期刊信息
期刊名称：微纳电子技术
曾用刊名： 半导体情报
创刊时间：1964年
更名时间：2002年
主管部门：中国电子科技集团公司
主办单位：中国电子科技集团公司第十三研究所
出版日期：每月15日
ISSN：1671-4776
CN：13-1314/TN
邮发代号：18-60
网址：www.bdtq.cbpt.cnki.net
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基于巨磁阻抗效应的电流检测研究进展
罗松;杨真;钟明缙;阐述了基于巨磁阻抗(GMI)效应的电流传感器工作原理，对比分析了非晶丝、非晶薄带和薄膜3种敏感材料在电流传感器应用中的优势与局限性，并重点探讨了基于这些材料设计的传感器结构及其性能特征。系统总结了不同结构传感器的检测范围、灵敏度和误差特性。综述了GMI电流传感器在电流检测领域的研究进展，并对不同材料传感器的敏感元件结构及检测范围进行了比较分析。最后，对当前GMI电流传感器面临的主要技术挑战与优化方向进行了概括，总结了其发展现状并对未来趋势进行展望，旨在为非接触式电流检测提供理论依据与技术参考，推动新型电流传感器的开发与设计，以满足多样化的应用场景需求。
柔性电磁屏蔽材料及其制备方法综述
陶宣淇;黎相孟;李泳震;随着电子设备的发展和复杂化，电磁干扰和污染问题日益严重，对人类健康和设备运行造成潜在威胁。基于常用金属及其合金基电磁屏蔽材料因密度大、易腐蚀且屏蔽机制单一，难以满足现代前沿领域对轻量化和柔韧性的要求。相比之下，碳基纳米复合材料和柔性磁损耗材料等因密度小、导电性好、耐腐蚀和柔韧性佳等优势，成为电磁屏蔽领域的研究热点。通过复合材料设计与结构优化，可赋予屏蔽材料以柔性，实现其在复杂形变环境下的高效屏蔽效能。综述了柔性电磁屏蔽材料的研究进展，重点分析了材料种类、屏蔽结构和制备方法。最后，结合可穿戴电子设备、航空航天和医疗领域的应用实例，展示了其广阔前景。
通感一体化系统传感定位误差优化
师文清;郑占旗;邹昌光;通感一体化(ISAC)技术通过共享硬件资源实现通信与传感感知的协同定位，但硬件缺陷、信号传播的非理想性及目标位置获取偏差等因素可能导致产生定位误差，严重影响该技术在低空无人机(UAV)导航等关键场景的应用可靠性。基于目标传感感知定位原理与误差统计方法，系统分析了传感测量误差、目标位置误差、异系统同步误差的作用机制，创新地提出工程参数角度修正校准、真实轨迹平滑、时间对齐插值及误差均值归零等四种联合修正策略，为通感一体化技术在低空经济等场景的传感定位误差量化与性能优化提供了方法论。验证结果表明，所提方法使感知系统的统计定位误差从13～15 m降低到6～9 m,定位精度提升6～7 m,能有效抑制非传感系统本身误差的影响，有利于推动技术产业化。
用于神经形态应用的光激发a-ZTO光电晶体管研究
赵元浩;郭亮;王杰阳;王超;杨帆;初学峰;杨小天;研究了基于非晶锌锡氧(a-ZTO)薄膜的光电神经形态晶体管的突触性能，对其稳态及瞬态性能进行了详细表征。通过实验成功模拟了兴奋性突触后电流(EPSC)和双脉冲易化(PPF)等关键突触行为，分别获得了约47μA的EPSC和高达约135%的双脉冲易化率。制备的a-ZTO光电神经形态晶体管表现出优异的光电性能，包括高迁移率(10.41cm2/(V·s))、高电流开关比(～9.7×109)、较低的亚阈值摆幅(107 mV/dec)以及良好的透明性(可见光透过率>80%)。此外，通过调整光脉冲持续时间、光功率密度和栅源电压，实现了突触性能的有效调控。这些实验结果为开发新型光电神经形态器件及类脑计算芯片提供了重要的物理基础和技术参考。
基于HPCVD的二硼化镁超薄膜制备技术研究
赵敏燕;徐红艳;张焱;孔祥东;韩立;随着超导纳米线单光子探测器(SNSPD)和超导热电子(HEB)混频器等超导薄膜器件的广泛应用，减小薄膜厚度以提升器件灵敏度成为关键研究方向。为此，采用混合物理化学气相沉积(HPCVD)法成功制备了不同厚度的纳米级MgB2超薄膜，并详细分析了9 nm超薄膜的性能。利用原子力显微镜(AFM)表征的薄膜表面粗糙度(Rq)约为0.77 nm,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果显示，该超薄膜表面晶粒取向一致，晶粒大小均匀。采用四探针法测量薄膜在不同磁场强度下的电阻-温度(R-T)曲线，表明零磁场下的零电阻转变温度(Tczero)达到28.05 K,超导转变宽度(ΔTc)为1.39 K,剩余电阻比(RRR)为1.42。在该薄膜上制备了20μm×70μm的微桥，测量了该微桥在5～28 K温度区间的电流-电压(I-V)特性曲线，零磁场下20 K时的临界电流密度(Jc)为1.39×107 A/cm2。该研究为基于MgB2超薄膜的高性能超导器件的制备提供了研究基础。
空间高效三结砷化镓太阳电池电子辐照研究
李彬;殷茂淑;曹万水;仇恒抗;胡南滔;邵枫;姚路;空间太阳电池作为航天器主要能量来源会受到来自空间高能粒子辐照作用,因此,航天器太阳电池阵设计时必须考虑空间电子辐照引起的性能损失,将辐照衰降以辐照损失因子形式体现在太阳电池阵重要参数设计中,使末期输出功率满足航天器需求,避免太阳电池阵性能衰减影响整星功率输出。对光电转换效率为34%的空间高效三结砷化镓太阳电池的电子辐照损失因子进行了测算,分析了特定剂量电子辐照试验后电性能随时间变化情况。通过累计通量为1×1013 e/cm2的电子能量1 Me V电子辐照试验及光退火试验,得到34%空间高效三结砷化镓太阳电池最佳工作点电压和电流的辐照损失因子分别为2.7%和1.8%,光退火处理使最佳工作点电压和电流分别恢复了1.65%和0.22%。这对其空间推广应用、提升卫星太阳翼质量比功率、降低发射成本具有重要意义。
无人机薄膜太阳电池缓冲层应力补偿结构优化
钱勇;毕黎琛;郭哲俊;施祥蕾;宋琳琳;孙利杰;临近空间长航时太阳能无人机(UAV)使用三结薄膜砷化镓太阳电池。采用赝型倒装外延结构和外延层剥离工艺,获得了柔性可赋形的薄膜太阳电池及组件,但是赝型倒装结构因使用晶格失配缓冲层(Al_yGa1-x-yInx As)结构而带来晶格失配应力,是诱发薄膜砷化镓太阳电池裂纹缺陷、产生电极金属离子迁移通道、引起电性能衰降以及因应力造成电池形变的主要因素。在三结薄膜砷化镓太阳电池中的晶格失配缓冲层引入应力补偿结构并优化,计算比较应力补偿结构对电池应变的影响,在缓冲层上外延生长并获得高质量In0.3GaAs底电池。通过计算底电池的外延层应力、检测外延片翘曲度、比较单片电池弯曲程度,确定了应力补偿结构优化Al_yGa1-x-yInx As缓冲层的参数,减少了应变造成太阳电池缺陷诱发电池性能衰降的概率,降低了电池形变,提升了太阳能无人机用三结薄膜砷化镓太阳电池及组件的可靠性和耐候性。
陶封光控电子开关陶瓷盖板加固稳定性研究
韩文静;冯春苗;李尧;肖泽平;袁海;对陶封光控电子开关电路中陶瓷盖板的加固胶型与加固工艺开展了系统研究,重点考察了不同黏度绝缘胶体及多种涂覆方式对电路电连接稳定性的影响。实验结果表明,陶瓷盖板的组装加固方法与电信号传输稳定性密切相关:采用高黏度白胶进行划线加固,电路在500次温度循环后正向压降稳定在1.33～1.34 V,电信号无异常;而使用低黏度黑胶划线加固后,部分电路出现正向压降升高,存在连接失效风险。进一步研究表明,采用双侧对称点涂黑胶的方式可显著改善胶体分布均匀性,使电路在温循及机械实验后仍保持1.34 V左右的稳定正向压降。仿真分析揭示,低温(-65℃)下不对称胶体分布会在导电胶中引入高达25.07 MPa的应力,显著高于对称结构(13.54 MPa),是导致粘接界面失效的主要原因。综上,采用高黏度胶体划线加固或双侧对称点涂加固均可有效提升界面粘接的稳定性,保障电路在复杂环境下的长期可靠性。
超短二氧化锰纳米管的制备和电化学性能
刘清毓;陈天畅;汪韩丽;张议;乔丽华;吴楷硕;徐蕾;张敬晶;超短二氧化锰纳米管(MnO2 NT)采用十二烷基硫酸钠(SDS)辅助的水热法合成,制得多晶α-MnO2纳米管长度约为45 nm,外径与内径分别为10 nm和3 nm。电化学测试表明,在0.25 A·g-1的电流密度下,材料的比电容高达150 F·g-1。在1 mol/L Na_2SO4溶液中,电流密度为2 A·g-1下进行2 000次循环后,电容保持率为94.69%。此外,采用该材料组装的非对称超级电容器实现了平均能量密度为20.16 W·h·kg-1、平均功率密度为178.69 W·kg-1,其优良的电化学性能归因于超短管状微结构。具有较高比电容和优异循环稳定性的超短MnO_2NT,是一种具有应用潜力的超级电容器电极材料。
混合维度CsPbBr3/VO2异质结构的制备及其在光探测中的应用
陈琴棋;张春阳;易荣锋;云文磊;苏志城;郭喜涛;全无机钙钛矿CsPbBr3因其优异的光电特性和环境稳定性,近年来在光电探测领域引起了巨大的研究兴趣。然而,受限于CsPbBr3材料的本征光学带隙(～2.2 eV),其光谱响应通常限制在了560nm以内。在此,采用一个简便的的两步法,即先离心铸造后压力辅助热退火,成功地制备了CsPbBr3纳米晶与VO2纳米线(VO2 NW)网络的混合维度异质结构(typeⅡ型),利用二者的协调优势,拓宽了CsPbBr3基光电探测器的光谱响应范围。研究结果表明,该异质结构光电探测器对不同光波段包括447、520、637nm均表现出较好的光电流响应(纳安量级)和较快的响应速度(毫秒量级)。该研究工作为钙钛矿混合维度异质结的构建提供了一种可行的制造方法,也为宽光谱钙钛矿光电器件的实现提供了一种新思路。
MEMS传感器现状及应用
王淑华;MEMS传感器种类繁多,发展迅猛,应用广泛。首先,简单介绍了MEMS传感器的分类和典型应用。其次,对MEMS压力传感器、加速度计和陀螺仪三种最典型的MEMS传感器进行了详细阐述,包括类别、技术现状和性能指标、最新研究进展、产品,及应用情况。介绍MEMS压力传感器时,给出了国内外采用新型材料制作用于极端环境下压力传感器的研究情况。最后,从新材料、加工和组装技术方面对MEMS传感器的发展趋势进行了展望。
经典分子动力学模拟的主要技术
樊康旗,贾建援综述了分子动力学模拟的基本原理、发展过程及主要应用,介绍了原子间势函数的发展及势参数的确定,给出了分子动力学模拟中相关的有限差分算法、初始条件及边界条件的选取、平衡态系综及其调控、感兴趣量的提取及主要过程。最后还指出了分子动力学模拟方法本身进一步的研究方向。
MEMS传感器现状及应用
王淑华;MEMS传感器种类繁多,发展迅猛,应用广泛。首先,简单介绍了MEMS传感器的分类和典型应用。其次,对MEMS压力传感器、加速度计和陀螺仪三种最典型的MEMS传感器进行了详细阐述,包括类别、技术现状和性能指标、最新研究进展、产品,及应用情况。介绍MEMS压力传感器时,给出了国内外采用新型材料制作用于极端环境下压力传感器的研究情况。最后,从新材料、加工和组装技术方面对MEMS传感器的发展趋势进行了展望。
超级电容器材料及应用研究进展
石文明;刘意华;吕湘连;张瑞荣;何洋;作为新型储能装置之一，相较于传统储能装置，超级电容器具有功率密度高、使用寿命长、充放电速率快等优越特性，因而受到了研究者们的广泛关注。介绍了超级电容器的发展历程、分类及工作原理；概述了应用于超级电容器的碳基材料、过渡金属氧化物、导电聚合物及复合材料等电极材料的研究进展；阐述了超级电容器在工业、电力、汽车、航空等领域以及柔性超级电容器在可穿戴电子产品中的应用状况；分析了当前超级电容器的不足及面临的挑战；总结了超级电容器新的可能应用领域(如生物、医疗和神经形态学计算等领域)及新的研究方向(如超级电容器精确数学模型等)。
薄膜材料研究中的XRD技术
周元俊;谢自力;张荣;刘斌;李弋;张曾;傅德颐;修向前;韩平;顾书林;郑有炓;晶格参数、应力、应变和位错密度是薄膜材料的几个重要的物理量,X射线衍射(XRD)为此提供了便捷而无损的检测手段。分别从以上几个方面阐述了XRD技术在薄膜材料研究中的应用:介绍了采用XRD测量半导体薄膜的晶格参数;结合晶格参数的测量讨论了半导体异质结构的应变与应力;重点介绍了利用Mosaic模型分析位错密度,其中比较了几种不同的通过XRD处理Mosaic模型,且讨论了它们计算位错密度时的优劣。综合XRD技术的理论及在以上几个方面的最新研究进展,对XRD将来的发展做出了展望。
经典分子动力学模拟的主要技术
樊康旗,贾建援综述了分子动力学模拟的基本原理、发展过程及主要应用,介绍了原子间势函数的发展及势参数的确定,给出了分子动力学模拟中相关的有限差分算法、初始条件及边界条件的选取、平衡态系综及其调控、感兴趣量的提取及主要过程。最后还指出了分子动力学模拟方法本身进一步的研究方向。
柔性可穿戴电子的新进展
卢忠花;王卿璞;鲁海瑞;袁帅;王丹丹;综述了近期柔性可穿戴电子的研究进展以及在现代生活中的发展应用,阐明了柔性薄膜电子在医学和生活娱乐等领域的发展方向和潜在应用,特别是在医疗领域,柔性电子的发展与应用将是人们未来生命健康监测与治疗的主流方向。详细介绍了以聚酰亚胺等聚合物材料为基底的薄膜电子器件的发展类型,并且阐述了分别以聚合物薄膜材料和导电织物为基底的柔性电子设计。论述了制约柔性可穿戴电子在未来发展研究中的问题,并对柔性可穿戴电子的发展趋势进行了展望。