硅基锗光电探测器的发展现状与未来趋势

摘要:5G通信、人工智能、物联网等领域的快速发展对现有的通信系统提出了苛刻的要求。目前,具有低延时、低功耗、大容量等特点的光互连作为新通信方案受到广泛关注,其中基于硅基光电子技术的光互连是最佳的技术选择之一。作为核心器件的硅基锗光电探测器对于硅基光互连的发展至关重要。文章对硅基锗光电探测器技术发展进行阐述分析,系统总结高性能硅基锗光电探测器的新型结构、关键工艺和发展过程中的技术创新,展望其发展趋势和热点技术与研究方向,以期为中国光通信系统建设和发展提供支持。

自旋光电效应与有机自旋半导体材料开发

摘要:有机半导体不仅具有优异的光电性能,还兼具轻薄、柔性、可设计、易加工和低成本等优势。近年来,通过引入“自旋”自由度,有机半导体的光电子效应和材料研究又在新的维度上得到了拓展,为新材料开发、新功能调控和新器件应用提供了新思路。本文对有机半导体自旋光电效应相关的研究进展进行了系统综述,深入探讨了自旋极化电子的注入、输运及弛豫机制,介绍了各类有机自旋电子器件及其运行机理,系统总结并探讨了各类有机自旋半导体材料,包括小分子、聚合物、激基复合物及有机/无机杂化材料,及其在自旋阀、自旋发光二极管、自旋光伏器件和自旋场效应晶体管等器件中的应用进展,最后对有机自旋电子学的未来发展方向进行了展望,期望能为该领域的后续深入研究提供有益参考。

基于电化学的可穿戴汗液传感器的研究进展

摘要:汗液包含着丰富的生理相关信息,通过对这些信息的分析检测或可达到对人体健康实时监测的目的。基于电化学的柔性可穿戴汗液传感器具有设备简单、小型化、便于集成、灵敏度高、响应快、多通道检测等优点,近年来得到了快速发展。便携式的可穿戴汗液传感器可广泛应用于生理信息采集、运动监测、疾病预防等生物医学领域,具有广阔的市场应用前景。基于可穿戴电化学汗液传感器的工作原理,本文主要从制备技术、电极材料和集液装置三个方面评述了最近的研究工作和进展,并对可穿戴式汗液传感器在个性化医疗保健发展中的机遇和挑战进行了展望。

煤基富氧多孔炭纳米片的制备及其超级电容器性能

摘要:多孔炭电极的表面改性与优化是实现超级电容器优异性能的关键。本文以煤化学工业的固体副产物为碳源,利用二维层状双氢氧化物(MgAl-LDH)的刚性约束作用耦合KOH 活化工艺成功制备了二维富氧多孔炭纳米材料(OPCN)。系统研究了炭化温度对OPCN 样品微观结构和表面特性的影响,通过SEM、TEM、氮气吸脱附测试以及元素分析等表征手段对炭材料的结构/组成和表面特性进行分析表明,经700 °C 炭化获得的炭材料样品(OPCN-700)具有较高的氧质量分数(24.4%)和大的比表面积(2 388 m2 g−1),并表现出良好的润湿性。同时,OPCN-700 样品丰富的微孔和二维纳米片结构为电解质离子提供了有效的储存和传输途径。作为超级电容器的电极材料,在电流密度为0.5 A g−1 时,其比电容高达382 F g−1,并呈现出优异的倍率性能和循环稳定性。该技术策略为富氧原子掺杂二维多孔炭材料的可控制备与水系储能器件的设计构建提供了新思路。

基于专利数据的中国AI 芯片创新态势研究

摘要:以大模型为核心的新一代人工智能生成内容(AIGC)技术(以下简称生成式人工智能技术)正代表着AI 技术新的发展方向,而当前对于大模型的发展共识(即堆积算力和高质量数据可以继续创造“奇迹”)同时也促使人工智能科技创新转入“万卡”时代。由AI 芯片所构筑的算力“护城河”成为支撑AI 迈向通用人工智能(AGI)的必备需求。为研判我国AI 芯片技术创新的发展态势,本文对我国专利数据进行了检索和分析,梳理和描绘了AI 芯片技术的创新现状与趋势,并探索构建了代表性创新主体的创新潜力专利评估因子,以期形成对未来发展势能的理解与判断。最后,基于专利数据解读和分析,形成了助推我国AI 芯片创新发展的有关建议。

纳米导电填料在导电胶中的应用研究进展

摘要:导电胶是一种由树脂基体和导电填料复合而成的先进微电子连接材料,因其环保、低固化温度和简便的应用工艺,在液晶面板、芯片组件、印刷电路和薄膜晶体管等微电子领域得到广泛应用。然而,传统导电胶存在电阻率较高的问题,限制了其性能的进一步提升。纳米导电填料利用它独特的尺寸效应和表面效应,有效降低了导电胶的电阻率,同时增强了其力学性能,成为提升导电胶性能的关键技术。本文深入探讨了碳系、银基、导电聚合物和复合型纳米填料在导电胶中的应用进展,分析了填料种类、形态和表面性质对导电胶性能的影响,并阐释了其导电机理。同时,还展望了导电胶及其填料的未来发展方向,旨在为导电胶的技术创新和工业应用提供理论指导和实践参考。

磁性硅酸盐纳米材料在光催化降解有机污染物中的研究进展

摘要:光催化是去除水中难降解有机污染物的有效措施,因其高效的矿化能力而显示出巨大的潜力。然而,大多数光催化剂的实际应用受到其粉末形态的制约,使大规模应用成为一个难题。近年来,磁性硅酸盐复合材料在材料科学中由于其稳定和可回收的特性获得了越来越多的关注。本综述回顾了磁性硅酸盐复合材料作为光催化剂的研究现状,探讨了合成、修饰及其降解机制方面的最新进展。最后,对磁性硅酸盐复合材料的研究结果和未来的挑战进行了展望。

石墨烯复合材料在超级电容器中的研究进展

摘要:超级电容器因其体积比传统电容器更小、更快的充放电过程以及更长的循环使用寿命而受到了储能行业的普遍重视.超级电容器是一种高级的能量储能装置,它利用电极和电解质之间的双层电荷分布来储存能量,具有无污染、可持续发展等的优势.其中最熟悉的石墨烯材料应用最广泛,并发挥重要作用.概述了石墨烯的历史、制造技术,并对最近几年石墨烯与其他材料在超级电容器中的应用进行了回顾和展望.

集成电路芯片锡基微凸点电迁移:从物理本质到可靠性提升

摘要:随着先进封装技术向微型化、高性能方向发展,集成电路芯片锡基微凸点的直径持续减小至微米尺度,通过单个凸点的电流密度随直径减小呈平方增加,其电迁移行为与机理研究对集成电路芯片互连可靠性评估与设计具有重要价值。本文归纳分析了芯片互连微凸点(焊点)电迁移现象的物理本质、主要影响因素和研究方法;系统综述了微焊点固-固电迁移过程中的极性效应、反极性效应和两相分离等电迁移行为特征与液-固电迁移过程中原子迁移、相析出和相溶解等电迁移行为特征;梳理评价了电迁移寿命的评估模型及修正模型;最后阐明了微焊点电迁移可靠性提升的方法,并展望了集成电路芯片互连锡基微凸点电迁移未来的研究方向和可靠性分析方法。

具有超低工作电压的银纳米线阻变器件研究

摘要:具有高密度和自适应特性的随机银纳米线网络能够模拟神经元的复杂网络拓扑,在信息存储、选择器和神经形态计算领域中应用广泛。文章采用旋涂工艺在图像化电极衬底上制备了银纳米线器件,研究了不同银纳米线浓度和直径对其电学性能的影响,并最终实现了具有超低工作电压(0.01 V)的神经形态器件。实验结果表明,采用直径为30 nm 的银纳米线和浓度为5 wt% 的复合溶液所制备的随机网络能够实现可控的大开关比阻变行为。进一步,将该大开关比阻变行为作为器件的初始化过程,实现了银纳米线阻变器件在外加超低脉冲电压刺激作用下的可控突触可塑性行为。最后,通过对单个纳米结点中银纳米细丝的形成与断裂过程进行研究,进一步提出随机银纳米线网络在不同电刺激条件下的工作机理。本工作为新型神经形态器件中随机网络的物理实现和应用提供了新思路。