飞秒激光全划切超薄碳化硅基片

摘要:目的为实现超薄碳化硅基片全划切,需在加工出窄线宽(小于25 μm)的切割槽的同时保证基片的强度。方法使用波长为1 030 nm 的红外飞秒激光对碳化硅基片进行全划切加工,通过扫描电子显微镜和光学显微镜分析脉冲重复频率、脉冲能量、切割速度和扫描次数对切口宽度、深度以及断面形貌的影响,采用能谱仪对不同脉冲能量下的划切断面进行微区元素分析,采用激光共聚焦显微镜测量划切断面粗糙度,以及采用电子万能实验机测试划切样品的抗弯强度。结果划切断面的元素主要有Si、C、O 3 种,O 元素富集在断面的上下边缘位置。SiO2 颗粒喷溅重沉积影响断面微纳结构。断面的粗糙度随脉冲能量的增强而上升,基片强度反而下降。在激光脉冲能量为3.08 μJ、脉冲重复频率为610 kHz、切割速度为4 mm/s、切割12 次的条件下,可以加工出宽度为15 μm、深度高于100 μm 的良好切割槽,断面粗糙度为296 nm,基片抗弯强度为364 MPa。结论切割槽宽度和深度与脉冲重复频率、脉冲能量、切割速度和扫描次数有关。O 元素的分布说明存在SiO2 堆积在断面上下边缘部分的现象。使用小脉冲能量激光进行划切,可以减少SiO2 颗粒喷溅重沉积,从而使断面出现大量熔块状结构,得到粗糙度较低的断面形貌。断面粗糙度降低,意味着划切断面存在的微裂纹等缺陷减少,从而使强度上升。本试验最终采用较优激光划切工艺参数,实现了飞秒激光全划切超薄SiC 基片,槽宽仅为15 μm。由于短脉宽小脉冲能量高重复频率激光的作用以及激光辐射下SiC 材料的相分离机制,基片划切断面烧蚀形貌良好,且抗弯强度较好。

光学元件超精密磨抛加工技术研究与装备开发

摘要:在深入实施“中国制造2025”的契机下,我国的超精密加工领域突破了许多关键瓶颈技术,并取得了众多显著的科研成果,建设了一批高水平超精密加工技术创新平台、人才成长平台和应用示范基地,开创了一条我国超精密产业的自主创新发展之路,解决了该领域一些相对应的技术难关。本文主要介绍了厦门大学精密工程实验室在光学超精密加工技术与装备方面的研究进展,围绕大口径光学非球面元件的磨削与抛光加工,阐述课题组研发的加工工艺、磨削与抛光装备、装备监控与控制软件以及相关单元技术。这些研究成果可为实现高端光学元件的超精密加工提供制造加工技术支持与装备解决方案。

照明与显示用绿光发光材料的研究进展

摘要:新型固态照明与显示技术具有亮度高、效率高、节能环保等显著优势,已成为室内外照明、汽车大灯、激光电视等高端照明和显示领域的主流技术。绿光发光材料作为荧光转换型照明与显示的核心材料,其性能直接决定器件的服役行为。然而,在高功率密度激光运转下,绿光发光材料的温度急剧升高,导致其量子效率下降、发光衰减,严重制约了固态照明与显示技术的应用。为此,不同物理形态的绿光发光材料应运而生。本文综述了激光显示用绿光发光材料的最新研究进展,系统地总结了粉末、陶瓷、微晶玻璃、薄膜等绿光发光材料在热稳定性、半高宽、色域、色度参数等性能特征的调控策略。讨论了绿光发光材料面临的发光效率和器件封装等挑战,并展望了照明与显示用绿光发光材料的研究进展。

柔性高分子半导体:力学性能和设计策略

摘要:近年来,高分子半导体在有机发光、有机光伏和有机场效应晶体管等领域扮演着愈发重要的角色。某些高分子材料特别是高分子弹性体,具有优异的可拉伸、可弯曲等力学特性,因而高分子半导体在柔性电子领域具有广阔的应用前景。力学性能是评价高分子半导体柔性行为的基本依据,相关研究中对力学特性的表征方法包括拉伸法、正弦屈曲技术、纳米压痕技术和原子力显微镜纳米力学图谱等。而在柔性高分子半导体材料的构建方面,也涌现出许多可供参考的思路,归纳起来主要有超分子功能化、主链柔性化、掺杂等设计策略,其中多重非共价弱作用策略是柔性高分子半导体的普适性设计方法,值得深入探索和研究。本综述旨在总结柔性高分子半导体的力学特性和设计策略,以期为相关研究提供参考和借鉴。

笔记本电脑外壳材料及其专利技术发展趋势简析

摘要: 随着国民经济的发展,网络传输速度的升级,携带方便的电子产品已逐渐成为人们连接世界的桥梁。就办公性能而言,笔记本电脑相对于手机、平板的优势则更加明显。笔记本电脑已得到了广泛的应用。面对激烈的市场竞争,笔记本电脑外壳材料相关专利技术的申报和应用显得非常重要。笔者主要对笔记本电脑对外壳材料的实际要求以及外壳的发展趋势进行分析,并结合近年来笔记本电脑外壳相关专利的申报情况,对部分专利技术进行简要介绍。

半导体集成电路制造中的准分子激光退火研究进展

摘要:随着半导体集成电路芯片的尺寸越来越小、结构越来越复杂,芯片制造过程中的退火工艺技术也在不断进步。激光退火以其在芯片制造过程中热预算控制的优势,在芯片制造退火工艺中的重要性正在显现。而准分子激光的特点是波长短、峰值功率高、作用于大多数物质表面时能量迅速被物质表面吸收。准分子激光退火可以实现对材料表面温度梯度的控制,是半导体集成电路制造中热处理工艺的重要选择。对半导体集成电路制造过程中准分子激光退火研究进展进行了综述。概述了集成电路制造中退火工艺热预算控制与激光退火的理论模拟研究结果;着重介绍了准分子激光退火在离子掺杂控制、超浅节形成、沟道外延等材料处理中的研究进展,以及在金属层制备和3D 器件中的应用。研究表明,准分子激光退火工艺有望为三维半导体集成电路制造提供新的解决方案。

柔性超级电容器电极材料制备方法研究进展

摘要:随着柔性超级电容器在可穿戴、小型化、便携式、柔性消费电子产品中的潜在应用,新材料、新加工技术和新设计得到了推广。电极材料是柔性超级电容器中重要的组成部分,其优异的性能决定了整个器件的应用。通过介绍柔性超级电容器电极材料的制备方法,总结了柔性超级电容器现阶段发展所面临的挑战,期望为制备高性能的柔性超级电容器提供参考。

具有聚集诱导发光功能的圆偏振发光液晶材料

摘要:圆偏振光是光矢量端点轨迹为圆的光,它在传播时光矢量的大小不变而振动方向随相位而改变。通常,非偏振光首先通过偏振片转化为线偏振光,再通过λ/4 波片分解为左旋或右旋圆偏振光。这一物理过程所获得的圆偏振光能量损耗一般超过50%。而通过构筑聚集诱导发光手性液晶分子直接获得圆偏振光,可以获得高的荧光量子效率和大的不对称因子,有效降低了能量损耗。因此, 聚集诱导发光手性液晶受到了研究人员的广泛关注。本文基于聚集诱导发光基团修饰手性液晶分子的设计与合成,以及手性聚集诱导发光分子体系掺杂向列相液晶这两类方法,综述了本领域的研究进展,讨论了聚集诱导发光液晶分子结构设计和聚集态的形成对圆偏振发光和聚集诱导发光性能的影响,展望了这种新型光学材料所面临的机遇和挑战。

纳米银导电墨水的制备及其在高精度柔性电路打印中的应用

摘要:分别以银纳米颗粒和银纳米线为导电组分,以BYK-333为表面助剂、乙二醇为溶剂制备出2类喷墨打印型导电墨水,采用MICROPLTTERI型微纳米沉积系统在柔性透明基底上打印了导电线路,研究了打印工艺、热烧结固化、封装等对2种打印电路的导电性、耐候性和抗弯折等性能的影响。结果表明,打印机喷头口径和墨水与基底接触角是决定导电电路线宽精度的关键因素,热烧结处理可以提高银纳米颗粒柔性电路的导电性,在160℃烧结30min时,电阻率下降到16.4μQ·cm,在空气中放置90d后保持导电性能不变,1000次弯折后电阻率上升12.4%;随着打印次数增加,银纳米线打印电路的导电性不断增加,打印9次得到的打印直线单位电阻为88.92/cm,而随着烧结温度和时间的增加电路导电性下降,PDMS封装可以极大地提高打印电路的稳定性,在空气中放置90d或弯折1000次后导电性能保持不变,表明基于银纳米材料导电墨水及微纳米沉积系统可以实现高性能和高精度柔性电路的稳定打印。

深度学习赋能微纳光子学材料设计研究进展

摘要:光子学结构设计是微纳光学器件和系统研究的核心。许多人工设计的光子学结构,比如超材料、光子晶体、等离激元纳米结构等,已经在高速可视通信、高灵敏度传感和高效能源收集及转换中得到了广泛的应用。然而,该领域中通用的设计方法是基于简化的物理解析模型及基于规则的数值模拟方法,属于反复试错的方法,效率低且很可能会错过最佳的设计参数。因此,快速得到设计参数和光谱响应信息之间的潜在关联性,是实现光子学器件高效设计的关键。在过去的几年里,深度学习在语言识别、机器视觉、自然语言处理等领域发展迅速。深度学习的独特优势在于其数据驱动的方法,可以让模型从海量数据中自动发现有用的信息,这为解决上述光子学结构设计问题提供了一种全新的方法。本篇综述从不同的微纳光子学结构设计的应用场景出发,介绍了不同的深度学习模型在光子学设计领域中的适用范围和选择依据,并对该领域未来的机遇与挑战进行了总结与展望。