面向电子皮肤的智能材料构建策略

摘要：电子皮肤作为具有模仿人类皮肤感知功能的新型的柔性可穿戴传感器，具有轻薄、柔软、灵活等特点，可将外界刺激转化为不同的输出信号，近年来在健康监测、人机交互等领域展现出巨大的应用潜力。本文从构建电子皮肤的智能材料角度出发，对电子皮肤常用基体和导电填料及其几何结构构建等方面进行了综述，并基于电子皮肤应用所需面对的复杂环境对其生物相容性、黏附性、自修复性、自供电性等应用性能需求进行讨论，进而指出电子皮肤在研究过程中仍然存在对人体皮肤的综合感知性能差、制备工艺复杂且昂贵、感知刺激信号存在滞后性等问题，通过材料和结构优化提升电子皮肤基础性能，从而构建优异性能、多功能化、多种外界刺激同步检测成为电子皮肤发展趋势，并且在医疗诊断、软体机器人、智能假肢和人机交互等领域表现出极大的潜力。

光电 2024年11月26日 1 点赞 0 评论 116 浏览

芯片用金刚石增强金属基复合材料研究进展

摘要：随着电子设备集成化程度越来越高，对高导热封装材料的需求也越来越大，金刚石增强金属基复合材料凭借其高导热性能成为研究焦点。然而，由于金刚石颗粒与金属基体之间的不润湿特性，具有高导热性的金刚石增强金属基复合材料难以制备。文中综述了金刚石增强金属基复合材料的研究进展，包括界面改性、工艺参数优化和复合材料制备方法，并指出了金刚石增强金属基复合材料目前存在的问题和今后的研究方向。

光电 2024年10月08日 1 点赞 0 评论 113 浏览

金属与光子晶体组合型结构色颜料的制备及性能研究

摘要：[目的]基于干涉效应的法布里−珀罗(F-P)腔及介质层−吸收层−介质层−金属(DADM)结构的不透明结构色颜料由于包含一层很薄且对膜厚波动极其敏感的吸收层，在工业化生产中常常出现色相偏差大、工艺稳定性差、生产效率低等问题，亟需寻求一种更稳定高效且低成本的制备方式。[方法]设计了金属与一维光子晶体组合型(MPC)结构，其中不包含对膜厚波动敏感的薄吸收层，而是利用一个金属膜层来实现吸收和部分反射的作用，以实现在白色等浅色的底色上呈现颜色。采用物理气相沉积(PVD)工艺分别制备了 MPC和 DADM两种类型的结构色颜料 Pink 1和 Pink 2，分析了它们的光谱、物理性质及颜色。[结果]Pink 1、Pink 2 都是微米级片状不透明颜料，颜色随观察角度而异，在深色和浅色的底色上都可以呈现出颜色。与采用 DADM 结构的 Pink 2相比，采用 MPC结构的 Pink 1在饱和度及随观察角度不同而异色的能力稍弱，但其制备工艺和设备的容错率更高、稳定性更好。在保持颜料覆盖率和最高反射率等性能相近的情况下，Pink 1颜料的日均产能比 Pink 2 颜料高10% ~ 15%。通过改变 MPC膜层结构，还可以实现绿、蓝等新颜色，以及赋予结构色颜料磁性等其他功能。[结论]MPC结构有利于高效率、低成本地进行大规模生产，是一种获得中等饱和度及角度依赖性的不透明结构色颜料的可行方式。

光电 2025年03月31日 1 点赞 0 评论 38 浏览

触觉传感器与电子皮肤研究进展

摘要：触觉传感器是机器人与环境交互的重要元件，是机器人与环境之间不可或缺的介质。近年来，触觉传感器在医疗设备、生物力学、健康监测等领域的应用成为研究热点。文中回顾了过去50年来国内外机器人触觉传感技术的研究情况及成果，介绍了不同传感机理的触觉传感器及其特点以及仿生触觉传感器电子皮肤的研究现状，指出了触觉传感器全柔性化、多功能化、自供电的未来发展方向。

光电 2024年10月08日 1 点赞 0 评论 103 浏览

智能可穿戴柔性压力传感器的研究进展

摘要：柔性压力传感器可以附着在人体皮肤感知外界压力信号，且具有传感范围广、响应时间短、灵敏度和耐久性高等特点，因此被广泛应用于电子皮肤和人机交互等领域。柔性压力传感器通常由柔性基底、活性材料、导电电极组成。其中，一种或多种活性材料通过与柔性基底复合形成传感材料，其受外界刺激产生的变形会引起阻值等变化，进而实现传感功能。此外，通过引入微结构可增加传感材料的可压缩性以及对微小压力的敏感度，提升传感性能。本文围绕薄膜和织物两类基底，综述了在其中掺杂碳基、金属基与黑磷基等活性材料的柔性压力传感器的研究，重点论述了不同传感器的制备方法、机电性能与应用场景，总结了各类传感器的优缺点。在此基础上，对未来智能可穿戴柔性压力传感器如何实现宽范围压力检测、商业化以及制作流程无毒化与长时期生物相容性实验等方面的研究做出了展望。

光电 2024年11月27日 1 点赞 0 评论 150 浏览

高精度激光共焦半导体晶圆厚度测量

摘要：针对半导体晶圆厚度的高精度非接触测量问题与需求，提出了基于激光共焦的高精度晶圆厚度测量方法。该方法利用高分辨音圈纳米位移台驱动激光共焦光探针轴向运动扫描，利用激光共焦轴向响应曲线的峰值点对应物镜聚焦焦点的特性，分别对被测晶圆上下表面进行高精度瞄准定位；通过光线追迹算法精确计算出晶圆表面每个采样点的物理坐标，实现了晶圆厚度的高精度非接触测量。基于该方法构建了激光共焦半导体晶圆厚度测量传感器，实验和分析表明，该传感器的轴向分辨力优于5 nm，轴向扫描范围可达5. 7 mm，6 种晶圆厚度测量重复性均优于100 nm，单次测量时长小于400 ms。将共焦定焦技术有效地应用于半导体测量领域，为晶圆厚度的高精度、无损在线测量提供了一种新技术。

光电 2024年10月09日 1 点赞 0 评论 88 浏览

多材料体系三维集成光波导器件

摘要：随着高速光通信、智能光计算和灵敏光探测等领域的快速发展，光子集成系统正成为重要发展趋势，其对于单元器件性能、系统集成度和可拓展性提出了更高的要求。多材料体系三维集成技术突破了传统单一材料体系的器件性能限制以及二维加工与集成技术的面积与集成度限制，有望实现高速率、高效率、高密度以及低功耗的新型光电集成系统。本文围绕三维堆叠技术和飞秒激光加工技术这两类主要的多材料体系三维集成光波导技术，首先介绍了基于层间耦合器的三维光学耦合技术与三维集成光波导器件，然后介绍了基于三维堆叠技术的光电融合集成器件（光发射机/接收机、波分复用收发器、光互连模块），进一步介绍了基于飞秒激光直写技术的三维集成光波导器件（偏振复用器、模式复用器、扇入/扇出器件、拓扑量子器件）。这些三维集成技术为提升系统性能、提高系统集成度以及降低系统功耗提供了有效的解决方案，从而在先进光通信和光信号处理等领域具有广泛的应用前景。

光电 2024年11月28日 1 点赞 0 评论 85 浏览

II~VI族半导体纳米晶体的手性研究前沿

摘要：近年来, 手性II~VI族半导体纳米晶体因其独特的光电性能和手性诱导电子自旋选择性特点而受到广泛关注. 手性是一种对称性破缺现象, 可通过以下几种方式诱导纳米晶体的手性: (1) 连接手性配体; (2) 形成手性晶格; (3) 形成手性形貌; (4) 手性组装排列; (5) 多级手性及手性放大. 在手性诱导过程中, 由于更小尺寸的纳米晶体——量子点的量子限域效应, 其物理化学性质可随尺寸、形貌、组成和晶型进行调控, 可以使其在紫外-可见-近红外光区域内表现出手性消光和圆偏振发光等特性. 此外, 几何参数如形状各向异性、晶格失配和表面不对称性在调节手性纳米结构的手性响应中也扮演着关键角色. 因此, II~VI族手性半导体纳米材料在纳米光子学应用中的根本挑战是对纳米尺度的立体合成的完全控制, 并从实验和理论两方面阐明不同维度手性的发生机制. 本综述介绍了过去十几年来手性半导体纳米晶体, 从控制合成到手性起源探索和潜在应用方面的最新研究进展, 并提出了新的材料合成策略和理论改进论点, 为新兴的跨学科领域如圆偏振发光、自旋电子学和基于手性的医疗诊断纳米器件应用等提供新思路.

光电 2024年11月29日 1 点赞 0 评论 129 浏览

碳材料改性的BiOX光催化材料的研究进展

摘要：环境与能源问题严峻，人们迫切需要开发一些高效、环保、稳定的光催化剂。卤氧化铋（BiOX，X 为Cl、Br、I）因其独特的层状结构、优异的光学、电学性能而受到光催化领域的广泛关注。但BiOX存在光吸收不足、电子−空穴（electron-hole，e−−h+）快速复合、载流子浓度有限等问题而限制了它的应用。利用碳材料修饰BiOX可以极大地提升BiO X 的光催化性能。简要介绍了BiOX的结构、性质、改性方案，碳材料基本类型和性质，主要综述了近几年零维，维，二维，三维碳材料改性的BiOX光催化剂的研究进展，并分析了碳材料对BiOX光催化剂的提升机制，最后展望了碳材料改性的BiOX所面临的机遇和挑战。

光电 2024年07月18日 1 点赞 0 评论 131 浏览

可见光驱动的Ti基半导体光催化剂的研究进展

摘要：半导体光催化技术在太阳能转换以及环境治理方面具有巨大潜力。TiO2由于其高的光催化效率、良好的稳定性以及合适的带边电位等，成为了当前研究最多的光催化材料。但TiO2 是宽带隙半导体，对可见光几乎不响应，这极大限制了TiO2的应用。为了提高TiO2对可见光的响应能力，提高太阳能的转化效率，相继开发了一系列由TiO2衍生的Ti基可见光催化剂。首先简单地介绍了半导体光催化机制，然后综述了Ti 基半导体光催化剂的分类、增强可见光响应策略以及Ti基可见光催化剂应用现状，最后总结了Ti基可见光催化剂制备及应用过程中所面临的挑战，同时也对未来Ti 基可见光催化剂的合成及发展进行了展望。

光电 2024年07月18日 1 点赞 0 评论 154 浏览