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 651 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 446 浏览

基于纤维素纳米纤维的电磁屏蔽材料研究进展

摘要：纤维素纳米纤维 (CNFs)作为一种新型的一维纳米材料，具有来源广泛、长径比高、力学性能优异等特点。以CNFs为载体或增强相通过不同的方法可以制备出多种多样的电磁屏蔽功能复合材料，如气凝胶、薄膜和海绵等。本文基于电磁屏蔽的原理，综述了CNFs基电磁屏蔽材料的制备方法及研究进展，并比较了不同的CNFs 基电磁屏蔽材料在结构和性能上的差异，最后对CNFs基电磁屏蔽功能复合材料未来的发展方向进行了展望。

光电 2025年06月13日 1 点赞 0 评论 244 浏览

碲化锡基热电材料的研究进展

摘要：热电材料能够实现热能与电能的直接相互转换, 展现出在极端环境条件下的出色性能, 是重要的新型能源材料之一. 传统的PbTe以其卓越的电子和声子输运特性在中温区热电转换领域占据着主导地位, 然而铅毒性涉及的环境问题正促使热电材料向无铅路线发展. 作为PbTe的潜在替代者, SnTe近年来引起了热电领域研究者的广泛关注. 众多新技术与策略被应用于改善SnTe材料电输运与热输运性能, 使SnTe热电性能实现了大幅提高. 尽管距离替代PbTe并实现工业化应用仍有较大差距, 但SnTe依然显示出作为卓越中温区热电材料的巨大潜力. 本文介绍了SnTe材料的内在非化学计量特点以及热电输运特性, 综述了在p型SnTe半导体中成功应用的载流子浓度优化、能带工程、能量过滤和声子工程等性能优化策略, 并总结了近年来对n型SnTe材料和全SnTe基热电器件的探索工作.最后, 对SnTe热电材料的研究进展进行了总结, 并对其今后的研究方向提出了展望.

光电 2025年12月13日 1 点赞 0 评论 231 浏览

柔性电子材料与器件在可穿戴传感领域的发展现状、挑战与创新策略

摘要：可穿戴材料与器件正朝着柔性、轻薄、无感、智能化和可长期佩戴等方向发展，以满足人体生理心理等个性化需求。这一趋势为运动健康监测领域带来了革新，并得到了学术界和工业界的广泛关注。然而，在满足人体个性化发展需求的同时，可穿戴柔性材料与器件本身也面临着机械鲁棒性、信号稳定性、软硬接口连接和生物相容性等性能方面的挑战。因此，本文旨在从实际运动健康监测需求的角度出发，讨论构建可穿戴柔性材料与器件的材料、结构和制备工艺。同时，深入探讨了其在机械、电气和生物性能等方面所面临的主要挑战因素及其解决路径。最后，预测了未来可穿戴柔性电子材料与器件的发展方向，包括全柔性集成、机械鲁棒性的增强、信号解耦与识别的高精度化、监测的稳定性与灵敏度、快速响应性、超薄无感设计、多模态信号处理以及智能化自适应反馈等。

光电 2024年11月25日 1 点赞 0 评论 803 浏览

多孔石墨烯薄膜结构优化及其电容性能研究

摘要：目的解决多孔石墨烯薄膜作为电极时离子传输受阻碍的问题。方法提出一种先将石墨烯前驱体预碳化处理，随后利用多步激光刻蚀方法来优化所制备的多孔石墨烯薄膜结构的方法，对石墨烯薄膜的表面形貌、晶体质量、湿润性和电化学性能进行表征，并探索其在电化学储能器件中的应用。结果将石墨烯前驱体在300 ℃的温度下预碳化处理2 h 后，可以使其在后续的激光刻蚀处理中形成具有稳定结构的石墨烯薄膜材料，这与预碳化导致前驱体中的有机小分子分解，使内部交联程度更高有关，从而在CO2 激光的重复作用下保持良好的基底稳定性。拉曼光谱的分析结果表明，预碳化处理后的样品在激光重复刻蚀的过程中可以对石墨烯结构优化过程进行直接观测，且在温度300 ℃下处理后具有更宽的演化范围。SEM 扫描电子显微镜的表征结果显示，300 ℃预碳化后前驱体衍生的石墨烯薄膜具有典型的三维网络多孔结构，形成天然的离子传输通道。此外，电阻行为分析结果表明石墨烯薄膜具有一定程度的晶体缺陷能获得更优异的离子传输能力，促进电化学反应的发生，在1 mol/L 的H2SO4 电解质中面积比电容为124.6 mF/cm2，将其组装成微型电化学储能器件后也保持了优异的储电能力和循环稳定性。结论通过优化多孔石墨烯薄膜的结构来解决离子传输问题，进而获得显著提高的电化学性能，为制备兼具高储电能力和优异稳定性的电极材料提供了设计思路。

光电 2026年04月24日 1 点赞 0 评论 120 浏览

面向原子级平坦化的化学机械抛光技术：后摩尔时代的挑战与进展

摘要：随着集成电路技术步入后摩尔时代，互连层数不断增加，线宽逐渐逼近物理极限，化学机械抛光（CMP）作为实现全局平坦化的关键工艺，正朝着原子级精度、近零损伤和跨尺度协同控制的方向迅速发展。然而，这一进程面临着互连材料多样化、表界面缺陷控制难度增大及工艺指标差异化等多重严峻挑战。为应对这些挑战，本文从机理层面深入剖析了CMP 过程中化学腐蚀与机械磨削的协同作用机制，以及后清洗环节中静电排斥、络合刻蚀与lift-off 等多级物理化学机制的耦合效应。基于此，本文系统阐述了工艺参数对材料去除行为的影响规律，并进一步分析了抛光液、抛光垫等关键耗材的多组分设计策略，为实现异质材料的选择性去除与表界面缺陷抑制提供了理论依据。最终，本文总结了12 英寸CMP 装备在多区压力调控、智能监测与高效后清洗等关键模块的集成创新，并探讨了外场辅助技术在提升抛光效率与表面质量方面的应用潜力。通过上述从机理、工艺、耗材到装备的系统性梳理，旨在为突破原子级CMP 的技术瓶颈、支撑后摩尔时代集成电路制造提供清晰的理论框架与技术路径。

光电 2026年05月26日 1 点赞 0 评论 192 浏览

碳化硅单晶制备方法及缺陷控制研究进展

摘要：碳化硅（SiC）作为第三代半导体具有禁带宽度大、载流子迁移率高、热导率高和稳定性良好等优异特性，在电力电子器件领域尤其是高温、高频、高功率等应用场景下有着巨大潜力。目前用于SiC晶体生长的主要技术包括物理气相传输（PVT）法、高温化学气相沉积（HTCVD）法和顶部籽晶溶液生长（TSSG）法。在SiC单晶生长和外延过程中，不可避免地会产生各种类型的缺陷，这些缺陷对半导体器件的性能会产生显著影响，具体表现为击穿电压降低、漏电流增加以及导通电阻变化等，这些性能的变化不仅会降低器件的效率和可靠性，还可能导致器件完全失效。因此，为了提高SiC半导体器件的良率和性能，在器件制造之前降低和控制SiC晶体生长过程中产生的各种缺陷变得非常重要。本文对当前SiC单晶的制备方法、SiC晶体生长过程中产生的缺陷及其检测技术进行了归纳总结，分析研究了SiC晶体生长过程中产生的缺陷之间的转化及影响因素，并讨论了降低SiC单晶缺陷密度的方法，最后对SiC单晶生长过程中缺陷的控制技术发展方向进行了展望。

光电 2026年07月03日 1 点赞 0 评论 92 浏览

大气等离子体刻蚀技术在光学元件与半导体加工中的研究进展

摘要：大气等离子体（Atmospheric Pressure Plasma，APP）刻蚀技术凭借非接触加工、常压操作及物理-化学协同去除机制，在光学元件与半导体器件加工领域展现出巨大潜力。然而，现有研究对等离子体-材料原子级相互作用机理、热力学非线性效应及反应副产物控制的系统性认知仍显不足，制约了其规模化应用。为推进APP 刻蚀技术在超精密制造领域的突破，本文系统解析了介质阻挡放电、射频放电及微波放电装置的创新设计，深入探讨了工艺参数协同优化机制与表面质量控制策略。研究发现，通过调控气体组分、激活原子选择性刻蚀模式，可同时实现超高材料去除率与原子级表面平整度；阵列化射流技术可大幅提升体积去除率，显著突破大口径元件加工效率瓶颈。同时，通过建立热效应与工艺参数的耦合模型，动态调整加工过程中的工具作用方式，显著降低了加工残差，而纯Ar 等离子体诱导的台阶-平台自组织重构可有效消除亚表面损伤。本文还综述了APP 刻蚀技术在光学自由曲面、半导体高深宽比结构及第三代半导体器件制造中的创新应用，证实其兼具高效性与原子级精度。最后，前瞻性指出该领域需突破热力学非线性效应控制、难熔副产物层管理、原子级机理认知及大面积均匀等离子体源开发等挑战，为APP 刻蚀技术迈向工业级超精密制造提供理论支撑与技术路线。

光电 2026年07月30日 1 点赞 0 评论 57 浏览

新型WN纤维透明电极的制备及透光导电性能

摘要：纤维透明电极兼具高透光与高导电性，有望取代传统锡掺杂氧化铟（简称ITO）成为新一代透明电极材料。金属纤维虽具有高导电性，但在受热或酸碱腐蚀条件下其性能急剧下降，应用环境受限。针对上述问题，本文采用电纺丝结合氮化热处理工艺制备出新型WN 导电纤维，进一步通过近场直写方法实现纤维的有序排列与WN 纤维透明电极的图案化构筑，以获得高透光高导电且耐热耐腐蚀的新型高性能透明电极。研究结果表明，WN 纤维的导电性随氮化温度的升高而增大，900℃氮化制备的WN 纤维的电导率高达2189 S/cm。通过近场直写可以有效调控WN 纤维透明电极的网格结构，进而调控其透光性与导电性。当网格间距为200μm 时，对应透明电极的透光率高达94%以上，方阻低至6.0Ω/sq，性能优于目前报道的金属纤维透明电极。与金属纤维相比，WN 纤维透明电极还具有优异的耐热与耐腐蚀性，在160℃氧化16h，方阻仅增加8%，在pH 值为1~13 的酸碱溶液中腐蚀1min，方阻增幅≤3%。

光电 2025年03月28日 1 点赞 0 评论 252 浏览