全球量子计算技术研究进展与发展建议

摘要:量子计算是引领新一轮科技革命与产业变革的战略性前沿领域,厘清我国在该领域的技术态势并制定精准发展路径,对赢得全球科技竞争主动权至关重要。文章通过对国际量子计算技术发展格局的深度剖析,系统评估了我国量子计算技术的发展情况。研究表明,我国经过近10 年的快速发展,量子计算整体技术水平跻身全球第一方阵,在光量子等技术路线上领先,但在多数细分方向上与美国仍有差距,在基础原理与原始创新层面有待提高。研究进一步揭示了我国在核心材料、关键设备领域面临的外部制约,以及高端人才储备短缺的严峻挑战。基于此,提出了一系列旨在强化自主创新、优化人才战略的对策,为我国在量子领域抢占未来制高点提供决策参考。

聚焦产业关键技术,把握第三代半导体发展机遇——第三代半导体材料产业技术分析报告

摘要:5G 通信技术、新能源汽车推广以及光电应用推动第三代半导体产业蓬勃发展。2017 年,中国GaN 和SiC 器件市场规模达30.8 亿元。目前, 在应用结构方面,GaN 基LED 占比高达70.0%,射频通信和功率器件领域合计占比不足30% ;SiC 器件市场上,功率因数校正电路占比超过50%,光伏逆变器占比约为23.8%,其他应用包括不间断电源、纯电动汽车/ 混合动力汽车及轨道交通等。2017 年国内投资热情高涨,投产GaN 材料和SiC 材料相关的项目共6 个,涉及金额超过84 亿元,占当年总投资金额的12%。

压电光子学效应及其应用

摘要:近年来, 压电光子学作为一个新兴的研究领域吸引了学者们的广泛关注. 压电光子学效应是压电半导体的压电极化和光激发的耦合, 是利用应变诱导的压电极化调控材料能带结构进而控制电子-空穴的复合发光过程.压电光子学效应为新光源、智能触觉传感和机械光子学等重要技术提供了研究基础, 尤其结合第三代、第四代半导体材料同时具有压电效应和半导体特性的优势, 有望实现高性能的力-致发光器件. 本文简要介绍了压电光子学效应的基本原理、材料体系以及压电光子学器件的研究进展, 并对这一学科的未来发展进行了展望.

熔盐辅助镁热还原法制备介孔碳材料及其在超级电容器上的应用

摘要:【目的】为了解决目前商业多孔碳应用于超级电容器电极材料时存在的可接触面积小、传质阻力大的问题,研究性能优异的介孔碳材料制备方法。【方法】 采用熔盐介质中的镁热还原法,利用碳酸钠作为碳源和产物的石墨化催化剂制备介孔碳材料;通过产物的综合表征,探索其显微结构和电化学性能;研究镁热还原反应的过程机制和产物显微结构的成因。【结果】产物介孔碳具有较大的比表面积(752 m2·g-1)、较大的孔体积(1.22 cm3·g-1)、孔径单一(5.3 nm),缺陷密度低(强度比ID/IG为0. 7)的特点,适合于水系电解质中储能;应用于超级电容器时,在电流密度为50 A·g-1时比电容可达113 F·g-1,当电流密度由1 A·g-1增至50 A·g-1时电容保持率达到76%。【结论】熔盐介质中镁热还原制备的的介孔碳具有独特的显微结构,可作为超级电容器的电极材料,从而实现其高倍率性能。

中国先进半导体材料及辅助材料发展战略研究

摘要:目前,以SiC、GaN 为代表的第三代半导体材料快速发展,我国亟需抓住战略机遇期,实现先进半导体材料、辅助材料的自主可控,保障相关工业体系安全。本文在分析全球半导体材料及辅助材料研发与产业发展现状的基础上,寻找差距,结合我国现实情况,提出了构建半导体材料及辅助材料体系化发展、上下游协同发展和可持续发展的发展思路,制定了面向2025 年和2035 年的发展目标。为推动我国先进半导体材料及辅助材料产业发展,提出了建设集成电路关键材料及装备自主可控工程,SiC 和GaN 半导体材料、辅助材料、工艺及装备验证平台,先进半导体材料在第五代移动通信技术、能源互联网及新能源汽车领域的应用示范工程,并对如何开展三项工程进行了需求分析,设置了具体的工程目标和工程任务。最后,为推动半导体产业的创新发展,从坚持政策推动,企业和机构主导,整合国内优势资源;把握“超越摩尔”的历史机遇,布局下一代集成电路技术;构建创新链,进行创新生态建设等方面提出了对策建议。

基于相变材料Ge2Sb2Te5 的光纤存储器

摘要: 光纤的典型功能是通信和传感,该文赋予光纤存储的功能,设计了一种全光纤存储器,以满足光纤通信系统智能化发展的需要。利用单模光纤(single-mode fiber, SMF)与多模光纤(multimode fiber, MMF)同轴焊接,并通过磁控溅射方法将Ge2Sb2Te5(GST)材料沉积在MMF 端面,端面出射的类贝塞尔光束可以切换GST 的相态。MMF 的长度影响端面光场,最终选择1.5 mm 长的MMF 以实现具有任意级别访问能力、高光学对比度、稳定重复性良好的非易失性存储器。该存储器可以实现11 级存储,并能够在11 个存储等级间进行任意且稳定的切换,光学对比度达到50%,重复循环至少34 次。

微细线材微型电阻焊技术研究进展

摘要:随着微机电系统、电子元件、医疗器件不断向小型化和高性能方向发展,微细线材的微型电阻焊工艺应用越来越广泛和重要。从微型电阻焊的原理和主要工艺参数出发,综述了近些年来国内外微细线材微型电阻焊技术的研究状况,重点总结了工艺、连接机理和焊接过程数值仿真方面的研究进展,同时介绍了该技术在电子封装和医疗器械领域的应用。最后展望了该领域未来的主要研究方向和发展前景。微型电阻焊设备的开发、焊接工艺机理的研究、异种金属材料的焊接、焊接仿真模型的构建和焊接过程的质量监控仍是当下及未来的研究热点。

氮化铝粉体工程的研究进展

摘要:电子技术微型化、轻型化、高集成和大功率的发展,对基板和封装材料提出更高要求。氮化铝陶瓷具有高导热性、绝缘性、热膨胀系数与半导体硅相近、机械强度高、化学稳定性好、无毒无害等优良特性,是理想的基板材料之一,具有很好的发展前景。高质量氮化铝粉体是制备高性能氮化铝陶瓷的关键。本文分别归纳介绍了微米/纳米氮化铝合成的新技术、新方法及其研究进展,并展望了氮化铝粉体合成的发展趋势。

电器散热片用新型镁合金的挤压温度优化

摘要:采用不同的温度进行了电器散热片用Mg-Al-Zn-Cu-In镁合金的挤压,并进行了显微组织、散热性能和力学性能的测试与分析。结果表明:随挤压温度从300℃提高至420℃,电器散热片用Mg-Al-Zn-Cu-In镁合金的平均晶粒尺寸和断后伸长率先减小后增大, 热导率(散热性能) 和抗拉强度则先增大后减小。当挤压温度为380℃时,Mg-Al-Zn-Cu-In镁合金的平均晶粒尺寸为8.2μm,断后伸长率为8.1%,分别较300℃挤压时减小了27%和14%;热导率为151 W/(m·K),抗拉强度为282 MPa,分别较300℃挤压时增大了44%和25 MPa,此时散热性能和强度最好。电器散热片用Mg-Al-Zn-Cu-In镁合金的挤压温度优选为380℃。

基于对抗色彩空间理论的滤光合成视觉

摘要:光谱滤波能够实现对视觉响应的调控,是视觉成像领域的重要研究内容。为准确模拟人眼经滤光后的视觉效果,基于对抗色彩空间理论建立了滤光合成视觉仿真模型,并提出了包括滤波拆分、线性-非线性修正及蒙版后处理的优化流程。滤光合成视觉是显示器光源信息经光谱滤波后,在人眼视锥细胞上产生的响应。模型在光谱滤波环节引入实体滤光片信息,并建立评价体系对仿真效果进行验证。结果表明,优化后的模型对图像自然度、对比度与亮度的模拟准确性分别提升了20%~30%、70% 与20%。此外,滤光合成视觉仿真模型与自组装纳米结构滤光片制备的连接,推进了滤光视觉从数值模拟到实际应用的转化。本研究为滤光视觉模拟提供了可靠且准确的模型,可应用于光学探测、机器视觉及色觉矫正等领域。