间的高速互连,是高算力和人工智能应用的主流封装技术。从硅转接板设计、制造以及2.5D/3D集成等方面,系统阐述了硅转接板技术的发展现状和技术难点,并对相关关键工艺技术进行详细介绍。

Ar原子与石墨片层相互作用的分子动力学研究

摘要:在EUV(extreme ultraviolet)光刻机中,多层膜反射镜在暴露于高能EUV 辐射下会产生碳(C)沉积等污染,严重降低反射镜的反射率以至于降低光刻机的使用寿命。而EUV光对背景气体电离产生的EUV诱导等离子体对沉积碳有着较好的清洁作用。采用分子动力学方法对EUV诱导氩(Ar)等离子体与石墨状沉积碳的相互作用过程进行模拟,从Ar在石墨表面的吸附到大量Ar原子对石墨表面累计辐照进行研究。结果表明,Ar在石墨表面Hollow位点具有最稳定的吸附结构,当Ar在石墨表面扩散时倾向穿过C—C键中间的Bridge点向相邻Hollow点扩散。单个独立载能Ar在入射到石墨表面时会产生反射、吸附和扩散3 种现象,这主要与Ar原子入射到石墨的位点有关。而当大量Ar累计辐照石墨时,根据入射Ar 数量和能量的增多会产生多种缺陷并不断发展,使石墨层的强度大大减弱并产生物理溅射效果。

Mg掺杂氧化镓研究进展

摘要: 氧化镓( Ga2O3)材料具有超宽禁带宽度、高击穿电场强度,在电力电子器件和光电器件领域具有巨大应用前景。虽然氧化镓难以实现p型导电,但仍可以利用p型掺杂调控能带实现电学性能设计。实验上已验证的氧化镓p型掺杂杂质有Mg、Fe、N、Zn、Cu、Ni、Co 等,其中,Mg掺杂由于形成能最低、能级位置最靠近价带顶,以及掺入方法多而被大量研究。本文聚焦Mg掺杂,首先对Mg 掺杂氧化镓的受主能级的理论计算认识和实验测试结果进行综述; 接着总结了Mg掺杂氧化镓半绝缘单晶和外延层的各种掺杂方法、掺杂浓度,以及在热处理中Mg扩散等关键问题; 最后指出关于Mg掺入、激活及扩散机制还值得进一步研究,并对其未来进行了展望。

柔性导电高分子复合材料在应变传感器中的应用

摘要:柔性和可穿戴传感器最近十几年来的发展,使得它们在个性化医疗、人机交互和智能机器人等方面拥有良好的应用前景。由导电材料和弹性聚合物组成的柔性导电高分子复合材料具有高的可拉伸性、良好的柔韧性、优异的耐久性等优点,可用来制备传感范围宽、灵敏度高的柔性应变传感器。本文综述了基于柔性导电高分子复合材料的可拉伸应变传感器的分类(填充型、三明治型、吸附型应变传感器) 和传感机理( 隧穿效应,分离机制,裂纹扩展),并详细介绍了传感器所用复合材料的结构设计,包括内部结构(双逾渗网络、隔离、多孔、“砖混”结构)、表面结构( 微裂纹、褶皱结构)和宏观结构(纤维状、网状、薄膜结构) 。内部结构设计可降低材料的逾渗阈值,表面结构设计可提高传感器性能,每个宏观结构都有自己的特点。最后对应变传感器的材料选择、制备工艺、结构设计、附加性能、集成技术和应用方向等方面进行了展望。

光/电化学驱动硫代磷酸酯类化合物的合成研究进展

摘要:硫代磷酸酯类化合物是一类含有S—P(O)键的有机磷化物, 具有重要的化学和生物学特性, 广泛应用于有机合成、药物化学和农用化学等各个领域. 因此, 开发高效、便捷地制备硫代磷酸酯的方法在磷化学研究中具有重要意义.近年来, 随着可持续化学发展的要求, 可见光和电催化有机合成作为绿色友好的策略引起了化学家们的广泛关注. 本综述介绍了光/电合成硫代磷酸酯类化合物的研究进展, 包括无金属光催化、金属光催化、染料光催化、光氧化还原和金属协同催化的新型光催化反应以及无外部金属和催化剂的电氧化反应.

具身智能发展趋势与展望

摘要:人工智能的发展目标是使机器像人类一样思维和行动,不仅能求解复杂问题,更重要的是能在一个复杂、动态、不确定的物理世界中进行交互。具身智能强调智能体通过物理载体与环境的动态交互,在感知、决策与行动中不断学习和进化,从而突破传统静态数据训练模型的局限,展现出更强的环境适应性与泛化能力,已成为实现人工智能发展目标的关键路径之一。本文深入探讨了具身智能的概念、内涵、计算框架与系统实现,在此基础上进一步梳理了具身智能的发展现状、演进趋势与面临的挑战。同时,特别指出,生成式人工智能,尤其是大语言模型、多模态大模型以及正在演进的“信息-物理-认知”三域融合大模型等技术在加速具身智能演进中的关键作用。面对全球人工智能竞争日益加剧的态势,总结与分析了我国在具身智能领域发展取得的进展和面临的风险,并提出了我国应重点布局的研究方向和针对性的对策建议,助力我国在全球具身智能竞赛中占据领先地位。

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。