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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电话：0311-87091487
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摩擦纳米发电机在土木工程中的应用综述
曹传胜;刘光焰;随着智能技术的发展,摩擦纳米发电机(TENG)在土木工程中的应用日益受到关注。TENG能够从环境中收集机械能并转换成电能,提供自供电方案,被广泛应用在智能建筑和基础设施健康监测之中。综述了TENG在这些领域中的发展,并讨论了其面临的挑战,包括能量收集效率、材料适配与变形协调问题,以及材料的耐久性和维护等问题。通过评估现有研究,分析了这些挑战对TENG应用的影响,并展望了未来的发展趋势,旨在为TENG技术在土木工程中的应用提供参考。
激光雷达光学相控阵技术的研究进展及专利申请概况
段秋萍;传统的机械式激光雷达成本高、可靠性低,难以满足自动驾驶大规模推广的需求,激光雷达迫切需要向固态化方向发展。光学相控阵(OPA)技术通过控制阵列中阵元光束相位来调整输出光束方向,其具备视场宽、功耗低等性能,高性能的光学相控阵有助于实现激光雷达的全固态化并获得较高可靠性。介绍并总结了光学相控阵技术的基本工作原理及主要实现方式,分别论述了光波导相控阵、液晶相控阵、微机电系统(MEMS)相控阵的技术现状及发展侧重点,重点梳理了相关专利申请情况并介绍了具有代表性的专利,最后展望了其未来的发展趋势。
面向10 k V以上碳化硅器件耐压区厚外延技术研究
房玉龙;李帅;芦伟立;王健;李建涛;王波;随着10 k V及以上超高压碳化硅(Si C)功率器件在柔性输电等领域的需求增长,开发低位错、低缺陷密度、长少子寿命的厚外延材料成为关键挑战,是当前Si C材料研究的核心问题。基于单片水平式Si C外延设备,通过引入双界面调制缓冲层外延生长技术,成功实现了对缓冲层与衬底及漂移层之间界面应力的调控,显著降低了外延片基平面位错密度,结合漂移层生长速率、缓冲层工艺以及C/Si比的协同优化,显著提升了4H-Si C厚外延材料的性能。实验结果表明:优化后的缓冲层工艺通过渐变掺杂设计有效调控界面应力,将基平面位错密度从1.5 cm-2降至0.07 cm-2;同时,通过将生长速率提升至70μm/h并优化C/Si比至0.85,成功制备了厚度100μm、掺杂浓度2.5×1014cm-3的高质量外延层,原生少子寿命均值达1.76μs,材料均匀性及表面缺陷密度均满足10 kV以上超高压器件耐压区需求。
面向CMUT环形阵列的超声成像系统设计
吴帅琦;何常德;孙帅文;柴翰驰;罗梦珂;张文栋;电容式微机械超声换能器(CMUT)具有频带宽、成本低、易于与电路集成等优点,在超声环形阵列的构建中展现出独特优势,在医学成像领域有广泛的应用潜力。基于自主研制的一种CMUT环形阵列结构,设计并搭建了多通道超声成像系统。该系统设计了以现场可编程门阵列(FPGA)为主控的32通道超声收发板卡,采用PXIe高性能模块化设计,通过N张板卡实现32×N个通道的脉冲发射与超声回波采集,且支持最低几百k Hz至最高65 MHz的采样率,适配不同CMUT的中心频率。通过对亚克力圆柱体进行成像测试,表明系统具有良好的性能。该系统具有可扩展的模块化硬件结构与高度灵活的参数配置方案,为基于CMUT的多通道医学超声成像系统的实际应用提供了技术支撑。
一种高能量微片激光器的设计与研究
张厚博;崔璐;王媛媛;马汉超;设计了一种高能量微片激光光源。其利用808 nm激光器作为泵浦源,采用掺钕钇铝石榴石/掺铬钇铝石榴石(Nd∶YAG/Cr∶YAG)键合晶体作为激光系统的增益介质和被动调制元件,实现1 064 nm激光输出。通过设计仿真,确定键合晶体的饱和吸收体初始透过率、谐振腔长度和输出镜反射率参数。将泵浦源、键合晶体等元件进行集成封装组成光学系统,通过实验测试,最终获得了3 ns脉宽、1 k Hz重频、208.7μJ能量的脉冲激光输出。
混合工质两相流微通道冷却研究进展
邵明坤;常慧;雷旭斌;刘广林;杨鹏;纪献兵;随着高功率电子器件的特征尺寸越来越小、集成度越来越高,其运行过程中所需要的输入功率与能量损耗也越来越高,因此在运行过程中所需要冷却的热量也急剧增加。通过对比分析发现,现有电子器件通道冷却研究主要在通道尺寸、通道结构优化和表面微纳结构优化设计三个方面,而且流体介质也比较单一,大多数侧重于纯工质,对于混合工质的研究较少。混合工质在沸腾吸热过程相对于纯工质具有优势,但也存在温度滑移以及组分等多因素参数的影响需要进一步研究,可以尝试将混合工质多相流动冷却应用于微型电子器件的散热中,适应高功率电子器件散热需求。
基于SnSe/MoS2异质结可见光增强NO2室温气体传感器
穆晴晴;胡雪峰;王子龙;李阿龙;谭莉萍;张国鹏;余得宝;王晓亮;章伟;以锡粉和硒粉为起始原料,采用化学气相沉积法成功制备Sn Se薄膜。进一步通过超声分散与涂覆工艺构建Sn Se/Mo S2异质结。利用Raman光谱技术对Sn Se、Mo S2及Sn Se/Mo S2异质结进行了晶体结构表征。用热蒸发镀膜技术在材料两端沉积了一层约50 nm厚的金电极,从而形成Sn Se和Sn Se/Mo S2异质结器件,并对它们的气体传感性能进行了测试。测试结果表明,在室温条件下,Sn Se/Mo S2传感器能够检测到ppb (10-9)级别的NO2并展现出了卓越的气敏特性。当该器件受到可见光照射时,传感器对NO2的响应值显著提升(13.045%～23.602%),响应时间也大幅缩短(25～19 s)。此外,此传感器还具备良好的重复性、显著的选择性以及长期稳定性。最后,简要分析了基于Sn Se/Mo S2的气体传感器对NO2的气敏响应机制。
高质量CsPbBr3纳米线气相离子交换处理前后的结构、形貌与光电性能演变
杨驰;李建良;杨一鸣;金属卤化物钙钛矿因其优异光电特性成为研究热点。采用高温化学气相沉积法制备了CsP bB r3单晶,通过气相离子交换技术成功合成不同卤素比例的CsP bB r3-nX n (X=Cl或I)纳米线。缺陷密度分析显示,Cl掺杂使缺陷密度从1.11×1015 cm-3增至～2.32×1015 cm-3,I掺杂体系缺陷亦有显著增加。光电测试表明:在405波长激光(2.5 mW)照射下,Cl掺杂器件最大电流随交换深度从～150 nA降至～100 nmpA,而I掺杂器件电流稳定在50 nA左右。研究揭示卤素调控可显著改变材料缺陷态与载流子输运特性,其中Cl掺杂体系对交换深度敏感度更高。该成果验证了离子交换技术对钙钛矿材料光电特性的可控调节能力,为开发组分可调的新型光电子器件提供了重要技术路径。
基于扰动观测器的卷对卷多层印刷柔性电子自适应非奇异快速终端滑模控制研究
孟鑫;王旭辉;张婕;为了满足多层印刷柔性电子器件对卷对卷套印系统的高精度、高动态性能和高鲁棒性要求,提出了一种基于扰动观测器的自适应非奇异快速终端滑模控制(DOB-ANFTSMC)方法。首先,通过设计卡尔曼滤波器,抑制噪声对套印系统的影响,提供有效的状态估计。然后,设计扰动观测器(DOB)进行扰动观测和前馈补偿,并通过所设计的牛顿模拟退火算法对干扰观测器增益寻优处理。其次,设计了一种非奇异快速终端滑模控制器(NFTSMC),有效解决传统滑模控制的奇异性问题,并引入自适应趋近律动态调整控制参数。最后,进行仿真和实验验证。结果表明,扰动观测器的引入能显著提升多层柔性电子器件的套印精度,新算法下套印系统的套印精度为±18μm,调节时间为27 s,控制量波动范围为±80μm/s。相比于传统的比例-积分-微分(PID)控制器、理想状态的线性二次型调节器(LQR)控制器、NFTSMC和ANFTSMC,提出的方法大幅提升了套印精度和调节时间,同时控制量在合理范围内波动,控制平滑,可以很好地满足卷对卷多层印刷柔性电子器件的要求。
CFET制备技术的研究进展
郑浩;秦雨桑;龚启明;李梦姣;互补场效应晶体管(CFET)技术通过将器件集成方式从二维扩展至三维,成为延续摩尔定律的关键突破口。近年来,基于硅的同质CFET和基于范德华异质结构的CFET均取得了重要进展,但仍缺乏系统性综述以推动技术演进。本文聚焦CFET的制备方法,对比单片集成与顺序集成,重点分析热管理、工艺复杂性及材料兼容性等挑战,并强调层状范德华材料在缓解热约束、提升栅控能力方面的核心作用。此外,探讨了沟道工程、栅介质设计及结构优化在电学平衡、热管理与寄生电容抑制中的作用。本综述旨在提供前瞻性视角,强调材料-工艺-结构协同优化,助力CFET技术迈向新阶段。
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。