低成本的p型SnS: 一种有前景的中低温热电材料

摘要:随着能源和环境问题的日益严重, 热电技术在废热回收和电子制冷领域展现出广阔的应用前景. SnS热电材料凭借丰富的地壳储量、低廉的价格以及轻量化等优点, 成为新一代环境友好型热电材料. 近年来, 宽带隙SnS基晶体热电材料的开发, 有望在更宽的温度范围内实现较高的热电能量转换效率. 本综述从SnS热电材料的基本物化性质出发, 分析了SnS的晶体、电子和声子结构, 总结了晶体及多晶材料的合成制备工艺. 在此基础上, 本文系统介绍了p型SnS基晶体和多晶热电材料的优化策略及研究进展. 最后, 针对p型SnS基热电材料当前面临的问题, 提出总结和展望, 以期推动其在温差发电及热电制冷领域的进一步发展和应用.

新环保绝缘气体应用于高压电气设备的研究进展

摘要:本文综述了国内外关于新环保绝缘气体的研究进展,重点围绕国际主流推广的全氟异丁腈(C4F7N)气体及其在电气设备中的应用,总结了C4F7N混合气体的间隙、沿面绝缘特性并提出了相关设备绝缘的设计依据,分析了其在不同工况下的分解特性与气-固相容性评价指标,介绍了C4F7N及其混合气体灭弧性能的研究进展和系列环保设备的研发及应用情况,为当前阶段SF6电气设备环保化升级提供理论参考。同时指出目前国内外仍在开展性能优异的新环保绝缘气体研发攻关,为绿色低碳电网建设提供技术支撑。

韧性光网络理念、体系架构和关键技术

摘要:结合光网络(OTN)需求变化、技术发展演进趋势,及其面临的多样化挑战,从高可靠性和高安全等多角度剖析了韧性光网络的内在理念,并设计了全方位多层次的韧性光网络体系架构。基于该体系架构,详细分析了多项关键技术进展及行业创新实践,包括:跨层多域大规模组网下抗多点并发故障的高可靠光传送技术,可实现99.9999% 的光网络可用性;OTN 成帧与加密一体传输技术,可实现400G/800G 速率的业务加密传输;基于通感多维特征融合驱动的光链路威胁主动识别技术,可实现光网络主动式安全监测;基于信道噪声的物理层加密,可实现光网络的内生式安全防护;结合多参量态势实时感知技术,可实现面向差异化需求的光网络按需服务保障;面向智能算力的无损传输技术,可实现长距离无损传输和高效协同训练。相关技术从芯片到器件设备已实现自主可控,可显著提升光网络供应链安全。最后,对韧性光网络的未来发展趋势进行了展望。

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。

磁致载流子分离增强光催化机理研究进展

摘要:某些光催化材料在光照下会发生电子跃迁,产生的电子-空穴对分离后能产生活性物质,从而实现光催化效应。该技术对缓解能源危机和环境污染具有巨大潜力。为提高光催化效果,可以通过外场调控,例如电场、磁场。磁场调控具有非接触和简便的优势,能够通过促进光生载流子的分离来增强光催化活性,因此在光催化领域备受关注。首先阐述了磁致载流子分离增强光催化的研究进展;然后,从磁场影响溶液吸光度、促进光生载流子分离、调控自旋极化过程的角度详细解释了磁场增强光催化的物理机理;最后,总结梳理了磁场优化光催化的反应条件和磁热效应对光催化的调制机制等方面,旨在为未来提高光催化效率提供科学参考。

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。

我国人工智能芯片发展探析

摘要:人工智能(AI)芯片是支撑智能技术发展的核心硬件,其技术进步对国家科技创新、产业发展、经济增长具有重要意义。本文从云端智能芯片、边端智能芯片、类脑智能芯片3个方面总结了AI 芯片的国际发展趋势,分析了我国AI芯片的应用需求,从芯片设计、制造、封装、测试等方面梳理了相关产业与技术的发展现状及趋势。当前,国产AI芯片的性能、技术、产业链存在短板,亟需开展自主创新与产业协同;国产AI芯片开发面临高成本、长周期的挑战,亟需平衡融资压力并积累发展经验;国内AI芯片领域人才短缺,亟需提高培育质量并控制流失率。为此,论证提出了我国AI芯片的发展路径,即突破技术瓶颈、加速产业化、拓展国际化、实施市场扶持,重点采取技术创新和重点项目建设、新型芯片架构和开源产业生态建设、技术标准体系制定、“产教研”融合等举措,以推动我国AI芯片产业可持续和高质量发展。

基于机器学习的芯片老化状态估计算法研究

摘要:随着芯片的集成度越来越高,其晶体管数量也越来越多,老化速度加快。由于工业应用、装备系统等领域对芯片可靠性的要求较高,因此研究估计芯片老化的方法至关重要。总结现有的芯片老化估计和预警的技术方法,将机器学习算法应用于芯片老化状态估计,实验结果表明,极端梯度提升树算法的效果较好。对现有的极端梯度提升树算法进行贝叶斯优化,寻找模型的最优参数,使用优化后的算法估计的状态值与真实值的均方误差比优化前降低了0.13~0.25,优化后的模型预测结果较为精准。

角分辨光电子能谱在热电材料研究中的应用

摘要:热电材料因其能够实现热能与电能的直接转换, 在温差发电与制冷技术中具有重要应用. 热电材料的电输运性能由其能带结构决定, 角分辨光电子能谱(angle-resolved photoemission spectroscopy, ARPES)是最直观探测能带结构的技术. 本文综述了ARPES技术在热电材料研究中的应用, 探讨了ARPES如何揭示材料的能带结构, 从而优化其热电性能. 首先介绍了热电材料的基本参数和ARPES的基本原理, 随后详细介绍了ARPES技术在热电材料研究中的几个典型应用案例, 最后给出总结和展望, 期待能为两个领域的交叉提供一些参考思路.

面向智能时代光网络片上光交换集成技术综述

摘要:随着人工智能、机器学习、大数据等技术的飞速发展,全球数据流量呈现爆炸性增长,对网络基础设施的带宽、容量、速率和能效提出了前所未有的挑战。传统的光-电-光交换模式存在电子瓶颈和功耗过大的问题,而片上光交换集成技术通过直接在光交换芯片上实现光域的信号交换,避免了光电转换损耗,具有高速率、高带宽、高集成度、低功耗等显著优势,成为构建智能时代光网络的关键技术之一。围绕面向智能时代光网络的片上光交换集成技术展开综述,系统梳理了其核心单元、拓扑结构设计及优化路径,并探讨了片上光交换集成技术在智算数据中心的应用与发展趋势。