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柔性可穿戴电子应变传感器的研究进展

柔性可穿戴电子应变传感器的研究进展

摘要：柔性可穿戴电子应变传感器因可承受力学形变、质轻及实时监测等优点，是柔性电子领域的研究热点之一，本文从材料选择、器件结构、传感原理、疲劳失效及数值模拟等方面进行了综述。应变传感器的力电转化效率与寿命从本质上取决于导电网络演变和功能层/基底界面，需综合衡量材料的导电性和浸润性等属性，提高其传感性能。功能层结构分为螺旋、褶皱、编织、多孔及仿生五类。传感原理包括压阻、电容及压电式，其中压阻式分为断开机制、裂纹扩展及量子隧道效应。疲劳特性研究表明，交变应力会导致功能层屈曲、开裂及脱落。利用官能团改性、构建三维自交联阵列、引入拓扑结构及形成有序纳米晶畴可改善器件服役行为。疲劳失效模型归纳为拉、弯及扭转形式，在此基础上讨论了模型建立原则、力学本构关系及寿命预测精度。结合数值模拟和应变传递理论构建等效导电路径模型可揭示传感过程中的形态变化、应变分布及界面作用，实现对外界刺激的精准测量。下一步应从基底热力学稳定性、极端条件下服役行为、力电转换机制及穿戴舒适性等方面深入探究，为构建综合性能良好的传感器奠定基础。
光电 2024年05月27日
可穿戴纤维基能源转换器件研究进展

可穿戴纤维基能源转换器件研究进展

摘要：随着智能可穿戴设备的普及，其能源供应问题愈加突出，一种绿色且高效的供能系统有待被研发。纤维基能源转换器件凭借着其优异的可集成性和宏观可调性，在柔性穿戴领域受到了越来越多的关注，有望成为解决新一代能源供给问题的有效方案。为进一步深化对纤维基能源转换方案的认识，本文主要回顾了压电、热电和磁电纤维基能源转换器件的最新研究与应用进展，重点讨论了压电纤维、热电纤维和磁电纤维的制备方法、性能分析和可穿戴应用，最后提出了纤维基能源转换器件在应用中所面临的问题与挑战，并对其未来的发展趋势进行了展望。
光电 2024年05月27日
基于碳材料的多维度柔性应变/压力传感器的研究进展

基于碳材料的多维度柔性应变/压力传感器的研究进展

摘要：近年来，基于碳材料的柔性应变/压力传感器发展迅速，在临床疾病诊断、健康监测、电子皮肤和软机器人等智能可穿戴领域内具有广阔的应用前景。本文综述了基于碳纳米材料和生物衍生碳材料的柔性应变/压力传感器的制备方法和性能特征。根据碳材料的维度和结构特点，可将传感器划分为三大类型：一维纤维/纱线型、二维薄膜/织物型和三维多孔/网络型。本文还重点评述了不同维度碳基柔性传感器的研究进展和存在的问题。未来柔性传感器的发展重点将聚焦于新型结构设计、综合性能提升和多模式功能化应用。
光电 2024年05月27日
钨青铜纳米材料的制备及其在电致变色领域的研究进展

钨青铜纳米材料的制备及其在电致变色领域的研究进展

摘要：电致变色是指在外加电场作用下，材料发生可逆光学性质变化的一种现象，基于该技术的电致变色器件在智能窗、节能显示等领域具有广阔的应用前景，可助力我国“双碳”战略目标的实现。钨青铜纳米材料因其原料丰富、开放的框架结构、丰富的离子传输路径和晶体结构，是一种极具潜力的电致变色材料。基于该材料制备的电致变色器件具有对比度高、光谱调制范围广、响应时间快和循环稳定性优异等特点，在智能窗和建筑节能领域展现了巨大的潜力。本论文综述了钨青铜纳米材料的结构特点和制备合成工艺，总结了近年来钨青铜纳米材料在电致变色领域的国内外研究进展，并对其未来发展方向和应用前景进行了展望。
光电 2026年04月30日
热管理用氮化硅陶瓷热导率影响因素及改善途径

热管理用氮化硅陶瓷热导率影响因素及改善途径

摘要：随着电子功率器件向高电压、大电流、高功率密度发展，其在运行过程中会产生更多的热量，承受更大的热应力，这就对器件用陶瓷基板的散热性能及可靠性提出了更高的要求。传统陶瓷基板如氧化铝(热导率低)、氮化铝(力学性能差)已难以满足大功率器件要求。氮化硅陶瓷由于兼具较高的理论热导率与优异的力学性能而成为大功率器件用陶瓷基板的首选材料。但是氮化硅陶瓷的实际热导率与理论值尚存在较大差距，晶格氧含量是主要影响因素。另外，氮化硅陶瓷在制备过程中需要引入适宜的烧结助剂，由烧结助剂引入而引起氮化硅陶瓷显微结构（致密度、晶粒形貌、晶界相含量与分布及平均晶界薄膜厚度等)的变化也会影响其热导率。氮化硅陶瓷显微结构的演变又与其成型技术、烧结工艺密切相关。降低晶格氧含量，减少晶界相，获得具有由细小晶粒与大长柱状晶粒组成的双峰结构是获得高导热氮化硅陶瓷的关键。本文从氮化硅结构与热学性质入手，对晶格氧与显微结构对氮化硅陶瓷热导率的影响作用机制进行了讨论，从原料粉体、烧结助剂、烧结工艺、结构织构化4个方面对氮化硅陶瓷中晶格氧的调控作用、显微结构的演变过程及热导率的强化机理进行了阐述，对高导热氮化硅陶瓷发展现状及面临的挑战进行了探讨，最后对高导热氮化硅陶瓷未来发展前景进行了展望。
光电 2025年07月23日
高温服役电子元器件的焊接工艺研究

高温服役电子元器件的焊接工艺研究

摘要：在航空航天、钢铁冶金及地质勘探等领域，部分设备需要在高温环境下使用，目前常见装联结构的可耐受温度一般低于200℃，甚至低于150℃，严重制约了相关高温服役设备的电子化进程。为了探索元器件高温焊接的可行性，对高温焊接工艺开展深入分析。研究结果表明，铅基高温焊料（SnAg2.5Pb96.5）的固液相线温度均高于250℃，SnAg2.5Pb96.5焊点的拉伸力平均值为139N，剪切力平均值为237N。与常用的无铅焊料（SAC305）相比，SnAg2.5Pb96.5的固液相线温度较高，但其焊点的拉伸力及剪切力均有所降低。相较于直接焊接工艺，采用预热焊接工艺得到的焊点润湿性好，陶瓷电容本体无裂纹，因此预热焊接工艺更适用于高温服役元器件。
光电 2025年11月10日
阿秒光源产生和发展趋势

阿秒光源产生和发展趋势

摘要：极紫外阿秒光源具有极短的脉冲宽度和高光子能量，因此具有超高的时间和空间分辨能力，广泛应用于原子分子物理、凝聚态物理，乃至化学和生物学研究中。目前阿秒光源的脉冲宽度已经突破了50 as，最高光子能量也突破了水窗波段。介绍了阿秒光源的产生及产生过程中相位匹配的原理，论述了孤立阿秒脉冲产生和选通方法；回顾了阿秒光源的发展历程，梳理了阿秒光源在基础物理研究中的应用；展望了未来的阿秒光源将朝向具有更高光子能量、更短脉宽、更高单脉冲能量、更高光子通量和更高重复频率的方向发展；上述参数的不断提高在应用研究中具有重要意义。总结了目前国内外的阿秒光源装置，并指出建设大型阿秒装置，实现高性能的阿秒综合实验是未来重要的发展方向。
光电 2025年12月30日
金刚石半导体器件研究概述

金刚石半导体器件研究概述

摘要：半个多世纪以来半导体基础材料经历了从锗、硅为代表的第一代，砷化镓、磷化铟为代表的第二代，碳化硅、氮化镓、氮化铝为代表的第三代的逐步演化。在演化过程中，更快响应，更高功率，更强稳定性始终是人们不断追求的目标。尽管现有半导体器件已经极大的推动了人类文明的进步且创造了巨大的价值，但是第四代半导体材料——金刚石展现出来的各种特性依旧使人欣喜和对未来充满信心。本文将概述现阶段金刚石半导体器件研究的进展，包括金刚石材料的制备，金刚石二极管、发光二极管、三极管、场效应管，金刚石传感器，金刚石微机械等等。
光电 2026年02月09日
金刚石半导体衬底研磨抛光技术研究现状及展望

金刚石半导体衬底研磨抛光技术研究现状及展望

摘要：随着半导体电子器件的集成化与小型化发展，金刚石优异的热导性、电导性成为制备半导体衬底的理想材料。为了满足半导体行业对电子器件高精度和高可靠性能的要求，需对金刚石表面进行抛光处理。然而，金刚石高硬度、高耐磨性、高化学惰性的特点，使金刚石的加工面临诸多困难，现有的金刚石抛光技术都有一定的自身优势和不足，急需一种在保证效率的情况下，同时获得光滑、平整、低损伤的金刚石表面抛光技术。因此，本文对金刚石抛光技术的国内外相关文献进行了梳理，总结了机械抛光、热化学抛光、化学机械抛光、等离子体刻蚀抛光、激光抛光等技术的原理与优缺点，对未来金刚石抛光技术来说，应朝着多种技术相互搭配以及智能化、精密化、环保化的方向发展，进而拓展金刚石材料的应用范围。
光电 2026年06月09日
我国集成电路现代化产业体系构建的战略与路径思考

我国集成电路现代化产业体系构建的战略与路径思考

摘要：集成电路产业具有高度系统复杂性特征，其关键核心技术的突破高度依靠体系化能力支撑。美西方加速推进遏制中国崛起的“小院高墙”策略、“新华盛顿共识”和“去风险”等体系化政策，中国集成电路产业“阻链”“断链”等极端风险加剧；同时，面临中国式现代化和加快发展新质生产力的新使命新要求，亟须以新发展范式和战略逻辑加快推进集成电路产业现代化。文章基于新型国家创新体系、使命驱动型创新和场景驱动创新理论，探讨从“后发追赶”和“前瞻引领”双元整合视角，统筹“使命牵引”与“场景驱动”，重构集成电路技术创新体系，加快集成电路产业现代化；并进一步提出把握场景机遇、健全新型举国体制、统筹科技教育人才“三位一体”、建设国家级创新联合体、加强企业主导的产学研深度融合、构建全球本土化创新生态等对策思考，为加快以科技创新引领集成电路产业现代化、助力新质生产力培育提供理论与战略支撑。
光电 2025年02月08日