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。

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。

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。

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。

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.

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。

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。

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。

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。

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。