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 160 浏览

三维石墨烯晶体膜可控制备策略及其超级电容器的应用

摘要：三维石墨烯晶体膜具有高晶体质量、大比表面积和高导电性，成为理想的碳基超级电容器的电极材料。然而，传统石墨烯电极材料受限于表面活性位点数量和宏观尺度下的电化学体积效应，难以达到理论性能。为此，重点介绍通过高能束流（如CO2 激光和高能电子束）诱导技术制备宏观厚度的三维石墨烯晶体膜，并探讨其修饰与复合方法。在此基础上，详细阐述CO2 激光和高能电子束制备三维石墨烯晶体膜的基本原理及其可控制备策略。采用CO2 激光，通过调节激光参数和前驱体材料，能够实现石墨烯晶体膜的厚度调控和结构优化。高能电子束具有高穿透力和低反射特性，能够在宏观尺度下制备均匀的三维石墨烯薄膜。此外，还介绍了通过非金属原子掺杂、金属氧化物和导电聚合物复合等方法，进一步提升三维石墨烯晶体膜的电化学性能等方面的研究内容。在超级电容器应用中，三维石墨烯晶体膜表现出优异的体积比电容和循环稳定性，具有广阔的应用前景。然而，随着厚度的增加，三维石墨烯晶体膜的体积效应和离子传输效率等问题仍需解决，提出通过构筑梯度孔道和优化孔隙结构来增强离子传输能力的解决方案。最后展望了三维石墨烯晶体膜在商用超级电容器中规模化应用的机遇与挑战。

光电 2026年04月23日 1 点赞 0 评论 95 浏览

极紫外光刻用自支撑窗口材料的研究进展

摘要：目前极紫外（EUV）光刻技术已成为突破芯片性能和集成度瓶颈的核心手段，然而极紫外光与绝大多数物质的强烈相互作用对作为极紫外光刻窗口材料的自支撑薄膜提出了极高的要求。综述了国内外相关研究成果，首先回顾了极紫外光刻技术的发展历程及其对窗口材料的要求。在材料体系上，重点聚焦传统硅基、金属基材料和低维材料体系。传统材料（如硅基和金属基薄膜）已实现工程化应用，但存在力学强度受限、热稳定性不足等问题，难以满足先进EUV光刻中不断提升的功率需求。在低维材料中，石墨烯和碳纳米管具有较高的力学强度，同时凭借其原子级厚度展现出超高透射和热管理等优势，但它们也面临着氢等离子体蚀刻的挑战。进一步讨论了复合材料体系在提高氢等离子体耐受性、耐热性能和力学性能方面的研究成果。最后，分别总结了传统材料和低维材料在极紫外环境下的局限性和优势，期望为新型极紫外光刻窗口材料的原子级制造提供有价值的参考，推动半导体工艺的进一步发展与应用。

光电 2026年05月25日 1 点赞 0 评论 194 浏览

面向5G通信的微波介质陶瓷材料的研究进展与展望

摘要：微波介质陶瓷材料已成为5G通信天线、滤波器等关键部件的重要候选材料。为实现5G通信设备的小型化、高集成度，迫切需要微波陶瓷材料具有高频率稳定性、低损耗、高品质因子等特性。本文针对5G通信对微波介质陶瓷材料的新技术需求，概述了微波陶瓷材料在5G通信中的应用，着重对现有低介电常数、中介电常数和高介电常数微波陶瓷材料体系进行了回顾，并提出了进一步提升微波陶瓷高频率、低损耗、温度稳定性等性能的发展方向。本文旨在为研发新一代满足5G及其以上通信技术需求的微波介质陶瓷材料提供参考。

光电 2025年03月24日 1 点赞 0 评论 811 浏览

InP量子点发光材料：从合成到器件应用的研究进展

摘要：量子点(Quantum Dots, QDs) 作为一种新型纳米材料，具有优异的光学性质。随着研究的深入，量子点已在光电器件、生物成像、太阳能电池、显示技术等领域发挥重要作用。磷化铟(InP) 量子点因其低毒性、高光效，被视为镉基量子点的潜在替代品而受到广泛关注，其发光光谱覆盖整个可见光区域，光致发光量子产率(PLQY)、光电性能上与镉基量子点相当。然而，InP 量子点在前驱体材料、生长机制、核壳晶格匹配性等方面与镉基量子点相比存在显著差异，这些差异在一定程度上影响了其光学性能，从而制约了在显示器件中的应用。综述了InP 量子点材料及其量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes, QLED) 的发展现状。首先，系统地介绍了InP 量子点的基本特性，重点从色纯度提升和缺陷态消除等角度深入探讨了其光学性能的优化与改进。随后，详细分析了量子点结构设计(电荷传输层和界面工程) 对InP QLED 器件性能的影响，并综述了近年来InP QLED 的研究进展及其在相关领域的应用成果。最后，概述了InP 量子点体系的发展以及面临的主要挑战，并提出了对InP 量子点体系未来发展的期望，旨在为InP 量子点体系的进一步研究和应用提供启示与方向。

光电 2026年02月02日 1 点赞 0 评论 218 浏览

微纳铜材料的制备及其在封装互连中的应用

摘要：半导体器件的快速发展对封装互连材料提出了更高的要求。微纳铜材料具有良好的导电、导热和机械性能。与常用的微纳银相比，微纳铜具有更强的抗电迁移能力和更低的成本，在封装互连领域被广泛应用。微纳铜材料的制备方法可分为化学法、物理法、生物法3 类，其中化学液相还原法以低成本、高可控、工艺简单等优势占据重要地位。不同的封装互连工艺步骤需要不同形貌的微纳铜颗粒。微纳铜材料在封装互连中主要应用于芯片固晶、Cu-Cu键合、细节距互连等工艺，探讨了微纳铜材料在以上工艺中的应用，并对微纳铜材料在封装互连中的应用进行了展望。

光电 2025年09月18日 1 点赞 0 评论 211 浏览

高迁移率的硼掺杂单晶金刚石微波等离子体化学气相沉积生长及电学性质研究

摘要：高结晶质量、高迁移率的硼掺杂单晶金刚石薄膜是实现高耐压高功率电子器件的关键。本研究采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术，结合两步生长法与低温氧气辅助生长策略，成功制备了高迁移率的硼掺杂单晶金刚石，并实现了其电学性能的广泛调控。所生长薄膜的X射线衍射峰半峰全宽（FWHM）小于60″，空穴浓度可在1014~1017 cm-3调控，最大室温空穴迁移率超过1400 cm2（/V·s），达到国际先进水平。此外，本文结合输运性质测试和高分辨X射线光电子能谱（XPS）测试研究了所生长掺硼单晶金刚石样品的电子结构，指出了高晶体质量是获得高迁移率的重要原因，研究结果为高迁移率硼掺杂单晶金刚石的生长和器件应用提供了理论参考。

光电 2026年03月24日 1 点赞 0 评论 100 浏览

半导体光电阴极的研究进展

摘要：半导体光电阴极具有量子效率高、暗电流小的优点，被广泛应用于光电倍增管、像增强器等各类真空光电探测和成像器件，促进了极弱光的超快探测和成像技术的发展。另外作为能够产生高品质电子束的真空电子源，用于加速器光注入器、电子显微镜等科学装置。本文首先介绍了目前常用半导体光电阴极的分类以及在真空光电探测成像、真空电子源领域的具体应用。然后对碱金属碲化物光电阴极、碱金属锑化物光电阴极、GaAs光电阴极三类典型半导体光电阴极的制备技术进行了总结，并介绍了微纳结构、低维材料、单晶外延等新技术在半导体光电阴极研制中的应用。最后对半导体光电阴极的技术发展进行了展望。

光电 2024年01月08日 2 点赞 0 评论 611 浏览

半导体纳米晶体的冷等离子体合成: 原理、进展和展望

摘要：冷等离子体已发展成为纳米材料合成领域的重要技术途径. 无需化学溶剂和配体, 冷等离子体为高品质半导体纳米晶体的生长提供了独特的非热力学平衡环境: 等离子体中的高能电子与纳米颗粒碰撞使得纳米颗粒带电, 可降低或消除纳米颗粒之间的团聚; 高能表面化学反应能够选择性地将纳米颗粒加热到远超环境气体温度的温度; 气相中生长物和固相纳米颗粒表面结合物之间化学势的巨大差异, 有利于实现纳米晶体的超高浓度掺杂. 本文综述了冷等离子体合成半导体纳米晶体的研究现状, 详细讨论了冷等离子体中纳米颗粒形核、生长和晶化的基本原理, 总结了冷等离子体在单元素、化合物和复杂核壳结构纳米晶体方面的研究进展, 特别强调了冷等离子体在纳米颗粒尺寸、形貌、结晶状态、表面化学和组分等性能调变上的技术优势, 概述了超掺杂纳米晶体呈现的新颖物性, 展望了冷等离子体技术在纳米晶体合成领域的应用前景.

光电 2025年01月16日 2 点赞 0 评论 379 浏览