面向“十五五”的半导体装备的挑战与机遇

摘要：面向“十五五”，我国半导体装备产业面临技术封锁与供应链脱钩的双重挑战，需从“追赶替代”转向“路径创新”，突破对国际技术体系的依赖。文章分析了三大核心需求：支撑自立自强（突破先进制程装备与零部件瓶颈）、构建中国特色创新生态（探索GAA、3D集成等新技术路径）、推动智能化升级（融合AI与数字化技术）。同时，提出以“再全球化”策略应对逆全球化，通过内循环与国际双循环协同，重塑全球半导体产业链。当前，国产装备在成熟制程取得突破，但高端领域仍被美国、日本、欧洲垄断，且面临低水平重复竞争、供应链“卡脖子”等问题。建议通过系统性科技攻关、上下游协同创新，避免内卷，聚焦非对称技术优势，实现从自主可控到自立自强的跨越。

光电 2025年12月23日 1 点赞 0 评论 272 浏览

机电转化纤维及自供能可穿戴纺织器件

摘要:随着智能电子设备的迅猛发展, 人们对柔性、可穿戴的自供能系统的需求日益增长. 机电转化纤维(mechano-electric conversion fibers, MECFs)凭借其卓越的能量转换能力, 成为实现这一目标的关键技术. 本文综合评述了MECFs的基本原理、制备技术、结构分类以及在自供能可穿戴纺织器件中的应用, 并对未来的发展趋势进行了展望. MECFs依赖于摩擦电效应进行能量转换, 该效应主要通过摩擦起电和静电感应两个步骤实现. 制备技术是影响MECFs规模化生产的关键因素, 本文特别介绍了几种常见的制备方法, 包括静电纺丝、纺纱、湿法纺丝和熔融纺丝. 根据编织结构, MECFs可分为一维纤维器件、二维纺织器件和三维纺织器件. 在可穿戴电子设备领域, 能源供应问题一直是限制其发展的瓶颈. MECFs直接将机械能转换为电能, 为解决这一问题提供了创新的解决方案.MECFs还可以以自供能的形式进行传感, 极大地扩展了可穿戴设备的使用场景和应用潜力. MECFs研究正处于快速发展阶段, 未来的研究需要进一步优化材料性能, 提升能量转换效率, 与现有电子系统集成, 实现更智能、更灵活的可穿戴设备.

光电 2025年12月22日 1 点赞 0 评论 211 浏览

面向智能传感的多材料电子纤维器件的设计与应用

摘要：随着电子技术的飞速进步, 现代电子设备向小型化、柔性化发展, 极大地扩展了其应用场景和便利性. 热拉纤维技术能够将金属、绝缘体和半导体等电子材料集成在单根纤维中, 已成为制造先进功能性纤维电子器件的成熟策略, 开启了纤维传感的全新世界. 本文聚焦面向智能传感的多材料多级结构电子纤维器件的设计与应用, 重点分析了热拉纤维在力学传感、声学传感、生物电信号传感和光传感领域的发展历程与应用优势, 并展望了热拉传感纤维性能提升与应用拓展的发展方向, 包含材料多样化、微纳结构辅助化、功能集成化以及成纤调控手段精细化.

光电 2025年12月19日 1 点赞 0 评论 265 浏览

角分辨光电子能谱在热电材料研究中的应用

摘要：热电材料因其能够实现热能与电能的直接转换, 在温差发电与制冷技术中具有重要应用. 热电材料的电输运性能由其能带结构决定, 角分辨光电子能谱(angle-resolved photoemission spectroscopy, ARPES)是最直观探测能带结构的技术. 本文综述了ARPES技术在热电材料研究中的应用, 探讨了ARPES如何揭示材料的能带结构, 从而优化其热电性能. 首先介绍了热电材料的基本参数和ARPES的基本原理, 随后详细介绍了ARPES技术在热电材料研究中的几个典型应用案例, 最后给出总结和展望, 期待能为两个领域的交叉提供一些参考思路.

光电 2025年12月17日 1 点赞 0 评论 231 浏览

低成本的p型SnS: 一种有前景的中低温热电材料

摘要：随着能源和环境问题的日益严重, 热电技术在废热回收和电子制冷领域展现出广阔的应用前景. SnS热电材料凭借丰富的地壳储量、低廉的价格以及轻量化等优点, 成为新一代环境友好型热电材料. 近年来, 宽带隙SnS基晶体热电材料的开发, 有望在更宽的温度范围内实现较高的热电能量转换效率. 本综述从SnS热电材料的基本物化性质出发, 分析了SnS的晶体、电子和声子结构, 总结了晶体及多晶材料的合成制备工艺. 在此基础上, 本文系统介绍了p型SnS基晶体和多晶热电材料的优化策略及研究进展. 最后, 针对p型SnS基热电材料当前面临的问题, 提出总结和展望, 以期推动其在温差发电及热电制冷领域的进一步发展和应用.

光电 2025年12月16日 1 点赞 0 评论 226 浏览

n型碲化铋基热电材料、器件及应用

摘要：碲化铋(Bi2Te3)基热电材料, 作为目前唯一商业化应用的热电材料体系, 在近室温区内表现出优异的热电性能, 在低品位温差发电和热电半导体制冷方面具有独特的优势, 广泛应用于深空探测电源、5G通信、激光制冷、消费电子、医疗器械等关键领域. 本文以n型Bi2Te3为主要研究对象, 详尽介绍了不同的优化策略——载流子调节、织构化调控、能带工程和声子工程对该体系热电性能和力学性能优化的研究进展. 同时, 针对不同维度(一维热电纤维、二维热电薄膜和三维热电器件)下Bi2Te3基热电器件在发电与制冷领域所取得的研究成果进行展示, 总结并讨论了n型Bi2Te3基热电材料现存的挑战以及未来可能的发展方向, 以期为n型Bi2Te3热电材料的探索提供参考.

光电 2025年12月15日 1 点赞 0 评论 329 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 265 浏览

晶界热电材料: 热电参数调控策略及研究进展

摘要：多晶热电材料中, 晶界作为各类缺陷形成以及调控的重要场所, 在热电输运中扮演着重要角色. 本文系统阐述了晶界处不同缺陷对电子和声子的影响及其作用机制, 并系统地总结了基于晶界调控实现热电参数提升及协同优化的有效策略. 首先, 通过分析晶界对载流子输运的积极作用, 分别阐释了晶界处动态掺杂调控载流子浓度, 晶界相结构(导电通道、高介电常数相、晶界角度、能带对齐)优化载流子迁移率, 以及界面能量过滤效应增强Seebeck系数的有效机制. 然后, 通过分析晶界对声子输运的阻碍作用, 分别归纳了晶界处本征相(晶粒细化)和非本征相(纳米第二相)结构对声子散射的增强机制. 此外, 通过分析晶界处载流子和声子的解耦机制, 提出实现热电输运性能协同优化的有效方法(如优化晶粒尺寸、引入共格或半共格第二相等). 最后, 指出通过深入理解晶界微观机制、高效设计晶界结构、解耦调控电声输运, 建立微观结构-晶界调控-热电性能之间的构效关系, 为未来高效晶界热电材料的研发提供理论和实验基础.

光电 2025年12月12日 1 点赞 0 评论 250 浏览

半导体光催化过氧化氢合成研究进展

摘要：近年来, 半导体光催化过氧化氢(H2O2)合成因其相较于传统化学合成方法在能耗和环保方面具有显著优势而受到了广泛关注, 在污染物处理、化学品合成、生物医疗等领域展现出良好的应用前景. 然而, 由于半导体光催化H2O2合成涉及复杂的反应机制以及产物相对较高的化学活性, 其在催化体系的设计、性能评估及优化方面呈现出一定的特殊性, 这也成为了当前研究的重点与难点. 本文聚焦半导体光催化H2O2合成, 对近期该领域的研究进展进行了综述. 在简要介绍H2O2产生机制基础上, 从催化体系筛选、催化反应器设计、性能评估、优化策略开发、应用场景拓展等方面对相关研究进行总结、归纳; 讨论了半导体光催化H2O2合成研究面临的挑战, 展望了该领域未来的研究方向及可能的突破点.

光电 2025年12月11日 1 点赞 0 评论 353 浏览

后摩尔时代中国集成电路产业生态发展进路

摘要：后摩尔时代是指微处理器性能约每两年就能翻一番的“摩尔定律”失效之后的时代，主要表现为集成电路的材料密度和工艺技术逼近物理极限，以及能耗成本的大幅上升。面对后摩尔时代引发的技术变局和产业变局，以及数字经济时代来临所创造的新赛道新机遇，本文基于Ｍｏｒｅ Ｍｏｏｒｅ、Ｍｏｒｅ ｔｈａｎ Ｍｏｏｒｅ、ＢｅｙｏｎｄＣＭＯＳ 三种主流技术路线，提出后摩尔时代中国集成电路产业发展的生态战略，包括成熟生态、场景驱动生态、未来产业生态、国际化生态四种类型。为破解后摩尔时代集成电路产业发展难题，应把握中国超大规模市场和新型举国体制的优势，坚持构建自主可控、兼容已有成熟生态的第二生态，充分利用丰富应用场景拓展产业生态边界，主动围绕未来产业布局优势产业生态，积极融入全球创新生态和国际化产业生态。

光电 2025年12月10日 1 点赞 0 评论 242 浏览