氧化钼电致变色薄膜与器件的研究进展

摘要: 氧化钼作为一种典型阴极着色电致变色材料,具有制备方法简单、成本低、循环稳定性和电化学稳定性良好等优点,尤其是氧化钼还有着较短的变色响应时间和较低的生物毒害性,其电致变色薄膜与器件有着十分重要的研究与应用价值。概述了氧化钼薄膜的不同制备方法,包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、喷雾热解法、电化学沉积法、水/溶剂热法、溶胶-凝胶法、朗缪尔-布洛杰特( LB) 沉积法和氧化剥离法,分析比较了不同制备方法的优缺点。在改善薄膜性能方面,总结了不同掺杂元素对氧化钼薄膜的影响,并进一步概述了氧化钼电致变色器件的研究进展。最后,就氧化钼薄膜及其器件在电致变色领域存在的问题及未来的研究和应用方向进行了讨论和展望。

二维自旋电子学的研究进展

摘要:二维自旋电子学器件因其表面无悬挂键的特性,可堆叠或生长形成具有超高质量界面与高自旋注入效率的范德华异质结,有望突破传统自旋电子学器件中晶格匹配与兼容性的限制,进而实现自旋电子学的重大物理和技术突破。系统归纳了制备二维材料的多种方法,并以二维铁磁材料Fe3GeTe2、Fe3GaTe2和二维拓扑半金属WTe2等为例,重点阐述了二维铁磁异质结的最新研究动态。最后,对二维自旋电子学器件的发展进行了总结与展望。

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。

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。

光纤式架空输电线路多参量感知技术与应用

摘要:架空输电线路属于国家能源基础输送通道,具有覆盖面广、途经地形多变、运行环境恶劣等特点。随着电力系统规模的不断扩大和运行环境的日益复杂,对输电线路的安全稳定运行提出了更高要求。近年来,光纤传感技术凭借其强抗电磁干扰、长距离传输、多参量、高可靠与可集成等优势,逐渐成为研究和应用的热点。电力通信光缆,特别是光纤复合架空地线的普及,为基于光纤的线路感知提供了工程化载体。系统评述了光纤式输电线路典型监测方法的基本工作原理和发展脉络,主要包括基于光纤布拉格光栅的点式监测和基于光纤瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射传感原理的分布式监测;重点梳理了输电线路全要素监测的应用现状,涵盖线路本体、杆塔及装置等关键组成部分在覆冰、舞动、故障及污秽等工况下状态监测与预测预警方面的研究进展。同时,结合输电线路的工程应用需求,深入分析了现有技术在准确感知、可靠通信、系统集成及数智化赋能等方面存在的挑战。此外,对光纤式架空输电线路多参量感知技术的未来发展趋势和研究方向进行了阐述和讨论,包括多参量联合感知以及面向场景驱动的人工智能融合驱动体系的构建,以期为输电线路的数字化转型及智能电网建设提供参考。

单硅烯和锗烯的热电输运特性研究

摘要:基于密度泛函理论和声子Boltzmann输运理论,对比研究了单层硅烯和单层锗烯的热电输运特性,深入探讨了二者的声子与电子输运机理。研究结果表明:单层硅烯和单层锗烯热输运特性的各向异性不明显,室温下单层硅烯和单层锗烯X方向的晶格热导率分别为9.8wW(m·K)和2.1W/(m·K);电输运各向异性明显,二者均为直接带隙半导体,且电子能带隙十分狭窄(分别为0.019eV和0.002eV),展现出Dirac特性。室温下单层硅烯最大热电优值ZTX和ZTY分别为0.58和0.67,单层锗烯最大热电优值ZTX和ZTY分别为0.41和0.67。研究结果可为基于硅烯和锗烯的热电设计提供理论依据和参考,未来可以通过施加应变等方法进一步对二者热电性能进行调控。

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。

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。

全球关键电子材料应用进展与我国未来发展方向

摘要:电子材料是用于制造电子器件、集成电路、光电子设备、其他电子系统的关键功能材料,在半导体、显示技术、通信、能源存储与转换等领域具有广泛应用,也成为人工智能、物联网、先进传感、量子计算等前沿科技领域发展的关键支撑;关键电子材料技术的创新发展直接影响电子产业链的技术进步和市场竞争力,在国际科技竞争趋于激烈的背景下已经成为支撑国家战略性新兴产业发展的核心要素。本文全面梳理了全球关键电子材料应用进展情况,涉及集成电路、显示技术、光伏新能源、高端电容/电阻、通信技术等产业,涵盖半导体硅材料、电子特气、光刻胶、湿电子化学品、化学机械抛光材料、第三代半导体材料,液晶显示用材料、有机发光二极管材料、激光显示材料、微发光二极管材料、次毫米发光二极管材料,晶硅太阳能电池材料、钙钛矿太阳能电池材料、有机太阳能电池材料,介电陶瓷材料、聚合物薄膜材料、铝箔材料、导电聚合物材料、电极浆料,光导纤维材料、压电晶体材料等细分类型。研究认为,智能移动设备、智能穿戴、物联网等新兴技术快速发展,对电子材料的性能、可靠性、精度等提出了更高要求;我国高端电子材料与国际领先水平相比仍有差距,表现为高端材料技术自主性不足、国际影响力与标准制定权较弱等;未来需围绕电子信息行业高端化、绿色化、自主化、智能化的发展方向,攻关集成电路、新型显示、高端电容/电阻、未来通信行业的高端电子材料并逐步实现国产化替代,推动我国关键电子材料技术与产业高质量发展。

GaN HEMT器件表面钝化研究进展

摘要:作为第三代半导体材料之一,GaN 凭借其优异的材料特性,如较高的击穿场强、较高的电子迁移率以及较好的热导率等,在制备高频、高功率及高击穿电压的AlGaN/GaN HEMT 器件方面得到广泛应用。然而,目前电流崩塌、栅泄漏电流、频率色散等一系列可靠性问题制约着AlGaN/GaNHEMT 器件的大规模应用。表面钝化被认为是改善这些问题最有效的方法之一。对电流崩塌、界面态等的测试表征方法等进行了总结,综述了目前GaN表面钝化的研究进展。