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单晶硅差压变送器

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单晶硅差压变送器相关的资讯

  • 上海微系统所成功开发柔性单晶硅太阳电池技术
    早在上世纪五十年代,美国贝尔实验室的研究者就发明了单晶硅太阳电池,利用单晶硅晶圆实现了太阳光能转换成电能的突破,并成功用于人造卫星,当时的光电转换效率仅有5%左右。近几年,研究人员通过材料结构工程和高端设备开发的协同创新,将单晶硅太阳电池的光电转换效率提高到26.8%,接近理论极限29.4%,制造成本和综合发电成本大幅度下降,在我国大部分地区达到平价上网。同时,单晶硅太阳电池在光伏市场的占有率也上升到95%以上。除了常规太阳电池在地面光伏电站和分布式光伏的大规模应用以外,柔性太阳电池在可穿戴电子、移动通讯、车载移动能源、光伏建筑一体化、航空航天等领域也具有巨大的发展空间,然而目前尚未开发出商用的高效、轻质、大面积、低成本柔性太阳电池满足该领域的应用需求。中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究团队通过高速相机观察发现,单晶硅太阳电池在弯曲应力作用下的断裂总是从单晶硅片边缘处的“V”字型沟槽开始萌生裂痕,该区域被定义为硅片的“力学短板”。根据这一现象,研究团队创新地开发了边缘圆滑处理技术,将硅片边缘的表面和侧面尖锐的“V”字型沟槽处理成平滑的“U”字型沟槽,改变介观尺度上的结构对称性,结合有限元分析、动态应力载荷下的分子动力学模拟和球差透射电子显微镜的残余应力分析,发现单晶硅的“脆性”断裂行为转变成“弹塑性”二次剪切带断裂行为。同时,由于圆滑处理只限于硅片边缘区域,不影响硅片表面和背面对光的吸收能力,从而保持了太阳电池的光电转换效率不变。该结构设计方案可以显著提升硅片的“柔韧性”,60微米厚度的单晶硅太阳电池可以像A4纸一样进行折叠操作,最小弯曲半径达到5毫米以下;也可以进行重复弯曲,弯曲角度超过360度。相关成果于5月24日在《自然》(Nature)杂志发表,并被选为当期的封面文章。论文通讯作者、上海微系统所研究员狄增峰介绍道:“对于具有表面尖锐‘V’字型沟槽的太阳电池硅片断裂行为的认识,启发了研究团队针对硅片边缘区域进行形貌改变,将尖锐‘V’字型沟槽处理成圆滑‘U’字型沟槽,从而让弯曲应变能够有效分散,有效抑制了应变断裂行为,提升了硅片的柔韧性,最终实现了高效、轻质、柔性的单晶硅太阳电池。”论文通讯作者、上海微系统所研究员刘正新介绍道:“由于圆滑策略仅在硅片边缘实施,基本不影响太阳电池的光电转化效率,同时能够显著提升太阳电池的柔性,未来在空间应用、绿色建筑、便携式电源等方面具有广阔的应用前景。”该工作通过简单工艺处理实现了柔性单晶硅太阳电池制造,并在量产线验证了批量生产的可行性,为轻质、柔性单晶硅太阳电池的发展提供了一条可行的技术路线。研究团队开发的大面积柔性光伏组件已经成功应用于临近空间飞行器、建筑光伏一体化和车载光伏等领域。该工作的第一完成单位为中国科学院上海微系统所,第一作者为上海微系统所副研究员刘文柱、长沙理工大学副教授刘玉敬、沙特阿美石油公司博士杨自强和南京师范大学教授徐常清。理论计算与北京航空航天大学副教授丁彬和南京师范大学教授徐常清合作完成。残余应力分析与长沙理工大学教授刘小春和副教授刘玉敬合作完成。高速相机拍摄硅片瞬间断裂过程由阿美石油公司博士杨自强完成。
  • 破纪录!晶科大面积N型单晶硅单结电池转换效率超24%
    近日,全球极具创新力的光伏企业晶科能源(“晶科能源”或者“公司”)大面积N型单晶硅单结电池效率达到24.9%,创造了新的世界纪录。该测试结果已获得德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)下属的检测实验室独立认证。图源 晶科能源晶科能源在研发方面投入了巨大的资源,公司硅片、电池和光伏组件等领域的专家专注技术创新突破,致力于为全球客户提供高效和具有竞争力的行业产品,引领行业技术发展。据了解,此次破纪录的太阳能电池采用了高品质、低缺陷直拉N型单晶硅片,通过高激活掺杂、高品质钝化及钝化接触高隧穿传导等多项创新技术及先进材料应用,电池效率得到了进一步突破。作为全球领先的光伏企业,晶科能源研发团队创造一个又一个世界记录,推动中国光伏企业走在全球光伏发展的技术前沿。晶科能源组件CTO金浩表示:“在未来,晶科能源将继续承担行业变革推动者的角色,以不断迭代的技术研发水平来推动光伏产品力的快速提升和光伏行业高质量发展,让实验室的光伏技术快速实现产线量产,更好地承担起碳中和重任。”
  • 掺氮直拉单晶硅(Nitrogen-doped CZ Silicon, NCZ-Si)中氮的低温远红外测量
    在半导体材料领域,硅基半导体材料目前产量最大、应用最广,90%以上的半导体产品仍用单晶硅作为衬底材料制作。目前大尺寸硅片已成为硅片市场最主流的产品。硅片生产中在拉晶过程中,需要解决氧含量及径向均匀性、杂质的控制、缺陷控制、氧沉淀控制、电阻值定量、掺杂及径向均匀性等众多问题,同时对检测表征等保障技术也提出了更高的要求。直拉晶体硅中掺氮可用来调控原生氧沉淀和空洞型缺陷,从而提高硅晶体的质量,已经在产业界广泛应用,除了间隙氧、代位碳、III-V族元素检测以外,氮的测量也是硅材料界的一个热点课题。众所周知,直拉单晶硅中含有较高浓度(浓度范围1017-1018cm-3)的间隙氧(Oi),当氮掺入直拉硅单晶中时,除了以氮-氮对(N-N)形式存在以外,氮还会和氧作用形成氮氧复合体(N-Ocomplexes)。研究显示氮氧复合体会引起红外的局域模振动吸收和电子跃迁吸收,可以被红外吸收光谱技术探测到。在低温(10K左右)条件下,氮氧复合体在远红外波段有一系列由于电子跃迁产生的吸收峰,目前已经报导了7种氮氧复合体[1,2,3]。针对直拉单晶硅中杂质元素以及氮氧复合体的测量,布鲁克CryoSAS全自动、高灵敏度工业低温硅质量控制分析系统,通过测试位于中/远红外波段间隙氧(1136.3cm-1,1205.6cm-1)[7],代位碳(607.5cm-1)[6,7],III-V族元素[4,5]以及氮氧复合体吸收谱带(249.8,240.4cm-1[1,2]),通过直接或间接计算获得相应元素含量值。布鲁克CryoSAS系统主要特点:波段范围1250-230cm-1,覆盖了间隙氧(Oi)、代位碳(Cs)、III-V族浅能级杂质元素(硼B,磷P,砷As,铝Al,镓Ga,锑Sb,符合SEMI/ASTMMF1630-0704标准)以及N-N对,氮氧复合体[N-O-(1-6)]吸收谱带[4,5,6,7]闭循环低温冷却系统,T<15K,无需昂贵的液体制冷剂[4]不锈钢、真空样品室设计坚固、精确的步进电机,带有9位样品架简单易用(文献[1])(文献[3])如果您对此方法感兴趣,欢迎您来电垂询,交流、沟通。参考文献:[1]H.Ch.Altetal.AnalysisofelectricallyactiveN-Ocomplexesinnitrogen-dopedCZsiliconcrystalsbyFTIRspectroscopy,MaterialsScienceinSemiconductorProcessing9(2006)114-116.[2]H.Ch.Altetal.Far-infraredabsorptionduetoelectronictransitionsofN-OcomplexesinCzochralski-grownsiliconcrystals:influenceofnitrogenandoxygenconcentration,Appl.Phys.Lett.87,151909(2005).[3]《半导体材料测试与分析》,杨德仁等著[4]https://www.bruker.com/zh/products-and-solutions/infrared-and-raman/silicon-analyzer/cryo-sas-cryogenic-silicon-analyzer.html[5]SEMIMF1630-0704TestMethodforLowTemperatureFT-IRAnalysisofSingleCrystalSiliconforIII-VImpurities[6]SEMIMF1391-1107TestMethodforSubstitutionalAtomicCarbonContentofSiliconbyInfraredAbsorption[7]GB/T35306-2017硅单晶中碳、氧含量的测定低温傅立叶变换红外光谱法
  • 日本制硅谐振水压计成功用于观测海平面波动
    近日,日本防灾科学技术研究所(NIED)、东京大学地震研究所(ERI)和横河电机株式会社(横河电机)对用于探测早期海啸的新研发的水压计进行了评估。   本次评估中使用的水压计配备了一种新型硅谐振压力传感器,安装在房总半岛附近水深3436m的海底。在本次评估过程中,该压力计成功识别了70MPa压力波动,相当于海平面7厘米的变化。 水压计,配有采用MEMS技术的硅谐振压力传感器。长度261.5毫米(来源:横河电机)   虽然因海啸是罕见的事件很难获得海啸的数据,但评估检测到类似海啸的海平面变化,水压计预计将被用于实际海啸的检测。南海海底地震海啸观测网(N-net)将采用此水压计,观测地震引发海啸所引起的海底水压波动,从而实现较准确的海啸探测,以减轻灾害带来的损失。   NIED、ERI和横河电机已经评估了一种配备MEMS硅谐振压力传感器的水压计的有效性,该传感器用作海底压力观测,能够在发生地震的重大震动期间获取准确数据。鉴于地震期间发生的重大地面运动,本次测试旨在确定测量数据的采集是否会受到水压计振动或其姿态变化的影响。   经证实,姿态变化对水压计的影响小于传统水压计。此外,在重复应用于70 MPa (相当于7,000m水深)的精密测试中,不高于70MPa的0.005%的重复性被证实性能出色。该水压计采用MEMS技术,因此具有每种产品拥有相同质量的优势。   为了评估水压计在实际海底环境中的性能,在日本千叶县房总半岛附近3,436米的深度进行了总计203天的海底观测。由于海啸是一种罕见的现象,获取海啸观测数据通常很困难。然而,在评估工作中观察到, 伴随2022年1月15日汤加火山的爆发,海平面出现了7厘米的波动。进一步的数据分析还证实,水压计能够观察到相当于海平面变化小于1厘米的压力变化。确认的灵敏度表明水压计具有足够的性能来观测实际的海啸。水压计是日本制造的产品,适用于深海作业,具有与世界上任何地方制造的尖端仪器相同的灵敏度。   地震海啸观测网络是减少灾害风险的基础设施的一部分,有助于发展关于灾害风险信息和地震海啸灾害风险研究。NIED负责陆地和海底地震海啸监测(MOWLAS),覆盖日本所有陆地和海域。从2019年开始,NIED一直在开发N-net,一种电缆型海底地震海啸观测系统。N-net将安装在南海海槽的震源区内,该震源区预计会发生地震,但尚未建立观测网络(从高知县近海到日向滩)。   N-net是一个网络系统,可以直接探测地震和海啸,并将信息可靠地传输到陆地,从而实现实时观测。这种新型硅共振水压计在该系统中发挥了重要作用。NIED、ERI和横河电机已经进行了多次测试,以确保这种水压计的可靠性,目的是在南海海槽发生大地震时,尽可能地减轻损失。据悉,横河电机的硅谐振压力传感器采用基于单晶硅谐振器谐振频率随压力变化的传感方法,具有低功耗、紧凑型、高灵敏度、高稳定性和高耐压性的特点。谐振器使用硅半导体制造技术密封在清洁的真空腔中,防止外来颗粒粘附在谐振器上降低其性能。此外,使用石英晶体谐振器的传感器不会因气体解吸而导致性能变化,并且可以实现稳定的测量。自1991年以来,横河电机一直在其工业差压和压力变送器中使用这种传感方法安装压力传感器。
  • 显微拉曼光谱在测量晶圆(多晶硅薄膜)残余应力上的应用
    在半导体生产过程中,退火、切割、光刻、打线、封装等多个生产工序都会引入应力,而应力分为张应力和压应力;应力也分有益的和有害之分。应变 Si(strained Silicon 或 sSi)是指硅单晶受应力的作用,其晶格结构和晶格常数不同于未应变体硅晶体。应变的存在,使 Si 晶体结构由立方晶体特征向四方晶体结构特征转变,导致其能带结构发生变化,从而最终导致其载流子迁移率发生变化。研究表明,在 Si 单晶中分别引入张应变和压应变,可分别使其电子迁移率和空穴迁移率有显著的提升因而,从 Si CMOS IC 的 90nm 工艺开始,在 Si 器件沟道以及晶圆材料中引入应变,提高了器件沟道迁移率或材料载流子迁移率,从而提升器件和电流的高速性能。多晶硅薄膜是MEMS(micro-electro-mechanical systems)器件中重要的结构材料,通常在单晶硅基底上由沉积方法形成。由于薄膜与基底不同的热膨胀系数、沉积温度、沉积方式、环境条件等众多因素的综合作用,多晶硅薄膜一般都存在大小不一的拉应力或者压应力。作为结构材料多晶硅薄膜的材料力学性能在很大程度上决定了MEMS器件的可靠性和稳定性。而多晶硅薄膜的残余应力对其断裂强度、疲劳强度等力学性能有显著的影响。表面及亚表面损伤还会引起残余应力,残余应力的存在将影响晶圆的强度,引起晶圆的翘曲如图1所示。所以准确测量和表征多晶硅薄膜的残余应力对于生产成熟的MEMS器件具有重要的意义。图 1 翘曲的晶圆片图 2 Si N 致张应变 SOI 工艺原理示意图,随着具有压应力 SiN 淀积在 SOI 晶圆上,顶层 Si 便会因为受到 SiN 薄膜拉伸作用发生张应变应力的测试难度非常大。由于MEMS中的多晶硅薄膜具有明显的小尺度特征,准确测量多晶硅薄膜的残余应力并不是一件容易的事情。目前在对薄膜的残余应力测量中主要采用两种方法:一种是X射线衍射,通过测量薄膜晶体中晶格常数的变化来计算薄膜的残余应力,这种方法可以实现对薄膜微区残余应力的准确测量,但测量范围较小,且对试样的制备具有较高的要求,基本不能实现在线薄膜残余应力测量。另外一种就是显微拉曼谱测量法,该方法具有非接触、无损、宽频谱范围和高空间分辨率等优点。通过测量薄膜在残余应力作用下引起的材料拉曼谱峰的移动可推知薄膜的残余应力分布。该方法可以实现对薄膜试件应力状况的在线监测,是表征薄膜材料尤其是MEMS器件中薄膜材料残余应力的一种重要方法。用于力学测量的一般要具有高水平的波长稳定性的紫外或可见光激发光源,并具备高光谱分辨率(小于 1cm-1)的显微拉曼光谱系统。1. 测量原理1.1. 薄膜残余应力与拉曼谱峰移的关系拉曼谱测量薄膜残余应力的示意图如图2所示。激光器发出的单色激光(带箭头实线)经过带通滤波器和光束分离器以后经物镜汇聚照射到样品表面‚激光光子与薄膜原子相互碰撞造成激光光子的散射。其中发生非弹性碰撞的光束(带箭头虚线)经过光束分离器和反射滤波器后,汇聚到声谱仪上形成薄膜的拉曼谱峰。拉曼散射光谱的产生跟薄膜物质原子本身的振动相关,只有当薄膜物质的原子振动伴随有极化率的变化时,激光的光子才能跟薄膜物质原子发生相互作用而形成拉曼光谱。当薄膜存在拉或压的残余应力时,其原子的键长会相应地伸长或缩短,使薄膜的力常数减小或增大,因而原子的振动频率会减小或增大,拉曼谱的峰值会向低频或高频移动。此时,拉曼峰值频率的移动量与薄膜内部残余应力的大小具有线性关系,即Δδ=ασ或者σ=kΔδ,Δδ是薄膜拉曼峰值的频移量,σ是薄膜的残余应力,k和α称为应力因子。图 3 拉曼测量系统示意图图 4 拉曼光谱测试晶圆的示意图2. 多晶硅薄膜残余应力计算对于单晶硅,激光光子与其作用时存在3种光学振动模式,两种平面内的一种竖直方向上的,这与其晶体结构密切相关。当单晶硅中存在应变时,这几种模式下的光子振动频率可以通过求解特征矩阵方程ΔK- λI = 0获得。其中ΔK是应变条件下光子的力常数改变量(光子变形能)λi(i= 1 ,2,3)是与非扰动频率ω0和扰动频率ωi相关的参量(λi≈ 2ω0(ωi-ω0)),I是3×3单位矩阵。由于光子在多晶硅表面散射方向的随机性和薄膜制造过程的工艺性等许多因素的影响,使得利用拉曼谱法测量多晶硅薄膜的残余应力变得更加复杂。Anastassakis和Liarokapis应用Voigt-Reuss-Hill平均和张量不变性得出与单晶硅形式相同的多晶硅薄膜的光子振动频率特征方程式。此时采用的光子变形能常数分别是K11=-2.12ω02 K12=-1.65ω02 K33=-0.23ω02是光子的非扰动频率。与之相对应的柔度因子分别是S11= 6.20×10-12Pa-1S12=-1.39 ×10-12Pa-1S33= 15.17 ×10-12Pa-1对于桥式多晶硅薄膜残余应力的分析,假定在薄膜两端存在大小相等、方向相反(指向桥中心)的力使薄膜呈拉应力。此时,拉曼谱峰值的频移与应力的关系可以表达为Δω =σ(K11+2 K12)(S11+2 S12)/3ω0代入参量得Δω =-1.6(cm-1GPa-1)σ,即σ=-0.63(cmGPa)Δω (1)其中σ是多晶硅薄膜的残余应力,单位为GPa;Δω是多晶硅薄膜拉曼峰值的频移单位为cm-1。3. 应力的拉曼表征桥式多晶硅薄膜梁沿长度方向的拉曼光谱峰值频移情况如图3所示。无应力多晶硅拉曼谱峰的标准波数是520 cm-1,从图3可以看出,当拉曼光谱的测量点从薄膜的两端向中间靠拢时,多晶硅的峰值波数将沿图中箭头方向移动,即当测量位置接近中部时,多晶硅薄膜的峰值波数将会逐渐达到最小。图中拉曼谱曲线采用洛伦兹函数拟合获得。通过得曲线的洛伦兹峰值的横坐标位置,就可以根据式(1)得到多晶硅薄膜的残余应力分布情况,如图4所示。由于制造过程的偏差,多晶硅薄膜的实际梁长L=213μm。图 10 共聚焦显微拉曼光谱扫描成像仪测得晶圆应力分布,红色的应力越大,蓝色的应力较小。
  • 晶龙携手世界500强建硅材料实验室
    笔者近日从我省光伏产业巨头晶龙集团获悉,世界500强企业——美国应用材料公司经过对中国市场的长期考察,十分看好晶龙集团在半导体领域的技术创新能力和行业优势,日前选定在晶龙集团建立硅探针材料实验室。   美国应用材料公司是全球最大的半导体生产设备和高科技技术服务企业,营业收入连续9年在半导体生产设备领域名列第一。晶龙集团是国家火炬计划太阳能硅材料产业基地,年产单晶硅5000余吨,产量连续8年居世界之最。企业成功研发了二极管单晶可循环生产工艺。晶龙生产的太阳能级、半导体器件级和集成电路级硅单晶在业界享有盛誉。美国应用材料公司决定投资在晶龙集团建立半导体专用部件实验室和检测室即硅探针材料实验室,标志着晶龙集团真正成为了美国应用材料公司在中国的供应商。
  • 新一代X射线单晶定向系统s-Laue,60s高效测试,邀您体验!
    单晶体的最大特点是各向异性,这也意味着无论在制备、使用还是研究单晶体时,都必须知道其取向。例如,在Si半导体集成器件和大规模集成电路的制备中,就需表面为{1 1 1}或{1 0 0}面的基片。此外,在晶体缺陷和相变的研究中,也需要考虑单晶体的位向问题。X射线衍射方法的出现,在无损、准确地解决单晶定向难题的基础上,还能提供晶体内部微观完整性的信息。日本Pulstec公司基于特有的圆形全二维面探测器技术研发推出了新一代X射线单晶定向系统s-Laue。该设备配备六轴样品台,具有功率小(30 KV/1.5 mA)、操作简单、测试效率高(典型测试时间为60秒)等特点。同时,s-Laue提供台式、便携式两种类型设备,即能满足实验室小样品单晶定向需求,还可用于大型零件的现场晶体定向应用。新一代X射线单晶定向系统s-Laue部分用户单位:由于上述突出的特点和明显的优势,s-Laue自推出以来受到科研工作者的广泛关注,目前已有国内外多个客户选择其用于其单晶体的科研工作。部分测试数据展示: 单晶硅测试结果 Al2O3测试结果样机体验:为了便于广大客户全面了解和亲身体验新一代X射线单晶定向系统s-Laue,Quantum Design中国公司引进了s-Laue样机,目前该设备已安装于我公司实验室并调试完毕。即日起,我们欢迎对该设备感兴趣的老师和同学来访,我们在Quantum Design中国样机实验室恭候大家的到来。
  • 盘点|压力测量仪器与技术大全
    压力是工业生产中的重要参数,如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中,压力还直接影响产品的质量和生产效率,如生产合成氨时,氮和氢不仅须在一定的压力下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。此外,在一定的条件下,测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。伴随经济、技术的进步,压力测试在实际的生产工作中发挥着至关重要的左右,为生产活动提供了大量有价值的参考信息,使生产和科研活动的质量和效率都得到了实质性的提升。而压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表,又称压力表或压力计。压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。类别原理仪器种类液柱式根据流体静力学原理,将检测压力转换成液柱高度进行测量U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等弹性式利用各种形式的弹性元件,在被测介质的作用下,使弹性元件受压后产生弹性形变的原理弹簧管压力计、波纹管压力计及膜片式压力计等电测式将压力转换成电信号进行传输及显示电阻式压力计、电容式压力计、压电式压力计和压磁式压力计等负荷式直接按照压力的定义制作。这类压力计误差很小,主要作为基准仪表使用常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计仪器信息网特盘点各类常见压力检测仪器,以供读者参考。液柱式压力计 液柱式压力计是利用液柱所产生的压力与被测压力平衡,并根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。所用的液体叫封液——水,酒精,水银等. 液柱式压力计结构简单,灵敏度和精确度都高,常用于校正其他类型压力计,应用比较广泛。液柱式压力计按照结构形式可大致分为U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等。U形管压力计是根据流体静力学原理用一定高度的液柱所产生的静压力平衡被测压力的方法来测量正压、差压和负压既真空度的。由于其结构简单、坚固耐用、价格低廉、使用寿命长若无外力破坏几乎可永久使用、读取方便、数据可靠、无需外接电力既无需消耗任何能源。故在工业生产各科研过程中得到非常广泛的应用,广泛用于测量风机和鼓风机的压力、过滤器阻力、风速、炉压、孔压差、气泡水位、液体放大器或液压系统压力等,也可用于燃烧过程中的气比控制和自动阀门控制,以及医疗保健设备中的血压和呼吸压力监测。斜管压力计 在测量微小压差时,由于h值较小,用U形管或单管液柱式压力计测量时的相对误差极大,此时可休用斜管式压力计,斜管式压力计分墙挂式和台式两种。  在许多实验中往往需要同时测量多点的压力,例如压力分布实验。这时就要采用多管式压力计,多管式压力计的工作原理与斜管压力计相同,实际就是多根斜管压力计,由于多管压力计各测压管的内径不可能一样,因此,由毛细现象所造成的各测压管的初读数也不一致,测量前必须读出每根测压管的初读数,并作适当的修正。弹簧管压力计 弹簧管压力计又称波登管压力计。它是一种常见的也是应用最广泛的工程仪表,主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管,管的横切面为椭圆形,作为测量元件的弹簧管一端固定起来,通过接头与被测介质相连,另一端封闭,为自由端,自由端借连杆与扇形齿轮相连,扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。当被测压的流体引入弹簧管时,弹簧管壁受压力作用而使弹簧管伸张,使自由端移动,其移动距离与压力大小成正比,或者带动指针指示出被测压力数值,适用于对铜合金不起腐蚀作用的气体和液体。波纹管压力计 波纹管压力计的波纹管由金属片折皱成手风琴风箱状,当波纹管轴向受压时,由于伸缩变形产生较大的位移,故一般可在其自由端安装传动机构,带动指针直接读数,从而测量出介质压力。波纹管压力计可广泛应用于石油、化工、矿山、机械、电力及食 品行业,直接测量不结晶体,有腐蚀性的气体、液体的压力。波纹管压力计的特点是低压区灵敏度高,常用于低压测量,但迟滞误差大,压力位移线性度差,精度一般只能达到1.5级,常在其管内安装线性度较好的螺旋弹簧。膜片式压力计 膜片压力计适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固、有较高粘度,但对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。 膜片压力计耐腐蚀性能取决于膜片材料。不锈钢耐腐膜片压力计的导压系统和外壳等均为不锈钢,具有较强的耐腐蚀性能。主要用于化学、石油、纺织工业对气体、液体微小压力的测量,尤其适用于腐蚀性强、粘稠介质(非凝固非结晶)的微小压力测量。 膜片压力计的工作原理是基于弹性元件(测量系统上的膜片)变形。在被测介质的压力作用下,迫使膜片产生相应的弹性变形——位移,借助连杆组经传动机构的传动并予放大,由固定于齿轮上的指针将被测值在度盘上指示出来。压阻式压力计 压阻式压力计是基于单晶硅的压阻效应而制成。采用单晶硅片为弹性元件,在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺,在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻,并将电阻接成桥路,单晶硅片置于腔内。当压力发生变化时,单晶硅产生应变,使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化,再由桥式电路获相应的电压输出信号。 具体来讲,当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计,前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化,而且前者的灵敏度比后者大50~100倍 压阻式压力计是电阻式压力计的一种。采用金属电阻应变片也可制成压力计,测量原理以金属的应变效应为主。电容式压力传感器 电容式压力传感器,是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力计。特点是,输入能量低,高动态响应,自然效应小,环境适应性好。 电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化,通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。压电式压力传感器 压电式压力传感器是基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上,由膜片将被测压力传递给压电元件,再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。 这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图,在测量中不允许用水冷却,并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃,是制造高温传感器的理想压电材料。压磁式压力传感器 压磁式压力传感器是利用铁磁材料的压磁效应制成的,即利用其将压力的变化转化成导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁式的优点很多,如输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、经济实用,可用在给定参数的自动控制电路中,但测量精度一般,频响较低。 所谓压磁效应就是在外力作用下,铁磁材料内部发生应变,产生应力,使各磁畴之间的界限发生移动,从而使磁畴磁化强度矢量转动,因而铁磁材料的磁化强度也发生相应的变化,这种由于应力使铁磁材料磁化强度变化的现象,称为压磁效应。 若某一铁磁材料上绕有线圈,在外力的作用下,铁磁材料的导磁率发生变化,则会引起线圈的电感和阻抗变化。当铁磁材料上同时绕有激磁绕组和测量绕组时,导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化,从而使输出电势发生变化。通过相应的测量电路,就可以根据输出的量值来衡量外力的作用。霍尔式压力计 霍尔式压力计是利用霍尔效应制成的压力测量仪器。当被测压力引入后,弹簧管自由端产生位移,从而带动霍尔片移动,改变了施加在霍尔片上的磁感应强度,依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化,达到了压力一位移一霍尔电势的转换。 霍尔压力计应垂直安装在机械振动尽可能小的场所,且倾斜度小于3°。当介质易结晶或黏度较大时,应加装隔离器。通常情况下,以使用在测量上限值1/2左右为宜,且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感,当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差,采取恒温措施(或温度补偿措施)。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性,以保证电流的恒定。活塞式压力计 活塞式压力计又称为静重式压力计,是利用流体静力平衡原理及帕斯卡定律工作的的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器。 流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传压介质产生的反作用力相平衡实现的。活塞系统由活塞和缸体(活塞筒)组成,二者形成极好的动密封配合。活塞的面积(有效面积)是已知的,当已知的力值作用在活塞一端时,活塞另一端的传压介质会产生与已知力值大小相等方向相反的力与该力相平衡。由此,可以通过作用力值和活塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。在实际应用中,力值通常由砝码的质量乘以使用地点的重力加速度得到。 活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力计,也有称之为压力天平,主要用于计量室、实验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用,也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表的表决监测。浮球式压力计 浮球式压力计是以压缩空气或氮气作为压力源,以精密浮球处于工作状态时的球体下部的压力作用面积为浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。 压缩空气或氮气通过流量调节器进入球体的下部,并通过球体和喷嘴之间的缝隙排入大气。在球体下部形成的压力将球体连同砝码向上托起。当排除气体流量等于来自调节器的流量时,系统处于平衡状态。这时,球体将浮起一定高度,球体下部的压力作用面积(即浮球的有效面积)也就一定。由于球体下部的压力通过压力稳定器后作为输出压力,因此输出压力将与砝码负荷成比例。钟罩式压力计 钟罩式压力计的作用原理,是直接从压强定义出发,用一台天平对压力在液封受力器上 的垂直作用力F进行测定。这个受力器是一只几何形状有一定要求的钟罩,根据对钟罩几何 尺寸的精密测量和理论分析,求出其受力有效面积S后,待测压强p可由公示p=F/S求出。 因为钟罩式压力计有独特的结构原理,并具有、足够高的精度,这就可以通过与其他基准压力仪器比对,发现未知的系统误差。同时,钟罩式压力计在测量压强差时,其单端静压强可以根据需要调整,直至单端压强为零,即可以测量绝对压强。另外,该仪器还具有操作简单、受外界干扰小等优点。在高新科技快速发展的现今,静态的压力测量方法已获得了较大的优化,成为了各领域中常用的测量体系,并逐渐朝着动态的压力校准趋势发展。由此,相关技术人员针对压力计量检测方法的进步展开了深入的探究。简而言之,压力计量检测的未来趋势表现在测试精度等级、测试响应速率、测试可靠性与智能化水平这几个方面的提高。比如,在活塞式仪表测试中融进了智能加码与操作部位激光监测方法,如此不仅提升了检测效率,并且提高了测试的精准性,同时为绝压式仪表与活塞式仪表智能测试体系的进步打下了良好的基础。针对数字式仪表及压力变送器和压力传感器等设备的量传任务有了精良的全智能压力控制其能够用作量传标准,利用1台控制器配置若干个压力模块能够操作许多量程范围,随意确定测试点的高精度检测任务,而且能够选用气介质来工作,如此防止了采用液体介质在检测压力时引起的诸多问题,大幅度提升了数字式仪器的测试效率与智能化程度。
  • 亚电科技“一种卧式晶圆清洗设备”专利获授权
    天眼查显示,江苏亚电科技股份有限公司近日取得一项名为“一种卧式晶圆清洗设备”的专利,授权公告号为CN117912992B,授权公告日为2024年7月23日,申请日为2023年12月13日。背景技术晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片,其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种,然后慢慢拉出,形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨,抛光,切片后,形成硅晶圆片,也就是晶圆。国内晶圆生产线以8英寸和12英寸为主。在相关领域的现有技术中,一般晶圆在加工中后需要对其表面的胶质和杂质进行清洗,以便后续进行切割以及后加工,目前的现有方案中经常采用湿式喷淋清洗,则在清洗后偶尔会发生清洗液残留的现象,则需要增加工序对清洗液残留进行处理,费时费力,且在一些超声波高频震动的设备中,还会发生晶圆损坏的情况。发明内容本发明公开了一种卧式晶圆清洗设备,包括用于对晶圆进行清洗的喷洗机构和用于配合喷洗机构对晶圆进行摆动的固定机构,喷洗机构安装在密封机构的密封盖上,喷洗机构下侧对应固定机构,晶圆固定在固定机构内部,喷洗机构外部连接密封机构。本发明利用二氧化碳的气液混合物对晶圆进行清洗,避免利用常规液体清洗时发生粘结,增加后续处理工序,采用摆动结构配合清洗,避免高频震动的参与,造成意外损坏。
  • 重庆研究院单晶二维材料GeSe大面积单原子层研究获新进展
    p   近日,中国科学院重庆绿色智能技术研究院量子信息技术中心团队在以GeSe为代表的IV sup A /sup VI sup B /sup 大面积单原子层材料制备和能带结构确定,及其器件测试分析研究中取得最新进展。 /p p   目前已有近百种二维材料被人们发现,包括第四主族单质、第三和第五主族构成的二元化合物、金属硫族化合物、复合氧化物等。这些发现不仅打破了长久以来二维晶体无法在自然界中稳定存在的说法,其自身的特性更是呈现出许多新奇的物理现象和电子性质,如半整数、分数和分形量子霍尔效应、高迁移率、能带结构转变等。IV sup A /sup VI sup B /sup 单晶二维材料MX(M=Ge,Sn;X=S,Se)因极高稳定性、环境友好性、丰富蕴藏量,以及从材料结构到性能上与黑磷烯的相似性而受到广泛关注。基于第一性原理方法对MX的能带结构的计算、对其从间接带隙到直接带隙的临界层厚,以及基于其C sub 2v /sub 对称结构的压电性能理论预测的研究已多有报道。但受其脆性影响,该类型材料难以直接采用物理撕裂法制备得到单原子层材料。采用化学合成方法,也难以获得较大面积的单原子层(大于1微米)。因此,对IV sup A /sup VI sup B /sup 单晶二维材料的研究迄今仍停留在理论预测阶段。 /p p   在MX中,GeSe理论上被认为是唯一具有直接带隙的材料,且该材料的光谱范围预测几乎覆盖了整个太阳光光谱,这使它在量子光学、光电探测、光伏、电学等领域有巨大的应用潜力。据此,重庆研究院量子信息技术中心团队研究发现,利用单晶硅表面二氧化硅的隔热效果和激光减薄方法,可以在一定激光功率密度下不断地减薄GeSe的层厚,直至单原子层。其减薄机理是激光在GeSe表层产生高热,由于GeSe材料本身的层状特性,难以将热量及时传导出去,导致层厚被不断减薄。当GeSe的层厚被减薄至单原子层时,整个SiO sub 2 /sub /Si可以被看作热沉而无法继续减薄。利用此方法,该团队首次实验制备出了100微米以上的GeSe单原子层材料,基于荧光谱、拉曼谱等方法对GeSe单原子层的原子和能带结构进行研究,并基于第一性原理方法理论印证了实验结果的可靠性。实验和理论计算表明,GeSe单原子层的荧光谱非常宽,从可见光波段到近红外波段发现了8个荧光峰,从间接带隙到直接带隙的转变发生在第三层。此外,该团队分别实验制备出了基于GeSe体材料和二维材料的晶体管,其I-V和光反应性能表明,二维材料的光敏度是相应体材料的3.3倍,同时二维材料器件的光反应度也远优于相应体材料器件。 /p p   相关研究成果发表在 em Advanced Functional Materials /em 上。该研究得到了重庆市基础前沿重大项目、中科院“西部之光”西部青年学者A类项目、国家自然科学基金面上项目的资助。?? /p p br/ /p
  • 中国科学家重大突破:打破硅基“封印”,助推半导体三维集成发展
    经过数十年发展,半导体工艺制程已逐渐逼近亚纳米物理极限,传统硅基集成电路难以依靠进一步缩小晶体管面内尺寸来延续摩尔定律。发展垂直架构的多层互连CMOS逻辑电路以实现三维集成技术的突破,已成为国际半导体领域积极探寻的新方向。在2023年12月美国旧金山召开的国际电子器件会议(IEDM)中,三星、台积电等半导体公司争相发布相关研究计划。由于硅基晶体管的现代工艺采用单晶硅表面离子注入的方式,难以实现在一层离子注入的单晶硅上方再次生长或转移单晶硅。虽然可以通过三维空间连接电极、芯粒等方式提高集成度,但是关键的晶体管始终被限制在集成电路最底层,无法获得厚度方向的自由度。新材料或颠覆性原理因此成为备受关注的重要突破点。近日,中国科学院大学周武课题组与山西大学韩拯课题组、辽宁材料实验室王汉文课题组、中山大学候仰龙课题组、中国科学院金属所李秀艳课题组等合作,提出了一种全新的基于界面耦合的p型掺杂二维半导体方法。该方法采用界面效应的颠覆性路线,工艺简单、效果稳定,并且可以有效保持二维半导体本征的优异性能。在此基础上,该研究团队利用垂直堆叠的方式制备了由14层范德华材料组成、包含4个晶体管的互补型逻辑门NAND以及SRAM等器件(如下图所示)。这一创新方法打破了硅基逻辑电路的底层“封印”,基于量子效应获得了三维(3D)垂直集成多层互补型晶体管电路,为后摩尔时代未来二维半导体器件的发展提供了思路。据“ 中国科学院大学”介绍,该掺杂策略预期可广泛适用于TMD材料与具有高功函数的层状绝缘体之间的界面,有望推动半导体电路先进三维集成的进一步发展。目前,该项由中国科学家主导的半导体领域新成果以“Van der Waals polarity-engineered 3D integration of 2D complementary logic”为题于2024年5月29日在Nature杂志在线发表。原文链接: https://www.nature.com/articles/s41586-024-07438-5
  • Indigo500 系列变送器改进了对麦芽加工过程的控制
    作为优质麦芽产品供应商之一,Viking Malt 公司研究了其位于瑞典哈尔姆斯塔德的工厂中麦芽加工过程内持续湿度监测的优点。维萨拉 Indigo520 变送器已经与该工厂的控制系统集成,在经过 3 个月的试运行后,技术经理 Tony Öblom 说:“由于能够实时访问湿度数据,麦芽加工过程得到了更严格的控制,从而提高了质量,同时还节约了能源并提高了盈利能力。”背景麦芽是制造啤酒、威士忌和许多烘焙产品的关键成分。Viking Malt 总部设在芬兰,该集团在芬兰、丹麦、瑞典和立陶宛共经营有六家麦芽厂,并在波兰设有两家麦芽厂,每年麦芽总产量达 60 多万吨。大部分制造麦芽的谷物是大麦,但也可以使用小麦和黑麦,以及大米和玉米。麦芽厂设在北欧让 Viking Malt 拥有了很多优势。例如,其承包农场生产的大麦品质优良,麦芽特性优异。此外,寒冷的冬天会消灭病虫害,作物在午夜阳光下生长迅速,这意味着它们对杀虫剂的需求不大。麦芽加工过程麦芽加工涉及发芽的开始、管理和中止。这是通过仔细和准确地控制室内湿度、温度(有时控制二氧化碳)来实现的。 啤酒的好坏可能因个人口味而异,但风味的一致性和其他特性取决于是否采用优质麦芽。Tony 说:“在 Viking Malt,我们精益求精,确保生产风味一致的优质麦芽。这是通过精心甄选和管理原料以及尽可能仔细和准确地监测和控制生产来实现的。”根据原料的特性和所生产麦芽的规格,麦芽加工过程分为三个主要阶段,总共需要 7 到 10 天的时间。这三个阶段分别是:浸泡 – 谷物经洗涤后,其含水量在浸麦槽中增加,以刺激发芽。浸泡通常涉及不同时长的干湿期组合。发芽 – 种子发芽时会产生酶。例如,淀粉酶将种子中的淀粉转化为可发酵糖,蛋白酶分解蛋白质。烘烤 – 在过程的最后一部分,将“绿色麦芽”在窑中干燥和加热,以达到所需的规格。在麦芽加工过程开始时,窑内温度为 60°C 至 65°C,湿度可能达到 100%,而最终烘烤温度可能在 80°C 至 95°C 之间,目标湿度为 4%。监测的重要性
  • 开化打造硅产业检测服务平台
    自去年以来,开化县在单晶硅行业积极开展质量管理,落实对企业的帮扶措施,集中解决了产品质量不稳定、产品标准不统一、从业人员素质不高等问题,推进了产业转型升级,取得了明显成效。   为帮助企业夯实质量基础,开化县质监部门牵头成立了技术专家组,每月都召开质量管理座谈会和专家诊断会,对企业存在的工艺技术、质量问题进行分析、诊断 并在单晶硅生产企业中大力推广5S现场管理及QC小组活动,共为30多家企业培训质量管理人员100多名。目前,已有10余家企业建立了12个QC小组,研究成果达14个。   针对企业在检测方面存在的“简单设备重复投、贵重设备投不起”的现象,开化县质监局着手打造硅材料公共检验检测服务平台建设。该平台的建设主要是围绕硅企业在成品质量、原材料质量把关以及工艺控制方面的检测技术需求,积极鼓励并帮助硅单晶龙头企业开展国家实验室认可活动。目前,该检测机构已完成实验室的改造和大部分检测用仪器设备的采购,实验室体系建设基本完成,将为园区广大企业提供可靠的技术保障。
  • 内蒙古自治区硅材料研发中心揭牌
    3月30日,内蒙古硅材料研究开发中心揭牌暨内蒙古神舟硅业有限责任公司技术研发分公司成立仪式在呼和浩特举行。   自治区副主席连辑出席并揭牌。   据了解,内蒙古硅材料研发中心主要承担硅材料科研技术规划制定、项目立项、解决硅材料生产实际问题和新工艺项目的中试和产业化研究等职能。目前开展的科研项目有冶金法生产太阳能级多晶硅技术开发、锌还原四氯化硅生产太阳能级多晶硅技术开发、电子级多晶硅脱硼磷技术开发等。   该中心的成立将围绕先进的多晶硅生产技术、单晶硅制备技术、多晶硅及单晶硅制备工艺装备技术、硅材料检测技术、硅材料延伸类产品制造技术和硅化工副产品综合利用技术等六大研究方向开展科研工作。同时,该中心还将承担为内蒙古地区相关产业提供专业技术人才培养、在校大学生的毕业实习和社会青年的就业培训等工作。
  • 智能传感器和半导体产业链观察丨让“中国芯”更强劲澎湃
    7月11日,在位于洛阳高新区的洛阳单晶硅集团控股子公司麦斯克电子材料股份有限公司(以下简称麦斯克电子)超净车间里,单晶硅棒经过切割、倒角、化学清洗以及抛光,一片片光滑如镜的银灰色硅抛光片被送到自动化设备上接受质量检测。“今年上半年,我们克服不利因素,全力以赴拼经济,企业运行平稳有序。”洛阳单晶硅集团总经理兼麦斯克电子董事长史建强告诉记者,“我们的8英寸硅抛光片不仅替代进口,还逐步走向了国际市场。”作为中部地区首家具备规模化生产IC级8英寸硅抛光片能力的高新技术企业,麦斯克电子已具备100万片年产能,产品销往美国、韩国、新加坡、日本、印度等国家。硅抛光片是芯片等产品的上游原材料,然而,在大直径半导体硅片领域,我国对于进口的依赖程度依旧较高。“尺寸越大,可制造的芯片数量就越多,相应成本就越低。”史建强介绍,麦斯克电子的拳头产品为4至8英寸硅抛光片,尽管每次迭代产品只有2英寸的差别,但是每次提升工艺控制的难度都成倍地增加,在研发和生产的每个环节,都要精益求精。领跑的背后是科研的强力支撑。麦斯克电子是国务院国资委科改示范企业和国家级专精特新“小巨人”企业,公司建有企业技术中心、大尺寸硅抛光片工程技术研究中心及先进硅基低阻值电子材料工程研究中心等三个省级研发平台,致力于半导体硅片加工技术的研究和半导体硅材料产业自主水平的提升。麦斯克电子“工业互联网平台赋能硅基底材料全生命周期质量管控解决方案”入选工信部发布的“工业互联网平台+质量管理试点示范”名单。通过持续探索大规模集成电路硅抛光片智能化制造的新路径,麦斯克电子以数字化助力“中国芯”加速崛起。目前,麦斯克电子与国内知名设备厂商联合,在国内首创完成了半导体硅片用金刚线设备和切割工艺的开发。麦斯克电子还与国内产业链上下游建立了稳固的合作关系,积极推进设备与原材料国产化进程;在原材料方面,与省内多家知名企业密切合作,带动产业链上下游共同发展。“我们正在积极向半导体硅片领域进行纵深布局,将充分利用技术积淀优势,整合和优化现有产业链,提升企业价值和竞争力,为河南省加速抢滩半导体产业、实施换道领跑战略作出国资国企贡献。”史建强表示。
  • “双碳”目标下再看太阳能光伏电池—硅料、硅片杂质元素分析技术
    材料是社会进步的重要物质条件,半导体产业近年来已成为材料产业中备受瞩目的焦点。从沙子到晶片直至元器件的制造和创新,都需要应用不同的表征与检测方法去了解其特殊的物理化学性能,从而为生产工艺的改进提供科学依据。仪器信息网策划了“半导体检测”专题,特别邀请到布鲁克光谱中国区总经理赵跃就此专题发表看法。布鲁克光谱中国区总经理 赵跃赵跃先生拥有超过20年科学分析仪器领域丰富的从业经历,先后服务于四家跨国企业,对于科学分析仪器以及材料研发行业具有深刻理解,促进了快速引进国外先进技术服务于中国的科研创新和产业升级。2020年9月,习近平主席在第75届联合国大会上,明确提出中国力争在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”的目标。“双碳”目标的直接指向是改变能源结构,即从主要依靠化石能源的能源体系,向零碳的风力、光伏和水电转换。加快能源结构调整,大力发展光伏等新能源是实现“碳达峰、碳中和”目标的必然选择。目前,光伏产业已成为我国少有的形成国际竞争优势、并有望率先成为高质量发展典范的战略性新兴产业,也是推动我国能源变革的重要引擎。太阳能光伏是通过光生伏特效应直接利用太阳能的绿色能源技术。2021年,全球晶硅光伏电池产能达到423.5GW,同比增长69.8%;总产量达到223.9GW,同比增长37%。中国大陆电池产能继续领跑全球,达到360.6GW,占全球产能的85.1%;总产量达到197.9GW,占全球总产量的88.4%。截止到2021年底,我国光伏装机量为3.1亿千瓦时。据全球能源互联网发展合作组织预测,到2030、2050、2060年我国光伏装机量将分别达到10、32.7、35.51亿千瓦时,到2060年光伏的装机量将是今天的10倍以上。从发电量来看,虽然其发电容量仍只占人类用电总量的很小一部分,不过,从2004年开始,接入电网的光伏发电量以年均60%的速度增长,是当前发展速度最快的能源。2021年我国光伏发电量3259亿千瓦时,同比增长25.1%,全年光伏发电量占总发电量比重达4%。预计到2030年,我国火力发电将从目前的49%下降至28%,光伏发电将上升至27%。预计2030年之后,光伏将超越火电成为所有能源发电中最重要的能源,光伏新能源作为一种可持续能源替代方式,经过几十年发展已经形成相对成熟且有竞争力的产业链。在整个光伏产业链中,上游以晶体硅原料的采集和硅棒、硅锭、硅片的加工制作为主;产业链中游是光伏电池和光伏组件的制作,包括电池片、封装EVA胶膜、玻璃、背板、接线盒、逆变器、太阳能边框及其组合而成的太阳能电池组件、安装系统支架;产业链下游则是光伏电站系统的集成和运营。硅料是光伏行业中最上游的产业,是光伏电池组件所使用硅片的原材料,其市场占有率在90%以上,而且在今后相当长一段时期也依然是光伏电池的主流材料。在2011年以前,多晶硅料制备技术一直掌握在美、德、日、韩等国外厂商手中,国内企业主要依赖进口。近几年随着国内多晶硅料厂商在技术及工艺上取得突破,国外厂商对多晶硅料的垄断局面被打破。我国多晶硅料生产能力不断提高,综合能耗不断下降,生产管理和成本控制已达全球领先水平。2021年,全球多晶硅总产量64.2万吨,其中中国多晶硅产量50.5万吨,约占全球总产品的79%。全球前十硅料生产企业中中国有7家,世界多晶硅料生产中心已移至中国,我国多晶硅料自给率大幅提升。与此同时,在多晶硅直接下游硅片生产中,因单晶硅片纯度更高,转化效率更高, 消费占比也不断走高,至 2020 年,单晶硅片占比已达 90%的水平。用于光伏生产的太阳能级多晶硅料一般纯度在6N~9N之间。无论对于上游的硅料生产,还是单晶硅片、多晶硅片生产,硅中氧含量、碳含量、III族、V族施主、受主元素含量、氮含量测量是硅材料界非常重要的课题,直接影响硅片电学性能。故准确测试上游硅料、单晶硅片中相应杂质元素含量显得尤为必要、重要。在过去的十几年中,ASTM International(前身为美国材料与试验协会)已经对上述杂质元素的定量分析方法提出了国际普遍通行的标准,其中,分子振动光谱学方法因其相对低廉的设备成本、快速、无损、高灵敏度的测试过程,以及较低的检测下限,倍受业内从事品质控制的机构和组织的青睐。值得一提的是,我国也在近几年陆续制定和出台了多个以分子振动光谱学为品控方法的相关行业标准 (见附录)。这标志着我国硅料生产与品控规范进入了更成熟、更完善、更科学、更自主的新阶段。德国布鲁克集团,作为分子振动光谱仪器领域的领军企业,几十年来坚持为工业生产和科学研究提供先进方法学的助力。由布鲁克光谱(Bruker Optics)研发制造的CryoSAS全自动、高灵敏度低温硅分析系统,基于傅立叶变换红外光谱技术,专为工业环境使用而设计。顺应ASTM及我国相关标准中的测试要求,此系统可以室温和低温下(<15K)工作,通过测试中/远红外波段(1250-250cm-1)硅单晶红外吸收光谱(此波段红外吸光光谱涵盖了硅晶体中间隙氧,代位碳,III-V族施主、受主元素以及氮氧复合体吸收谱带。),可以直接或间接计算出相应杂质元素含量值。检测下限可低至ppta(施主,受主杂质)和ppba量级(代位碳,间隙氧),很好地满足了上游硅料品控的要求,为中游光伏电池和光伏组件的制作打下了扎实的原料品质基础。随着硅晶原料产能的逐年提高,布鲁克公司的 CryoSAS仪器作为光伏产业链上游的重要品控工具之一,已在全球硅料制造业中达到了极高的保有量。随着需求的提升,电子级硅的生产需求也在持续增加。布鲁克公司红外光谱技术也有成熟的方案和设备,目前国内已有多个用户采用并取得了良好的效果。低温下(~12 K),硅中碳测试结果(上图),硅中硼、磷测试结果(下图)附录:产品国家标准:《GB/T 25074 太阳能级多晶硅》《GB/T 25076 太阳能电池用硅单晶》测试方法国家标准:《GB/T 1557 硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法》《GB/T 1558 硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法》《GB/T 35306 硅单晶中碳、氧含量的测定 低温傅立叶变换红外光谱法》《GB/T 24581 硅单晶中III、V族杂质含量的测定 低温傅立叶变换红外光谱法》(布鲁克光谱 供稿)
  • 硅部件生产商盾源聚芯主板IPO 境外收入占比超七成
    拟赴主板上市的宁夏盾源聚芯半导体科技股份有限公司(以下简称盾源聚芯)披露招股书(申报稿),随后收到了第一轮审核问询函。盾源聚芯主要从事硅部件和石英坩埚的研发、生产和销售。招股书(申报稿)称公司业务模式成熟,经营业绩稳定、规模较大,为行业代表性的优质企业,具有大盘蓝筹特色。此外,盾源聚芯控股股东为杭州大和热磁电子有限公司(以下简称“杭州热磁”)。杭州热磁系日本Standard(标准)市场上市公司FERROTEC(Ferrotec Holdings Corporation,日本磁性技术控股股份有限公司,日本磁控)的全资子公司。本土最大硅部件生产商据盾源聚芯招股书(申报稿),其主要产品为半导体芯片加工设备用的硅环、硅喷淋头、硅舟、硅喷射管等硅部件产品、单晶/多晶硅部件材料产品以及生产半导体单晶硅和太阳能单晶硅用的石英坩埚产品。硅部件业务属于为半导体设备提供配套的半导体零部件行业,半导体石英坩埚属于为半导体原材料生产提供配套的材料行业,均处于半导体产业链之中。盾源聚芯表示,半导体用硅部件在中国属新兴产品。盾源聚芯经过10年的积累和经营,已成为中国本土最大的硅部件生产商,在全球竞争力较强。全球格局方面,全球刻蚀用硅部件市场主要被美国、日本和韩国企业垄断,部分企业同时具备硅材料生产和硅部件加工能力。美国企业Silfex为LAM(泛林)子公司,主要为LAM提供先进的刻蚀用硅部件产品,在全球市场中占据主导地位;Hana(哈那)约占全球刻蚀用硅部件原厂件市场份额的13.3%,主要客户为TEL(东电电子)、三星电子和AMAT(应用材料)等,且60%以上的硅部件收入来自韩国市场。根据沙利文研究数据,2022年度,盾源聚芯刻蚀用硅部件产品销售额约占全球市场5.4%份额。而炉管用硅部件企业主要有盾源聚芯、Sico(一家奥地利公司)和Holm(一家德国公司)三家公司。盾源聚芯在2022年全球炉管用硅部件市场中约占37.3%的市场份额。2022年全球刻蚀用硅部件市场规模为144亿元,其中原厂件销售规模为107.7亿元,占比74.8%。相比之下,炉管用硅部件市场规模则小得多,2022年仅为5.8亿元。公司境外收入占比高值得注意的是,盾源聚芯境外收入占比较高。2020年~2022年,其境外收入占主营业务收入比例分别为67.64%、74.73%和77.19%。盾源聚芯提示风险称,自2018年以来,中国面临的国际环境较为复杂,如果未来相关国家或地区出于贸易保护或者因其他地缘政治等原因,通过关税或者进出口限制等贸易政策,形成贸易壁垒,可能导致公司上下游产业链合作受限,从而对公司经营发展产生不利影响。去年,盾源聚芯直接客户中前五名分别为客户A、日本磁控、ATC(石英产品生产商)、SKC Solmics(韩国SK集团旗下公司)和东电上海,销售额占比分别为34.13%、11.48%、10.53%、6.35%和5.49%,合计67.99%。其中,日本磁控为盾源聚芯控股股东杭州热磁全资控股方。ATC系日本磁控持有32.86%表决权的联营企业,系公司关联方。据了解,ATC作为全球领先的石英产品生产商,与TEL具备长期合作历史,系其多类原材料的集成供应商。为确保原料稳定供应并便于供应商管理,TEL通过ATC采购公司的硅部件产品。SKC Solmics隶属于韩国SK集团,主要客户集中在韩国本地,且均为终端晶圆厂商,产品以成熟制程为主,具备材料及部件生产能力,主要客户有SK 海力士、三星电子和LG显示(乐金显示)。东电上海主体为东电半导体设备(上海)有限公司、东电电子(上海)有限公司,两家公司全资控股股东均为东京毅力科创株式会社(日本),即TEL。盾源聚芯表示,公司的刻蚀类硅部件产品作为半导体设备的配套零部件,主要销售给半导体设备厂商,并由其向全球终端芯片制造厂商销售,且相关产品主要应用于先进制程芯片的制造。国外一些管制措施的出台,减少了相关厂商在华先进制程设备及配套零部件的销售,进而可能导致公司的刻蚀类硅部件产品收入下降,对公司的生产经营产生一定的不利影响。
  • 四川乐山国家级硅材料质检中心获批
    近日,国家质检总局正式批复同意四川省乐山市筹建国家硅材料及副产物产品质量监督检验中心。据悉,该中心的建设将填补我国在该领域检验检测方面的空白,为我国滞后的硅材料检验检测水平发展注入强劲推动力。   作为我国多晶硅生产的发源地及国家硅材料开发与副产物利用产业化基地,乐山市多晶硅生产技术和生产工艺已达到国内先进水平。截至今年上半年,全市多晶硅及光伏企业共申请专利74项,其中发明专利25项,填补了多项国内空白。1至6月,乐山市多晶硅产量达到2137吨,形成多晶硅产能7460吨。预计到2013年,乐山市将形成多晶硅产能2.4万吨。   据了解,按照筹建规划,该中心将力争打造全国一流的硅产品公共检验检测服务平台,拟建设4000平方米的硅材料及副产物检测实验室,建成工业硅、硅粉、三氯氢硅、多晶硅、单晶硅、硅单晶切片等方面的国家权威检测机构,为全国硅产品生产企业提供重要的技术检测服务平台,促进我国硅材料及光伏产业健康、可持续发展。
  • 半导体晶体生长设备供应商南京晶升装备29号上会
    南京晶升装备股份有限公司(以下简称“晶升装备”)9月21日正式发布上会稿,9月29号上会。晶升装备聚焦于半导体领域,向半导体材料厂商及其他材料客户提供半导体级单晶硅炉、碳化硅单晶炉等定制化的晶体生长设备。其产品半导体级单晶硅炉下游行业为硅片厂商,下游应用行业具有技术壁垒高、研发周期长、资金投入大、下游验证周期长等特点,市场集中度较高。根据 Omdia 统计1,全球硅片市场份额主要被日本信越化学、日本胜高、中国台湾环球晶圆、 德国世创和韩国 SK 五大企业占据,五大企业占全球硅片市场份额约为 90%,由于国内半导体硅片行业起步较晚,国内硅片市场份额不足 10%,相对较低,增速及进口替代空间巨大。中国大陆半导体硅片厂商技术发展相对落后,国内主要硅片厂商以生产 200mm(8英寸)及以下抛光片、外延片为主,300mm(12英寸)产能规模占比相对较低,仅有沪硅产业(上海新昇)、TCL 中环(中环股份)、立昂微(金瑞泓)、奕斯伟等少数厂商可实现12 英寸半导体级硅片批量供应。目前国内自产12英寸产能仅为54万片/月,总需求为150万片/月至200 万片/月,自产供给和需求之间存在较大差距,主要依赖进口。从全球趋势来看,由于成本和制程等原因,国内12 英寸需求也将越来越大。因此,12英寸半导体级硅片成为未来国内硅片市场主要增长点,带动上游晶体生长设备行业实现规模化增长。晶升装备在三轮问询回复中表示,公司已于2018年率先实现了12英寸半导体级单晶硅炉国产化。虽然产品设备规格指标参数、晶体生长控制指标参数与国外厂商基本处于同一技术水平,但因产业应用时间较短,验证经验相对不足,目前与国外厂商的竞争中还处于相对劣势。以国内12英寸硅片龙头企业沪硅产业(上海新昇)为例,其采购国外厂商S-TECH Co., Ltd半导体级单晶硅炉产品占采购同类产品比例超过85%,采购晶升装备12英寸半导体级单晶硅炉产品占采购同类产品比例约为10%-15%。然而,相比国内厂商,晶升装备具有先发及领先优势。其12英寸半导体级单晶硅炉产品技术水平、市场地位及市场占有率国内领先,随着产业应用时间及下游认证的逐步推进,晶升装备将在半导体级单晶硅炉国产化替代进程中具备较强的竞争优势。根据三轮问询回复,目前晶升装备在半导体级单晶硅炉的国内竞争对手主要为晶盛机电及连城数控。晶盛机电及连城数控的的晶体生长设备下游应用领域主要为光伏级硅片领域,晶升装备产品聚焦于半导体级单晶硅炉领域。晶升装备的12英寸半导体级单晶硅炉已实现为国内领先半导体硅片企业沪硅产业(上海新昇)、立昂微(金瑞泓)的批量化销售。其产品的定制化能力、可应用制程工艺、下游量产进度较国内竞争对手具有领先性。晶升装备根据国内硅片行业整体预计新增产能对公司半导体级单晶硅炉市场空间进行测算,预计未来2-3年,公司半导体级单晶硅炉市场空间可达约9-29亿元。
  • 总投资7.41亿元,山东有研刻蚀设备用硅材料及硅片扩产项目开工
    据德州天衢新区官微消息,近日,山东有研刻蚀设备用硅材料及硅片扩产项目开工仪式正式举行,总投资7.41亿元。据悉,本次开工的刻蚀设备用硅材料及硅片扩产项目是有研半导体硅材料股份公司的上市募投项目。其中,刻蚀设备用硅材料项目总投资3.57亿元,主要生产大尺寸单晶硅部件加工品,为集成电路刻蚀设备所用的硅部件,项目达产后年新增硅材料204吨,年实现营业收入3.9亿元;8英寸硅片扩产项目总投资3.84亿元,产品为集成电路用直径8英寸硅抛光片,全部达产后新增8英寸硅片产品120万片/年的生产能力,年均营业收入2.4亿元。资料显示,山东有研是半导体材料生产龙头企业,目前生产的产品广泛应用于集成电路、功率器件等多个领域,重点满足我国物联网、汽车电子、工业制造、手机摄像头等领域需求。
  • 北京第三代半导体产业技术创新战略联盟对《碳化硅单晶生长用等静压石墨构件纯度测定 辉光放电质谱法》等2项团体标准征求意见
    各CASA成员单位:由赛迈科先进材料股份有限公司牵头起草的标准T/CASAS 036—202X《碳化硅单晶生长用等静压石墨构件纯度测定 辉光放电质谱法》、T/CASAS 048—202X《碳化硅单晶生长用等静压石墨》已形成征求意见稿,为保证标准的科学性、先进性和适用性,现面向CASA成员单位征求意见。 T/CASAS 036—202X《碳化硅单晶生长用等静压石墨构件纯度测定 辉光放电质谱法》规定了采用辉光放电质谱法测定等静压石墨构件纯度的方法,包括术语和定义、试验原理、试验环境、仪器设备、试剂与材料、试样、试验步骤、试验结果及试验报告。本文件适用于单个杂质元素含量范围为0.01mg/kg~5mg/kg的碳化硅单晶生长用等静压石墨构件纯度的测定,所述构件包括碳化硅单晶生长炉中的加热器、坩埚、籽晶托等内部构件。碳化硅粉体合成用加热器、坩埚等石墨热场部件,以及碳化硅外延生长用石墨基材的纯度测定可参考本文件。 T/CASAS 048—202X《碳化硅单晶生长用等静压石墨》描述了碳化硅单晶生长用等静压石墨的技术要求、试验方法、检验规则、标识、包装、运输和贮存等。本文件适用于纯度要求达到5N5(质量分数99.9995%)以上的碳化硅单晶生长用或碳化硅粉体合成用等静压石墨,包括碳化硅单晶生长用加热器、坩埚、籽晶托等内部构件,以及碳化硅粉体合成用加热器、坩埚等石墨热场部件。 请于2024年8月24日前填写《CASA标准文件征求意见表》反馈至联盟秘书处。TCASAS 036 碳化硅单晶生长用等静压石墨构件纯度测定方法 辉光放电质谱法-征求意见稿.pdfCASA标准征求意见表 .docxTCASAS 048碳化硅单晶生长用等静压石墨-征求意见稿.pdf
  • 1510万!天津大学学科交叉公共技术服务平台单晶X射线衍射仪等采购项目
    一、项目基本情况1.项目编号:TDZC2023J0012项目名称:天津大学学科交叉公共技术服务平台单晶X射线衍射仪采购项目预算金额:860.0000000 万元(人民币)采购需求:单晶X射线衍射仪 1台合同履行期限:合同签订后14个月内交货,收到甲方通知后30天内完成安装调试并具备验收条件。本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号:TDZC2023J0014项目名称:天津大学学科交叉平台全波长高性能激光拉曼光谱实验系统预算金额:650.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):650.0000000 万元(人民币)采购需求:全波长高性能激光拉曼光谱实验系统,1套,具体详见招标文件。合同履行期限:签订合同180天内交货,同时签订合同270天内完成安装调试并具备验收条件等(受不可抗力影响除外)。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间:2023年09月08日 至 2023年09月18日,每天上午9:00至12:30,下午13:30至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:山东盛和招标代理有限公司(天津市南开区白堤路180号万科时代中心12楼1211房间)方式:邮件获取:(1)请将标书款以电汇或银行转账方式从投标人单位账户汇至我公司的银行账号,并请在汇款备注中标明:“项目编号+标书款”,采购代理机构开户信息如下: 户名:山东盛和招标代理有限公司;开户银行:兴业银行济南燕山支行;帐号:376060100100168341(2)标书款汇款后,请将如下报名信息:投标人名称、投标人地址、营业执照扫描件、汇款单截图、项目编号、投标人联系人、联系电话及投标人邮箱以邮件正文形式发送至 cnshzbone1@163.com,并电话至我公司予以确认(3)邮件主题为:项目编号+报名信息(4)网上领取方式进行报名,报名日期以标书款到账日期为准。售价:¥800.0 元,本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:天津大学     地址:天津市津南区雅观路135号        联系方式:郝老师、蔡老师:022-27407504      2.采购代理机构信息名 称:山东盛和招标代理有限公司            地 址:山东盛和招标代理有限公司(天津市南开区白堤路180号万科时代中心12楼1211房间)            联系方式:靖立泉 15615518531            3.项目联系方式项目联系人:靖立泉电 话:  156155185314.采购代理机构信息名 称:天津一诺世纪招标代理有限公司            地 址:天津市河西区洞庭路16号美年广场3号楼2门            联系方式:商老师 022-88391355            5.项目联系方式项目联系人:商老师电 话:  022-88391355
  • 超高品质单晶生长!高温可达3000℃,可胜任高熔点、高挥发性材料制备的高性能激光浮区法单晶炉LFZ
    激光浮区技术(LFZ),在过去的几十年里,作为一种简单、快速、无需坩埚的生长高质量单晶材料的方法,在高熔点材料的单晶生长领域取得进展。 LFZ与常规光学浮区技术OFZ大的区别是用于加热和熔化的光辐照源不同。OFZ通常是使用椭球镜将卤素灯或者氙灯光源聚焦到生长棒来实现晶体生长。LFZ则是采用激光作为加热光源进行晶体生长,由于激光光束具有能量密度高的特点,因此可实现高饱和蒸汽压、高熔点材料及高热导率材料等常规浮区法单晶炉难以胜任的单晶生长工作。 随着技术的不断迭代,2020年Quantum Design Japan公司和日本理化研究所Yoshio Kaneko教授密切合作,联合设计开发了新一代高性能激光浮区法单晶炉LFZ,该系统采用了5束激光光路的设计方案,保证了激光辐照强度均匀分布在原材料的环向外围,并提供高功率分别为1.5 kW和2 kW两种规格的系统。此外,在新一代高性能激光浮区炉LFZ的光路设计中,采用了Yoshio Kaneko教授的温度梯度优化设计,能有助于改善晶体生长过程中的剩余热应变弛豫;除此之外,该系统还采用了Yoshio Kaneko教授的温度反馈控制闭环设计方案,实现了温度的实时监控与自动调节。实例讲解:1. 磁性材料Bi2CuO4 传统的磁性记忆合金依赖于双磁态,如铁磁体的自旋向上、自旋向下两种状态。增加磁态数量,且采用无杂散场的反铁磁材料,有望实现更高容量存储。近一篇发表于Nature Communications期刊题为Visualizing rotation and reversal of the Néel vector through antiferromagnetic trichroism的工作表明磁电共线反铁磁Bi2CuO4中不仅具有四个稳定的Néel矢量方向,还存在引人注目的反铁磁三色现象,即在可见光范围内的磁电效应使得吸收系数随光传播矢量和Néel矢量之间的角度变化而取三个离散值。利用这种反铁磁三色性,该工作可实现可视化的场驱动Néel矢量的旋转甚至反转[1],为电场调控和光学读取的高密度存储器设计提供可能性。 在该篇工作中看,磁性材料Bi2CuO4的制备使用了Quantum Design LFZ1A 激光浮区法单晶炉。该材料表面张力较低,熔融区难以控制,早期研究多采用较快的生长速度,但生长速度过快往往会导致微裂隙的存在而影响样品品质。在此,利用LFZ1A,通过精细调节生长条件,实现了高质量单晶的生长,从而实现了更精细的磁电性质测量。 在晶体生长的初几个小时,为稳定熔融区域,激光电流手动调节在26.9 - 27.4 A范围,随后,便可以切换到自动恒温模式下,生长速度控制在2.0 mmh-1,进料棒和籽晶棒反向旋转10 rpm,实现晶体的超过24 h的稳定生长,而不需要其他的手动操作。晶体生长在流动的纯氧气氛中进行。图1. Bi2CuO4的磁性测量。SQUID面内面外磁化率的测量都表明材料是TN=44K发生了反铁磁转变。单晶棒非常容易从Z平面解理开,插图显示解理面非常光亮,表明了样品的质量很高[1]。 2. 烧绿石Nd2Mo2O7 烧绿石Nd2Mo2O7中,Mo子晶格呈现出自旋倾斜、近乎共线铁磁排布,其标量自旋手性诱导出巨大的拓扑霍尔效应,可应用于霍尔效应传感器。Nd2Mo2O7是一种高挥发性材料,单晶合成需要被加热到1630℃,MoO2等成分高度挥发,并在生长石英管内壁沉积,导致光源辐照受阻,进而导致熔融区域温度降低,生长不稳定。得益于LFZ设备高精度和快速响应的温度控制系统,在熔融区域失稳前,迅速增加激光功率,激光光通量密度比卤素灯高几个量,因而可以迅速将温度提升到1100℃,促进沉积到石英管内壁上的MoO2的再挥发,当沉积与再挥发达到平衡时,激光加热功率稳定下来,终实现晶体的稳定生长。 近发表在Physical Review B期刊题为Robust noncoplanar magnetism in band-filling-tuned (Nd1−xCax)2Mo2O7的工作中,Max Hirschberger等人通过Ca2+取代Nd3+来调控化学势,实现了对Mo子晶格倾斜自旋铁磁稳定性的调控[2]。 他们先利用Quantum Design LFZ制备了一系列不同组分的厘米尺寸单晶(Nd1−xCax)2Mo2O7(x=0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.10, 0.15, 0.22, 0.30和0.40)。在氩气氛下,生长温度控制在1630-1700℃,生长速度为1.8-2 mm/h。对不同组分单晶的磁性研究证明了在x≤0.15时倾斜铁磁态以及自旋倾角具有稳定性。而在x=0.22以上,Mo-Mo和Mo-Nd磁耦合变号,自旋玻璃金属态取代倾斜的铁磁态。图2, (Nd1−xCax)2Mo2O7不同组分磁化曲线和相图。左图:x=0.01, 0.22和0.40的三个组分单晶的场冷曲线,可以清晰的判断出倾斜铁磁态和自旋玻璃态的转变温度。右图:不同组分获得的转变温度总结的相图,包括有倾斜铁磁态、自旋玻璃态和顺磁态[2]。高品质数据的采集得益于高质量的单晶样品和的成分控制。 3. 高熔点材料SmB6 SmB6是早发现的重费米子材料之一,其研究已经有五十多年的历史。随着拓扑领域的发展,近几年人们发现SmB6是一种拓扑近藤缘体。它的电缘性来自于强关联的电子相互作用,不仅如此,它的缘态存在能带反转,具有拓扑非平庸属性,表面会出现无能隙拓扑表面态。由于体态完全缘,这个表面态可以用来做新型二维电子器件[3]。 对SmB6拓扑和低温性质的准确探索,离不开高质量的材料,但因为该材料的高熔点(2350℃),很难通过常规手段获得。而Yoshio Kaneko等人应用Quantum Design LFZ实现了高品质SmB6的生长。生长条件:1标准大气压的氩气氛,气体流速2000 cc/m,生长速率20 mm/h。图3. SmB6单晶形貌图和劳厄衍射图。SmB6单晶表面如镜面般光亮,晶体(111)面的劳厄斑体现了很好的三重对称性,佐证了样品的高品质,适用于拓扑性质的精细测量[4]。 总结 综上,Quantum Design新一代高性能激光浮区法单晶炉(LFZ)与传统浮区法单晶生长系统相比,特的激光光路可实现更高功率、更加均匀的能量分布和更加稳定的性能。LFZ将浮区法晶体生长技术推向一个全新的高度,可广泛应用于制备红宝石、SmB6等高熔点材料,Ba2Co2Fe12O22等不一致熔融材料,以及Nd2Mo2O7、SrRuO3等高挥发性材料,为凝聚态物理、化学、半导体、光学等多种学科领域提供了丰富的高品质单晶储备,使得更精细的单晶性质测量和表征成为可能。图4. 新一代高性能激光浮区法单晶炉LFZ外观图(左)和原型机中被五束激光加热的原料棒(右)。 参考文献: [1]. K. Kimura, Y. Otake, T. Kimura, Visualizing rotation and reversal of the Neel vector through antiferromagnetic trichroism. Nat Commun 13, 697 (2022).[2]. M. Hirschberger et al., Robust noncoplanar magnetism in band-filling-tuned (Nd1−xCax)2Mo2O7. Physical Review B 104, (2021).[3]. N. Kumar, S. N. Guin, K. Manna, C. Shekhar, C. Felser, Topological Quantum Materials from the Viewpoint of Chemistry. Chem Rev 121, 2780-2815 (2021).[4]. Y. Kaneko, Y. Tokura, Floating zone furnace equipped with a high power laser of 1 kW composed of five smart beams. Journal of Crystal Growth 533, 125435 (2020).
  • 总投资180亿元,协鑫集成肥东高效光伏组件生产基地项目开工
    协鑫集成肥东高效光伏组件生产基地项目总投资180亿元。12月12日,协鑫集成(002506.SZ)60GW高效光伏组件生产基地一期15GW项目正式开工建设。据协鑫集成早前公告显示,肥东高效光伏组件生产基地项目总投资180亿元,其中固定资产总投资约120亿元,在2020年至2023年分四年四期投资建设,每期15GW。其中,一期15GW,总投资约40亿元,二期、三期、四期分别在一期投产后根据市场和产能爬坡情况予以分期实施,原则上每年新增投资15GW。今年以来,包括协鑫集成在内的多个光伏龙头都大力投资扩大组件产能,数据显示,今年四季度光伏行业将创下史上最大扩产季,同时2020年也将成为史上最大扩产年度。近日,中国光伏行业协会副理事长兼秘书长王勃华在“2020中国光伏行业年度大会”上预测“十四五”期间国内年均新增光伏装机规模可达70GW,乐观预计可达90GW,“十四五”的新增光伏发电装机规模将远高于“十三五”。而本次肥东百亿项目的开工建设,除了对“十四五”期间光伏发展前景的看好以外,或许还得益于协鑫集团不断出售下游电站资产带来的现金流改善。协鑫集团一直面临着较大的资金压力,出售下游电站也成为其改善现金流状况的重要手段,以协鑫新能源(00451.HK)为例,其曾经是中国的“民营光伏电站之王”,巅峰时期拥有约7GW的光伏电站资产,然而在2018年-2020年持续卖出电站之后,目前协鑫新能源手中实际控股的光伏电站只剩下了约4GW,而正泰新能源以其持有的约5.1GW电站,已经超越协鑫新能源,成为中国最大的民营光伏电站投资企业。协鑫对光伏电站的“卖卖卖”多少出于无奈,曾经大规模扩张电站资产,让协鑫新能源的债务率迅速攀升,而纵观整个协鑫集团,自从单晶占据绝对优势之后,一直处于失落之中。2020年前三季度,协鑫集成归属于上市公司股东的净亏损为2.7亿元人民币,亏损的势头并没有止住。但颗粒硅技术或许会成为协鑫集团的转折点,在单晶产能迅速扩张的背景下,单晶复投小料比例提高,因颗粒硅无需破碎避免杂质引入的完美优势,FBR颗粒硅有望取代棒状硅成为下一代硅材料技术的创新替代者。12月10日晚间,保利协鑫能源(03800.HK)披露信息,预期至2020年底,硅烷流化床法(FBR)颗粒硅的有效产能将由目前6000吨提升至1万吨。受此消息影响,11日早盘保利协鑫能源股价一度大涨28.12%,当日收盘涨14.58%。颗粒硅主要用于单晶硅连续拉晶加料、高效多晶硅铸锭铺底以及西门子法块状多晶硅填隙增加装炉量,高品质、低成本的颗粒硅目前在市场上供不应求,协鑫方面此前曾表示,2019年公司实现关键设备国产化及关键材料替代,能够满足主流市场单晶硅料的需求。根据保利协鑫的财报,其独家拥有的颗粒硅专利技术在2019年实现了重大技术突破,并已具备商业化生产条件,随着产能的释放,这项完全依托自主创新、填补国内空白的颗粒硅新工艺也将成为保利协鑫新的盈利增长点。显然,颗粒硅技术是协鑫集团新的押宝方向,但颗粒硅能否让协鑫重拾昔日“光伏老大”的荣光,还需等待市场对颗粒硅技术应用的进一步观察。
  • 德图变送器在西门子温室中的应用
    在温室中,环境条件扮演着相当重要的角色,因为即便是非常微小的温度波动都可能导致严重的后果。举例来说:在夜间,温度仅降低一度,温室中的供暖系统就必须连续工作满一小时,才能将温室环境重新调节过来。对植物造成的影响暂且不提,这种温度波动所造成的成本花费及能源浪费就已经非常巨大了。所以对于温室系统中温度、湿度、灌溉的调节工作来说,精准而可靠的测量技术是必不可少的。在西门子德国的I&S部(工业系统及技术服务部),德图的在线测量技术成为温室系统专家们可靠的工作助手。   I&S部门的技术总监,Andreas Bruckerhoff先生是温室自动化方面的权威,他们的客户遍布全世界,有大型的温室、园艺公司、以及很多知名公司的研发部门。在其温室自动化这个复杂的系统中,德图testo 6651和testo 6681变送器扮演着核心的角色。   Bruckerhoff已将新变送器的购买计划推迟了好几个月,因为他在等待德图2007下半年投放市场的最新版仪器。“有了testo,问题就简单多了” Bruckerhoff如是说,“完美的技术,一流的服务,同时德图还负责帮你校准。最重要的是,产品的性价比很好,而且只要带上适当的工具,现场就可以对仪器进行校准”。   温室自动化系统中变送器的使用绝非易事,这位自动化专家解释道“温室中的高湿环境以及植物保护所使用的多种活跃媒介使得变送器的使用环境变得恶劣,所以我们使用的变送器产品必须是坚固耐用的,3个月就瘫痪掉的,可绝对不行”。所以他们一直在努力寻找适合的温湿度测量探头,直到后来遇到了testoAG,,并与之成为了良好的合作伙伴。德图现在正和西门子合作开发一款专业用于温室环境的温室探头,现已进入测试阶段,不久将会以系列产品的形式面世。
  • 大尺寸单晶石墨烯制备获突破
    2月28日,《自然—通讯》杂志在线发表了中科院金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室成会明、任文才团队在石墨烯制备方面取得的一项新突破,他们通过金属外延生长方法,制备出了具有非常优异场发射效应的毫米级单晶石墨烯及其薄膜。   石墨烯优异的电、光、强度等众多优异性质使其在电子学、自旋电子学、光电子学、太阳能电池、传感器等领域有着重要的潜在应用,但大规模高质量制备技术是制约其进入实际应用的瓶颈之一。   目前制备高质量石墨烯的方法,有胶带剥离法、碳化硅或金属表面外延生长法和化学气相沉积法(CVD),前两种方法效率低,不适于大量制备。而迄今由CVD法制备的石墨烯,一般是由纳米级到微米级尺寸的石墨烯晶畴拼接而成的多晶材料。   对于以金属基体生长的石墨烯,通常以腐蚀金属基体的方法来进行转移,不仅存在金属残存、转移过程破坏石墨烯结构的问题,而且污染环境、成本高、不适合贵金属基体。   成会明等采用贵金属铂生长基体,以低浓度甲烷和高浓度氢气通过常压CVD法,成功制备出了毫米级六边形单晶石墨烯及其构成的石墨烯薄膜。通过该研究组发明的电化学气体插层鼓泡法,可将铂上生长的石墨烯薄膜无损转移到任意基体上。   该方法操作简便、速度快、无污染,并且适于钌、铱等贵金属以及铜、镍等常用金属上生长的石墨烯的转移,金属基体可重复使用,可作为一种低成本、快速转移高质量石墨烯的普适方法。   该方法转移的单晶石墨烯具有很高的质量,将其转移到Si/SiO2基体上制成场效应晶体管,测量显示该单晶石墨烯室温下的载流子迁移率可达7100 cm2 V-1 s-1。   金属基体上大尺寸单晶石墨烯及其薄膜的多次重复生长,为石墨烯基本物性的研究及其在高性能纳电子器件、透明导电薄膜等领域的实际应用奠定了材料基础。
  • 光学浮区法单晶生长技术在氧化物和金属间化合物材料领域应用进展
    化学性质活泼、高熔点、高压、高质量单晶生长法宝! 新一代高性能激光浮区法单晶炉-LFZ助您实现高饱和蒸汽压、高熔点材料及高热导率材料等常规浮区法单晶炉难以胜任的单晶生长工作。高精度光学浮区法单晶炉-IRF助您实现高温超导体、介电材料、磁性材料、热电材料、金属间化合物、半导体、激光晶体等材料的生长工作。高温高压光学浮区炉助您实现各种超导材料单晶,介电和磁性材料单晶,氧化物及金属间化合物单晶等材料的生长。四电弧高温单晶生长炉助您实现化学性质活跃但熔点高的金属间化合物,包括含有稀土元素(或者金属铀)的二元及四元金属间化合物、合金单晶等材料的生长。高质量单晶生长设备——单晶炉系列1. 高精度光学浮区法单晶炉在休斯勒型镍-锰基合金磁致冷材料领域的应用 休斯勒(Heusler)型的镍-锰基材料自从发现其巨磁热效应以来,在过去的几十年中已成为被广泛研究的热点新型磁致冷材料之一。研究发现,休斯勒型铁磁性材料镍-锰-锡在从高温至低温的变温过程中会发生高温相(铁磁奥氏体相)到低温相(顺磁马氏体相)的转变,且该转变受磁场调制。高对称性的奥氏体相经一结构相变成低对称性的马氏体相,会造成磁有序降低,磁熵增加,这一过程为吸热过程,亦即形成反磁热效应,这也是磁致冷的基本原理。而休斯勒型镍-锰-锡合金材料也因为其成本廉价、无毒、无污染、易于获取、磁热效应显著、相变温度可调等一系列的特点成为一种具应用潜力的室温磁致冷材料。 研究表明,休斯勒型镍-锰-锡合金的单晶材料具有更大的磁效应导致的应变或磁热效应,且具有强烈的各向异性特点,因此研究者希望其单晶或单向织构晶体具有更加优异的磁性能。目前,已有学者采用布里奇曼技术和Czochralski方法制备出了镍-锰-镓和镍-锰-铟材料的单晶材料,但镍-锰-锡合金由于在晶体生长过程中易形成氧化锰,因此其高质量的单晶样品制备具挑战性。上海大学的余金科等人克服了镍-锰-锡合金单晶生长中的氧化锰形成及挥发的难题,采用光学浮区技术成功合成了高质量的镍-锰-锡合金单晶样品。晶体生长过程及样品腔实物图片晶体实物及解理面图片 余金科等人所用的光学浮区法单晶炉为Quantum Design日本公司推出的新一代高精度光学浮区炉单晶炉,文献中报道的相关晶体生长工艺参数为:生长速度6 mm/小时;转速(正、反)15转/分钟,氩气压力7bar。 Quantum Design 日本公司推出的高温光学浮区法单晶炉,采用镀金双面镜、高反射曲面设计,高温度可达2100℃-2200℃,系统采用高效冷却节能设计(不需要额外冷却系统),稳定的电源输出保证了灯丝的恒定加热功率,这对于获得高质量单晶至关重要。浮区炉技术特色:■ 占地空间小,操作简单,易于上手,立支撑设计■ 镀金双面高效反射镜,加热效率更高■ 可实现高温度2150°C■ 稳定的电源■ 内置闭循环冷却系统,无需外部水冷装置■ 采用商业化标准卤素灯 参考信息来源:[1]. Optical Floating-Zone Crystal Growth of Heusler Ni-Mn-Sn Alloy. Yu, Jinke & Ren, Jian & Li, Hongwei & Zheng, Hongxing. (2015). TMS Annual Meeting. 2015. 49-54.[2]. Ni-Mn-Sn(Co)磁制冷薄带材料结构相变及磁性能表征,王戊 硕士论文,上海大学 2. 高精度光学浮区法单晶炉在磁电领域取得重要进展在人类漫长的历史发展长河中,“材料学”贯穿了其整个历程。从人类活动早期开始使用木制工具,到随后的石器、金石并用(此时的金属主要指铜器)、青铜、铁器等各个时代,再到后来的蒸汽、电气、原子、信息时代,每个发展阶段无不伴随着人类对材料的认识和利用。在诸多材料中,铁是人类早认识和使用到的材料之一,早在西周以前我国就已开始将铁用于生产生活中[1];人们在长期的实践中也逐渐认识到相关材料的磁性并将其运用于实践中,司南就是具代表性的发明。这些在不少历史典籍中都有记载,比如:《鬼谷子谋篇十》记载:“故郑人取玉也,载司南之车,为其不惑也。夫度材量能揣情者,亦事之司南也”;《梦溪笔谈》提到:“方家以磁石磨针缝,则能指南”;《论衡》书曰:“司南之杓,投之于地,其柢指南”等等[2]。由此可见,人们对磁性材料的兴趣也算由来已久。 当时代来到21世纪,化学、物理、生物、医学、计算机等各个领域的技术都有了前所未有的突破,先进的生产力也将人类的文明推进智能工业化、信息化时代,随之而来的是人们对材料的更高要求。在诸多材料当中,多铁材料兼具铁磁、铁电特性,二者之间有着特的磁电耦合特性;与此同时,磁场作用下的电化和电场作用下的磁化等性质为未来功能材料探索和发展提供了更为宽广的选择和可能,在存储、传感器、自旋电子、微波器件、器件小型化等领域拥有巨大的潜在价值。2007年的《科学》杂志对未来的热点发展问题进行了报道,其中,多铁材料作为的物理类问题入选[3]。因此,研究并深刻理解磁电耦合和多铁材料背后的机理,有着非常重要的理论价值和实践意义。 近期,哈尔滨工业大学的W.Q.Liu等人对磁电材料Mn4Nb2O9单晶样品进行了深入的研究。研究表明:零磁场测试介电常数时,没有发现介电常数的反常,此时Mn4Nb2O9基态表现为顺电特性;而在磁场条件下,介电常数在Neel温度处发生突变的峰,且随着磁场的增加介电峰也增强,且峰位向低温端偏移,这意味着磁场有抑制反铁磁转变的趋势;高场(H≥4T)下的介电常数-温度依赖关系也跟H2正比关系,由此也表明Mn4Nb2O9是线性磁电材料。更多研究结果可参考文献[4]。以上图片引自文献[4].在该项研究工作中,作者合成Mn4Nb2O9单晶样品所用设备为Quantum Design Japan公司的高精度光学浮区法单晶炉,文章中所用单晶生长参数为:Ar气氛流速4 L/min,生长速度6 mm/h,转速25 rpm。参考信息来源:[1]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1713600818043231130&wfr=spider&for=pc[2]. https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%B8%E5%8D%97/3671419?fr=aladdin[3]. https://www.science.org/doi/10.1126/science.318.5858.1848[4]. Wenqiang Liu, Long Li, Lei Tao, Ziyi Liu, Xianjie Wang, Yu Sui, Yang Wang, Evidence of linear magnetoelectric effect in Mn4Nb2O9 single crystal, Journal of Alloys and Compounds,Volume 886,2021,161272,ISSN 0925-8388, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161272.3. 高温高压光学浮区法单晶炉在外尔半金属材料领域应用案例 1929年,德国科学家外尔(Weyl)解出了无质量粒子的狄拉克方程,相应的无质量粒子被称为外尔费米子。然而直到2015年科研人员才在实验中观察到外尔费米子,被中国科学院物理研究所的研究人员报道,距离外尔费米子概念的提出,足足过去了近90年。2018年科研人员通过性原理计算预言RAlGe(R=Pr,Ce)体系有望成为新的磁性外尔半金属。目前人们对RAlGe(R=Pr,Ce)材料的物理性质研究还比较少,更进一步深入的实验研究需要大尺寸的单晶样品去支持。 H. Hodovanets等人曾用助熔剂方法生长CeAlGe单晶,但由于实验中需要用到SiO2容器,导致用该方法获取的单晶样品中会存在Si杂质,同时伴有CeAlSi相;另外,轻微的Al富集会导致形成不同的晶体结构。这些都大限制了拓扑外尔点的形成。因此,获取化学计量比的单晶样品对于研究材料的物理性质非常重要。Pascal Puphal等人近期的研究工作报道了其分别用助熔剂方法和高温高压浮区法两种晶体生长技术获得的RAlGe(R=Pr,Ce)单晶样品及研究成果。尽管作者为了避免Si的污染,采用了Al2O3坩埚,但终样品中Al的含量偏高问题依然存在,单晶样品表面成分:Ce1.0(2)Al1.3(5)Ge0.7(3)/ Pr1.0(1)Al1.2(2)Ge0.8(2),剥离面成分为:Ce1.0(1)Al1.12(1)Ge0.88(1)/Pr1.0(1)Al1.14(1)Ge0.86(1)。而采用浮区法则生长出了近乎理想化学计量比(1:1:1)的单晶样品,成分分别为:Ce1.02(7)Al1.01(16)Ge0.97(9)和Pr1.08(24)Al0.97(7)Ge0.95(17)。 浮区法得到的晶体的劳厄图片 Pascal Puphal等人所采用的浮区法单晶炉为德国ScIDre公司的HKZ高温高压光学浮区炉,文献中提到的相关实验参数为:5 KW功率的氙灯,晶体生长速度为1 mm/小时,CeAlGe采用30 bar的Ar保护气氛,PrAlGe采用5 bar的Ar保护气氛。德国ScIDre公司推出的高温高压光学浮区法单晶炉高能够提供3000℃的生长温度,晶体生长腔大压力可达300 bar,甚至10-5 mbar的高真空。适用于生长各种超导材料单晶,介电和磁性材料单晶,氧化物及金属间化合物单晶等。ScIDre单晶炉技术特色:► 采用垂直式光路设计► 采用高照度短弧氙灯,多种功率规格可选► 熔区温度:高达3000℃► 熔区压力:10bar/50bar/100bar/150bar/300bar等多种规格可选► 氧气/氩气/氮气/空气/混合气等多种气路可选► 采用光栅控制技术,加热功率从0-100% 连续可调► 样品腔可实现低10-5 mbar真空环境► 丰富的可升选件 参考信息来源:[1]. http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/201507/t20150720_4395729.html[2]. Single-crystal investigation of the proposed type-II Weyl semimetal CeAlGe, H. Hodovanets, C. J. Eckberg, P. Y. Zavalij, H. Kim, W.-C. Lin, M. Zic, D. J. Campbell, J. S. Higgins, and J. PaglionePhys.Rev. B 98, 245132 (2018).[3]. Bulk single-crystal growth of the theoretically predicted magnetic Weyl semimetals RAlGe (R = Pr, Ce), Pascal Puphal, Charles Mielke, Neeraj Kumar, Y. Soh, Tian Shang, Marisa Medarde,Jonathan S. White, and Ekaterina Pomjakushina, Phys. Rev. Materials 3, 0242044. 高温高压光学浮区法单晶炉在准一维伊辛自旋链材料领域应用进展 低维磁性材料具有非常丰富和奇特的物理性质,且与多铁性和高温超导电性等材料密切相关。对低维磁性材料的物理性质进行研究有助于探索相关奇异现象的根本机制,从而对寻求新的功能材料提供帮助。因此,近年来关于低维磁性材料的研究吸引了科学家们的广泛关注。近日,德国马普固体化学物理研究所的学者A. C. Komarek等人[1,2]在准一维伊辛自旋链材料CoGeO3中发现了非常明显的1/3磁化平台,并通过中子衍射手段详细探究了其微观自旋结构。研究表明,初的零场反铁磁自旋结构的变化,类似于反铁磁“畴壁边界”的形成,从而产生一种具有1/3整数传播矢量的调制磁结构。净磁矩出现在这些“畴壁”上,而所有反铁磁链排列的三分之二仍然可以保留。同时A. C. Komarek等人也提出了一个基于各向异性受挫方形晶格的微观模型来解释其实验结果。更为详细的报道可参考文献相关文献[1,2]。A. C. Komarek等人所用的CoGeO3单晶样品由高压光学浮区法单晶炉(型号:HKZ, 制造商:德国ScIDre公司)制备获得[2],文章中报道的CoGeO3单晶生长参数为:Ar/O2混合气(比例98:2),压力80 bar,生长速度3.6 mm/hour。CoGeO3单晶实物图片 引自[2] 参考信息来源:[1]. Emergent 1/3 magnetization plateaus in pyroxeneCoGeO3, H. Guo, L. Zhao, M. Baenitz, X. Fabrèges, A. Gukasov, A. Melendez Sans, D. I. Khomskii, L. H. Tjeng, and A. C. Komarek, Phys. Rev. Research 3, L032037[2]. Single Crystal Growthand Physical Properties of Pyroxene CoGeO3,Zhao, L. Hu, Z. Guo, H. Geibel, C. Lin, H.-J. Chen, C.-T. Khomskii, D. Tjeng, L.H. Komarek, A.C. Crystals 2021, 11, 378.5. 高温高压光学浮区法单晶炉在锂离子电池领域新应用进展 锂离子电池由于具有能量密度高、寿命长、充电快、安全可靠、绿色环保等诸多优异性能,其与当今人民的日常生活已密不可分,在手机、电脑、电动车、电动汽车、航空航天等领域均有广泛的应用。 其中,Li2FeSiO4作为新一代锂离子电池阴材料,由于具有价格低廉、环境友好、安全性好等技术优势,因此在大型动力锂离子电池应用方面具有良好的前景。然而,Li2FeSiO4材料在不同温度具有不同的结构相(∼ 400 °C :Pmn21, , ∼ 700 °C :P121/n1, and ∼ 900 °C :Pmnb),研究其不同结构的电化学性质对于进一步对其进行改性研究尤为重要。 Waldemar Hergetta等人[1]采用高压光学浮区法获得了高温相(Pmnb)Li2FeSiO4单晶,并研究了晶体生长工艺参数对杂相的影响,相关结果已发表在Journal ofCrystal Growth。作者所采用的高压光学浮区炉为德国ScIDre公司的HKZ高压光学浮区法单晶炉,文章报道的晶体生长参数为:生长速度10 mm/h,保护气氛Ar(30 bar)。温度梯度分布 引自[1]XRD图谱及晶体实物图片 引自[1]参考信息来源: [1]Waldemar Hergett, Christoph Neef, Hans-Peter Meyer, Rüdiger Klingeler, Challenges in the crystal growth of Li2FeSiO4, Journal of Crystal Growth, Volume 556,2021,125995,ISSN 0022-0248, https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2020.125995.
  • 晶升股份在科创板上市:总市值约为59亿元,2022年营收2亿元
    4月24日,南京晶升装备股份有限公司(下称“晶升股份”,SH:688478)在上海证券交易所科创板上市。本次上市,晶升股份的发行价为32.52元/股,发行数量为3459.1524万股,募资总额为11.25亿元。此前招股书显示,晶升股份计划募资4.76亿元,其中2.73亿元用于总部生产及研发中心建设项目,2.02亿元用于半导体晶体生长设备总装测试厂区建设项目,华泰联合证券为其保荐机构。上市首日,晶升股份的开盘价为40.00元/股,较发行价上涨23.00%,盘中最高上涨至49.81元/股。截至收盘,晶升股份的股价报收46.76元/股,较发行价上涨30.69%。按收盘价计算,晶升股份的总市值约为58.81亿元。根据招股书介绍,晶升股份是一家半导体专用设备供应商,主要从事晶体生长设备的研发、生产和销售。晶升装备在招股书中表示,该公司得到了众多主流半导体厂商的认可,陆续开拓了上海新昇、金瑞泓、神工股份、三安光电、东尼电子、合晶科技及客户A等客户。天眼查信息显示,晶升股份成立于2012年2月。当前,该公司的注册资本为1.04亿元,法定代表人为李辉,共对外投资了4家公司,均设在江苏省南京市,其中南京集芯智成新材料科技有限公司已经注销。截至2022年末。晶升股份享有已授权国内专利76项,其中发明专利27项。晶升股份在招股书中表示,该公司销售规模整体呈快速增长趋势,并称其具备将研发技术有效转化为经营成果的能力。2019年、2020年、2021年和2022年上半年,晶升股份的营收分别为2295.03万元、1.22亿元、1.95亿元和6505.58万元;净利润分别为-1249.5万元、2997.73万元、4697.96万元和275.74万元,扣非后净利润分别为-1609.94万元、2449.1万元、3463.9万元和-286.50万元。对于2022年上半年扣除非经常性损益后归属于母公司所有者的净利润有所下滑,晶升股份在招股书中解释称,主要系该公司当期验收产品的毛利率较2021年同期有所波动,管理、销售及研发人员增加导致期间费用同比增长所致。与之对应的是,晶升股份在报告期内的主营业务毛利率分别为42.10%、44.97%、40.61%和34.28%,毛利率水平存在一定波动。其中,晶体生长设备业务的毛利率分别为42.72%、45.80%、39.99%和33.68%。报告期内,晶升股份应用于半导体领域的半导体级单晶硅炉、碳化硅单晶炉占主营业务收入的比例分别为7.04%、90.38%、89.02%和97.03%。报告期内,半导体级晶体生长设备收入及占比呈快速增长趋势,为晶升股份主营业务收入的主要构成部分。另据招股书披露,晶升股份2022年营收为2.22亿元,较2021年同期的1.95亿元增长13.89%;净利润为3454.46万元,较2021年同期的4697.96万元下降26.47%;扣非后净利润为2271.22万元,较2021年同期的3463.93万元下降34.43%。而2023年第一季度,晶升股份的营收为3838.70万元,较2022年同期的1679.93万元增长128.50%;归母净利润为243.94万元,较2022年同期的-117.43万元增长307.73%;扣非净利润为0.06万元,较2022年同期的-420.55万元增长100.01%。晶升股份在招股书中称,2023年第一季度的营业收入、营业利润、利润总额、归属于母公司股东的净利润、扣除非经常性损益后归属于母公司股东的净利润等主要业绩指标较2022年同期同比增长,主要系该公司2023年第一季度收入有所增长所致。本次上市前,李辉为晶升股份的控股股东、实际控制人。其中,李辉直接持股21.17%。同时,李辉控制的员工持股平台盛源管理持股6.34%。此外,海格科技持股6.17%,由晶升股份核心技术人员、李辉姐姐的配偶QINGYUE PAN(潘清跃)控制,为李辉的一致行动人。据此,李辉直接、间接及通过一致行动安排合计控制了晶升股份33.69%的股份,为该公司的控股股东、实际控制人。其中,李辉为晶升股份的董事长兼总经理,潘清跃则为研发中心负责人。另外,鑫瑞集诚持股16.40%,明春科技持股15.13%,卢祖飞持股8.68%,盛源管理持股6.34%,胡育琛持股3.62%,聚源铸芯持股3.23%,蔡锦坤持股2.99%,王华龙持股2.89%,张小潞持股2.22%,吴春生持股0.96%。同时,江北智能、润信基金、元禾璞华、沪硅产业、中微公司、立昂微、毅达鑫业均分别持股0.90%,华金领翊持股0.81%,疌泉红土持股0.72%,吴亚宏持股0.48%,人才基金、盛宇投资、张奥星均分别持股0.45%,海聚助力持股0.23%,深创投持股0.18%,华金丰盈持股0.09%。
  • Quantum Design光学浮区法单晶炉,高效镀金双瓣对焦助力介电材料研究
    随着信息、电子和电力工业的快速的发展,以低成本生产具有高介电常数损耗的材料成为当前关注的热点,高介电常数材料无论是在电力工程,还是在微电子行业都具有十分重要的作用,研究高介电常数材料的结构与性能,对其介电机理、压敏机理和晶界效应的探讨具有深远意义。 (InNb)0.1Ti0.9O2陶瓷不仅具有高介电系数,同时具有较小的介电损耗,是一种具应用前景的巨介电材料。这种优异的介电性质的产生机理尚处于研究阶段,单晶样品是分析材料本征性质的有利武器。由于介电测试对于样品尺寸的特殊要求,为更真实地反应样品的介电性质,获得大尺寸、高质量的 (InNb)0.1Ti0.9O2单晶变得尤为重要。浮区法单晶炉高效镀金双瓣对焦 哈尔滨工业大学宋永利等人利用光学浮区法,通过对生长条件(气氛、气压、流量、生长速率)的控制,终获得了大尺寸(4mm直径、30mm长)的单晶样品。该单晶样品的制备使用的是Quantum Design公司推出的光学浮区法单晶炉。这款高性能单晶炉采用镀金双面镜、高反射曲面设计,高温度超过2000℃;系统采用高效冷却节能设计(无需额外冷却系统),稳定的电源输出保证了灯丝的高精度恒定加热功率,可制备高质量的单晶。光学浮区法单晶炉 型号:IRF01-001-00 浮区法的主要优点是不需要坩埚,故加热不受坩埚熔点限制,因此可以生长熔点高材料;生长出的晶体沿轴向有较小的组分不均匀性,在生长过程中容易观察等。浮区法晶体生长过程中,熔区的稳定是靠表面张力与重力的平衡来保持,因此,材料要有较大的表面张力和较小的熔态密度,故浮区法对加热技术和机械传动装置的要求都比较严格。相关产品链接高精度光学浮区法单晶炉 http://www.instrument.com.cn/netshow/C121152.htm
  • 德图温湿度、风速变送器监测建筑“呼吸”
    11月21日下午16点,历时6天的第十一届中国国际高新技术成果交易会(简称高交会)在深圳圆满闭幕。在这场科学发展、全面推进创新的盛会上,建筑科研单位首度亮相,其中一座节能建筑的模型在高交会馆八号馆展出,吸引了众多参观者的目光。 这栋名叫建科大厦的建筑不仅是深圳市可再生能源利用城市级示范工程,而且是国家第一批可再生能源示范工程。这座建筑外形普通,甚至毫不起眼,但却使用了诸多节能科技成果。 比如,建科大厦采用了自然通风节能设计,经过精确计算,建筑采用了&ldquo 吕&rdquo 字形体形和平面,为室内通风创造了良好条件 设计中根据房间使用功能和时间上的差异,对不同的楼层区域采用了不同的空调方式。据测算,通过这些能源利用措施,建科大厦比普通大厦可节能65%。&ldquo 它是&lsquo 能够呼吸&rsquo 的建筑。&rdquo 深圳市建筑科学院院长叶青介绍。 在这栋&ldquo 有生命的建筑&rdquo 里,监控建筑的&ldquo 呼吸&rdquo 也是很重要的一环。只有充分掌握建筑环境里的温度、湿度、风速等诸多环境参数,这栋建筑才能根据办公区域人员的多和少,自动调节水平带窗,在窗墙比、自然采光、隔热防晒间找到最佳平衡点。在这里,德图的在线温湿度变送器大展身手,全面监测建筑环境中温度、湿度、风速等诸多环境参数,提供优异精度的数据,让管理人员全方位实时掌握建筑 &ldquo 呼吸&rdquo 状态成为可能。 多年来,德图的温湿度变送器一直是干燥处理及其他关键环境的策略首选。高品质温湿度变送器的核心在于高品质的传感器。从1996至2001,testo的湿度传感器历时5年,走过世界9大国家权威实验室,接受不同的方式的检测,精度都优于1%RH。如此强有力的保证,也是深圳建科大厦选择德图温湿度变送器的原因。&ldquo 深圳建科大厦一共用了150多台testo变送器,涵盖风速、温湿度、温度的测量,德图能以如此大的力度参与中国绿色节能第一楼的建设和维护,我作为产品经理,是非常骄傲的!&rdquo 德图产品经理吴保东高兴的表示。
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