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CVD金刚石薄膜与涂层制备技术及关键领域应用研究进展

CVD金刚石薄膜与涂层制备技术及关键领域应用研究进展

摘要：金刚石因其优异的理化性质，在众多领域都有着广阔的应用前景，化学气相沉积则是金刚石薄膜与涂层常用的制备技术之一。详细阐述了CVD 金刚石的生长机理，包括气体输送与活化、表面吸附与分解、成核与生长等过程。介绍了多种CVD 金刚石制备技术，如热丝化学气相沉积、微波等离子体化学气相沉积和直流等离子体增强化学气相沉积，并对其原理与特点进行了比较。在工艺调控方面，分析了气源体系选择、沉积参数调控等对金刚石膜质量和性能的影响。通过优化碳源气体种类、浓度、反应气氛以及沉积气压和温度等参数，可以显著提升金刚石膜的生长速率和质量，精准调控这些参数是实现高质量金刚石生长的关键。在应用方面，阐述并分析了金刚石薄膜在量子技术、光学、能源领域，以及金刚石涂层在机械加工、生物医学、航天领域的应用场景。尽管CVD 金刚石技术已实现多领域突破应用，但其仍面临规模化生产、长期生物安全性验证及复杂工况性能优化等挑战。未来研究将聚焦多功能涂层开发、低成本制备、生物安全性验证及极端环境性能突破，进一步攻克大尺寸单晶生长、低温高质量沉积及智能化工艺控制等关键技术，以满足高端制造与科技发展需求。
光电 2026年04月23日
人工智能与计算化学: 电子电镀表界面研究的新视角

人工智能与计算化学: 电子电镀表界面研究的新视角

摘要：电子电镀是以芯片为代表的高端电子制造业核心技术之一, 其过程耦合了宏观多场作用下的物质传输与微观界面电化学过程, 且受动力学影响。如何利用计算化学的方法来研究其中的电沉积是一个挑战。电极与电镀液构成的界面是电镀过程重要的反应场所, 明确电子电镀表界面的双电层结构以及电沉积作用机理能够加快镀液配方的研发效率。本文重点介绍适用于电子电镀表界面机理研究的各类计算方法, 包括分子动力学模拟、数值仿真和数据驱动方法, 以启发读者充分利用人工智能的技术优势, 将适用于各种研究尺度的计算化学方法积极应用到电子电镀表界面基础研究中。
光电 2024年05月17日
芯片高密度互连电子电镀成形与性能调控技术研究

芯片高密度互连电子电镀成形与性能调控技术研究

摘要：信息技术的飞速发展, 对芯片性能提出了越来越高的要求, 芯片中晶体管和电子互连的密度也在不断增加。电子电镀是大马士革以及芯片封装电子互连的主要成形方法, 互连密度的提高对于电子电镀成形工艺及性能调控方法提出了许多新的要求。本文概述了本团队近几年在芯片高密度互连的电子电镀成形方法以及性能调控方面的研究成果, 主要包括3D TSV垂直互连及大马士革互连的填充及后处理工艺、高密度凸点电镀成形方法及互连界面可靠性研究、特殊结构微纳互连的制备及性能调控方法、微纳针锥结构低温固态键合方法、水相化学及电化学接枝有机绝缘膜等工作, 以期对芯片电子电镀领域的研究带来启迪, 推动芯片高密度互连技术的发展。
光电 2024年05月17日
面向集成电路产业的电子电镀研究方法

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
半导体加工用金刚石工具现状

半导体加工用金刚石工具现状

摘要:总结分析了国内半导体加工用金刚石工具的发展现状。指出了国产与进口半导体加工用金刚石工具的差距,分析了产生差距的主要原因。认为需要国内企业从人员、设备、原料、环境、工艺等多个角度系统性提高产品质量和稳定性,也需要加强半导体产业上下游企业的沟通、配合,加强产学研合作,逐步提高我国半导体产业金刚石工具的整体技术水平,突破半导体产业装备、工艺、原辅料等关键领域的技术瓶颈。
光电 2025年03月21日
基于二维材料的柔性可穿戴传感器件研究进展

基于二维材料的柔性可穿戴传感器件研究进展

摘要：柔性可穿戴传感器是附着于人体皮肤或组织上的监测装置，可以持续监测和量化特定微环境变化所产生的电信号或化学信号，在医学诊断和治疗方面具有广泛的应前景。二维材料具有原子薄层的平面结构、优异的机械柔性和电学性能，非常适合用于构建可穿戴传感器。近年来，基于二维材料的柔性传感器在材料制备、工艺设计和设备集成等方面取得了巨大的进展。本文首先综述了二维材料在柔性可穿戴传感器应用上的最新研究进展，概括了基于二维材料的可穿戴传感器在物理、化学和生物信号检测方面的应用。另外，详细介绍了包括多模态传感在内的二维材料集成器件。最后，讨论了二维材料柔性可穿戴传感器在实际应用中所面临的问题和挑战，并对基于二维材料的可穿戴传感器的发展前景作出了展望。
光电 2024年05月17日
银纳米线柔性透明天线及其智能可穿戴应用

银纳米线柔性透明天线及其智能可穿戴应用

摘要：第五代移动通信技术的快速发展，使透明天线成为新型无线传输技术的研究热点。透明导电材料的选取对透明天线的设计至关重要。银纳米线材料具有导电性能优异、尺寸可调和稳定性好等特点，因而备受关注。文章综述了银纳米线透明天线及其在智能可穿戴领域的应用；介绍了银纳米线常用的化学合成方法，对各自的特点和所生长的银线的基材适配性进行了讨论；阐述了银纳米线透明天线的关键性能参数，指出在天线设计时应平衡透光性与导电性这对矛盾关系；提出了银纳米线透明印制天线的制作流程，涉及银纳米线材料的油墨化、图案化和后处理等；最后总结了银纳米线透明天线的应用，并进行了展望。
光电 2026年01月30日
CVD金刚石膜研究进展

CVD金刚石膜研究进展

摘要:金刚石由于其优异的声、光、电、热和力学性能，是重要的功能材料之一。金刚石的制备方法主要有高温高压方法和低压化学气相沉积方法。化学气相沉积法因制备得到的样品质量高、面积大，设备简单、可规模化等特性，是合成金刚石膜的重要方法。为了实现低合成压力条件下的金刚石膜的均匀、快速、大尺寸、高质量生长，目前研究人员在金刚石低压生长的控制方面做出了深入的研究。文章综述了近年来化学气相沉积法（包括热丝CVD 法、离子体增强CVD 法、燃烧火焰CVD 法）生长金刚石膜的研究进展，包括金刚石膜的生长机理、关键设备、关键工艺参数等。此外，还详细讨论了生长过程中的关键工艺参数与金刚石膜生长速率和质量的关系，这些对化学气相沉积制备金刚石膜的研究、生产至关重要。
光电 2025年09月16日
热壁CVD制备工艺对8英寸SiC外延层厚度均匀性的影响

热壁CVD制备工艺对8英寸SiC外延层厚度均匀性的影响

摘要：本文针对典型8英寸热壁卧式SiC外延生长系统建立了考虑衬底转动、Si-C-Cl-H体系反应机理和多物理过程热质输运的数学模型，并用于三维数值仿真模拟研究。此外，本文特别研究了不同衬底表面平均温度、进气流量、进气Si/H2比对外延层生长速率和厚度均匀性的影响。结果表明：衬底转动提高了衬底表面温度分布均匀性，SiC瞬时生长速率主要受表面附近生长组分浓度影响；外延层厚度均匀性主要受SiC瞬时生长速率沿流动方向的分布影响，衬底前缘和后缘的瞬时生长速率须相互补偿以提高厚度均匀性；提高衬底表面平均温度、降低进气流量和降低进气Si/H2比均导致瞬时生长速率沿流动方向的分布由上凸向下凸转变，衬底表面实际生长速率的分布从边缘低中间高逐渐过渡为边缘高中间低；所考察的参数范围内进气流量对瞬时生长速率分布影响最大。
光电 2026年03月23日
纳米纤维素基湿度响应智能器件的研究进展

纳米纤维素基湿度响应智能器件的研究进展

摘要：纳米纤维素来源广泛、绿色可再生，作为纤维素衍生材料，由于其特殊的结构特性，使其具有高机械强度、高结晶度、大比表面积等特点。基于纳米纤维素的湿度响应智能器件因其丰富的亲水基团(例如羟基和羧基) 而显示出出色的响应性能，因此纳米纤维素可以作为一种湿度敏感材料来制备高性能湿度响应智能器件。本文介绍了纳米纤维素的分类、来源及湿度响应智能器件的分类及响应原理，重点阐述了不同纳米纤维素在湿度响应智能器件方面的制备及应用，总结了不同类型纳米纤维素与导电材料复合的湿度响应智能器件的性能及优缺点，最后对纳米纤维素基湿度响应智能器件的研究应用存在的问题与挑战进行归纳总结，以期为纳米纤维素基复合材料在湿度响应智能器件中的发展提供理论支持。
光电 2025年06月10日