新型电子器件

近年来，柔性电子器件在人体健康检测与分析以及可穿戴设备等生物医学工程领域展现出广阔的应用前景。然而，在柔性电子器件的组装中，用于连接不同模块的商用导电胶易变形、断裂，使得接口不稳定性成为该领域内长期存在的难题，阻碍了整个器件的拉伸性和信号质量。 　　中国科学院深圳先进技术研究院、新加坡南洋理工大学、美国斯坦福大学的科学家另辟蹊径，绕开利用“商业胶水”组装柔性电子器件的思路，开发了基于双连续纳米分散网络的BIND界面(biphasic, nano-dispersed interface，BIND)。这种新型界面能够作为柔性电子器件通常所包含的柔性模块、刚性模块以及封装模块的通用接口，只需要按压10秒钟，便可以实现“乐高式”的高效稳定组装。2月15日，相关研究成果发表在《自然》(Nature)上。 　　人机接口是人与电子设备之间进行的数字虚拟世界和现实物理世界的信息交换，而柔性电子器件则是人机接口技术的关键核心和先导基础。柔性电子器件在生物医学工程领域的研究备受关注，大致可分为植入式和体表式两种，主要功能就是采集应力信号、温度信号、生理电信号、超声信号、生物化学信号等生理数据以监测人体健康状态。然而，商用导电胶的瓶颈却破坏了柔性电子器件的整体稳定性。无论单个模块的拉伸性多好，只要模块接口处的拉伸性很弱，那么整个器件的拉伸性就会受到制约。 　　联合团队发现，在特定的制备条件下，基于SEBS嵌段聚合物和黄金纳米颗粒的柔性界面即BIND界面，面对面贴合时有“魔术贴”式的电气与机械双重黏合特性，能够将不同功能的柔性传感器稳定地黏合在一起，从而实现柔性模块与柔性模块之间的高效连接。通过热蒸发金(Au)或银(Ag)纳米颗粒制备BIND界面，在自粘苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)热塑性弹性体内部形成互穿纳米结构，SEBS是广泛应用于可拉伸电子产品的软基板。SEBS基质表面附近的纳米颗粒形成了一个双相层(约90纳米深)，其中一些纳米颗粒完全浸入其中，而另一些纳米颗粒部分暴露在外。这种界面结构在表面产生了暴露的SEBS和Au，在基体内部产生了互穿的Au纳米颗粒，这为坚固的BIND连接提供了连续的机械和电气途径。总之，这种即插即用的接口可以简化和加速皮肤上和可植入的可拉伸设备的开发。实验表明，采用新型接口的柔性医疗器件可高精度、高保真、抗干扰地监测体内外不同器官，包括表皮、脑皮层、坐骨神经、腓骨肌肉、膀胱等，比起商用导电胶组装的系统信号质量有大幅提升。 　　采用BIND界面的柔性模块接口，其导电拉伸率可达180%，机械拉伸率可达600%，高于采用商用导电胶连接的普通接口(分别为45%、60%)；对于硬质模块接口，其导电拉伸率达200%，并能适用于聚酰亚胺(PI)、玻璃、金属等多种硬质材料；对于封装模块接口，BIND界面能提供0.24 N/mm的粘附力，是传统柔性封装的60倍。 　　该研究为智能柔性电子器件的模块化组装提供了可拉伸、稳定高效的通用接口，不仅简化了柔性医疗器件的使用，而且加速了多模态、多功能的柔性医疗器件的研发。通过该接口组装的智能柔性传感器件可用于多个医疗领域，例如植入式人机接口、体表健康监测、智能柔性传感、软体机器人等。 　　研究工作得到国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目、国家重点研发计划、神经工程研究中心、中科院人机智能协同系统重点实验室、中科院健康信息学重点实验室的支持。可拉伸混合设备的BIND连接研究团队开发的“魔术贴”式柔性组装方法与在肌电监测中的应用实例

张万宽、韩先聪、江山、汪韧等启动开工球 　　7月6日，位于城南政务新区的建设工地上彩旗飘扬、鲜花吐艳，我市首个国家电子器件及绿色照明产品质量监督检验中心开工奠基仪式在这里隆重举行。省质监局党组书记、局长张万宽，市委书记韩先聪，市长江山，省质监局副局长汪韧共同启动开工球。市领导牛向阳、贾朝峰、王图强、吴雪、汪建中、张忠孝等出席开工仪式。 　　国家电子器件及绿色照明产品质量监督检验中心将按照“国内一流、国际先进”的要求，拟建电磁兼容、电气安全、节能认证、环境和可靠性、光源、寿命、光强度试验等18个专业实验室。综合检测楼总建筑面积为16800平方米，项目总预算6500万元，其中工程概算4000万元，需配备检测仪器设备300台(套)，总费用约2500万元，主体工程预计于2011年底完工。建成后的国检中心检验范围包括：LED、LCD、遥控器、传感器、集成芯片、电子材料等电子元器件及产品 荧光灯、金卤灯、高压钠灯、风光互补节能灯、电子镇流器等节能灯具产品以及新型绿色小家电产品等，并围绕检验范围开展标准化和情报信息、相关科研开发和技术培训等方面的服务工作，具有检验、科研、培训、标准化情报信息服务等综合能力。 　　工程开工前，省质监局、市政府在滁召开联席会议，就筹建滁州国家电子器件及绿色照明产品质量监督检验中心工作进行磋商。省质监局党组书记、局长张万宽，市委书记韩先聪，市长江山，省质监局副局长汪韧出席会议并讲话。副市长王图强主持会议。 　　联席会听取了市质监局负责人关于国家电子器件及绿色照明产品质量监督检验中心筹建情况汇报。张万宽指出，筹建国检中心表明了滁州市委、市政府领导的远见卓识和强烈的使命感、责任心，省质监局会不遗余力地支持滁州国检中心建设。同时，国检中心建设也要适当留有发展余地，以适应不断丰富的检测手段和检测内容要求。 　　韩先聪讲话时强调，国检中心建设工作是省局提出的三大服务工作的重要体现和重大成果，是滁州经济社会发展特别是主导产业的壮大中的要事，是滁州承接产业转移的“推进器”，更是滁州追赶发达地区奋起一搏的重大起跳平台。这项工作的专业性、系统性很强，希望省局一如既往给予更多支持和指导。市委、市政府及相关部门将认真落实省质监局提出的意见和建议，从现在开始，一手抓建设，一手抓功能发挥应用，扎实推进好这个外树形象内强素质的国字号工程。 　　江山讲话时指出，国检中心是省局关心的结果，凝聚着省局领导对滁州的厚爱。市委、市政府将会在省局的指导下，按照要求和部署，在组织保障、投入、选址、政策等方面抓好落实。在工程建设中，按照快速工程、优质工程、亮丽工程的总体要求，高效保质地完成工程建设，同时做好服务，吸引更多的人才服务于国检中心。 　　省质监局相关部门负责人，市直相关部门负责人参加会议。

近日，2021年第四届低维材料应用与标准研讨会（LDMAS2021）在北京西郊宾馆成功召开。会议吸引了低维材料与器件相关领域的400余名专家学者与企业代表出席，云端参会人数超过1万人。会议同期举办5个不同主题的分会场，仪器信息网编辑对“第2分论坛：低维半导体电子/光电子器件分论坛”进行了跟踪报道。该会场共安排了16个邀请报告和6个青年论坛报告，相继由北京大学集成电路学院研究员黄芊芊、中国科学院半导体所研究员赵德刚、中国科学院半导体研究所研究员薛春来、华中科技大学光学与电子信息学院/武汉光电国家研究中心副教授叶镭和北京化工大学教授邵晓红主持；内容精彩纷呈，得到与会观众的高度关注。以下为此分会场的部分报告集锦，以飨读者。报告题目：GaN 基材料与激光器报告人：中国科学院半导体所研究员 赵德刚氮化镓（GaN）材料被称为第三代半导体，GaN基激光器在激光显示、激光照明、激光加工等领域重要的应用价值，材料生长与器件工艺是基础和关键。在材料方面，赵德刚课题组提出了独特的MOCVD外延方法，生长出高质量的GaN材料，室温下电子迁移率超过1000 cm2/Vs，这是目前国际上公开报道的最好结果；发现并抑制了碳杂质对p-GaN材料的补偿效应，提出了少量掺氧的p型杂质激活方法，解决了p型掺杂问题；还发现了GaN材料“黄光峰”与碳杂质和刃位错紧密相关。在器件方面，利用碳杂质实现了良好的p-GaN欧姆接触特性；掌握了InGaN量子阱界面控制方和局域态调控方法，并生长出高质量的InGaN量子阱材料；研究了InGaN波导层的生长技术，有效抑制了表面V型坑缺陷的形成；提出了降低吸收损耗、抑制电子泄漏的多种激光器新结构，提高了器件性能，研究了激光器物理，发现了GaN基激光器失效机制。研制出我国第一只GaN基紫外激光器，目前连续功率输出920mW，进一步实现了366nm的GaN基紫外激光器电注入激射，并研制出室温连续激射功率6W的蓝光激光器。报告题目：基于低维硅材料的异质结构及其光电神经突触器件报告人：浙江大学教授 皮孝东由于基于传统的冯诺依曼架构的计算的发展面临着高功耗等瓶颈问题，新型计算如神经形态计算正受到人们越来越多的关注。在生物神经系统中，信号的传递都是通过神经突触实现的，因此模拟生物神经突触的神经突触器件成为了发展神经形态计算所必需的核心器件。生物神经系统中的信号主要是电信号，所以早期的研究人员主要研究电刺激-电输出的电子神经突触器件。然而，光电集成特别是硅基光电集成的发展表明，神经形态计算将来若能建立在光电集成的人工神经网络之上，其性能将比只依赖于电集成的更加卓越。这导致近年来研究人员考虑到将光信号引入神经突触器件中，制备光电神经突触器件，进而构建光电集成的人工神经网络。对于光电神经突触器件，如果它们基于硅，研究人员就有望充分利用硅成熟的器件制备和集成工艺，推动光电集成的神经形态计算的快速发展。报告中，皮孝东主要介绍近年来基于低维硅材料如硅量子点和硅纳米膜，与新型半导体材料如二维半导体材料、有机无机杂化钙钛矿、有机半导体等构建异质结构，制备光电神经突触器件，实现对一系列生物突触行为的模拟。报告题目：基于二维层状半导体的偏振光探测器报告人：中国科学院半导体研究所研究员 魏钟鸣近年来，二维材料由于其独特的光电性能而受到了广泛的关注。相比于零带隙的石墨烯，二维半导体材料如MoS2，WSe2等具有一定宽度的带隙，使其可以广泛应用于各种光电器件（包括存储器、探测器和晶体管等）。魏钟鸣课题组针对二维半导体及光电器件进行了长期的探索，围绕材料的设计、制备和器件应用已经取得一些进展，部分材料在场效应晶体管和光探测器等方面显示出较好的性能。作为一种特殊的光电器件，偏振光探测器在光通信、成像等领域有非常重要的应用，魏钟鸣在报告中主要针对新型二维半导体在偏振光探测方面的原型器件和工作机理进行汇报。发现具有二维层状堆积晶体结构和面内各向异性的GeSe与GeAs等材料表现出优异的偏振光探测性能，并且探测波段从可见区覆盖到红外区，这两种材料都在808 nm的短波近红外区获得最优性能。报告题目：高性能低维半导体器件报告人：北京大学微纳电子学系研究员 吴燕庆超薄二维材料体系具有丰富的能带结构与优异的电学特性，可用来实现高性能逻辑、射频与存储器件。其超薄体特性可在超短沟器件中有效抑制短沟道效应。基于二维材料体系的垂直范德华异质结可突破传统体材料异质结的结构限制，实现超越传统器件的功能，并大幅提升性能。纳米尺寸的短沟道器件以及与硅基工艺相兼容的二硫化钼晶体管具有优异的输出特性，其输出电流可超过1mA/µm。基于大面积生长工艺的双层二硫化钼射频晶体管的最大振荡频率峰值可达到23 GHz，基于柔性衬底的混频器也可工作在GHz频段。基于面内各向异性最佳输运方向，沟长为100 nm的黑磷晶体管室温驱动电流达到1.2 mA/ µm，20 K时进一步提高到1.6 mA/µm。室温下其弹道输运效率达到36%，在低温20 K时提高到79.4%。基于上述两种二维材料的范德华异质结可实现电压可调的可重构多值逻辑，并且在超浅垂直异质结中可实现超高整流比与开关比。因此基于范德华异质结的量子隧穿器件具有优异的特性和极大的潜力。此外，在基于超薄4nm的氧化铟锡半导体的短沟道器件中实现了开关比超越1010的超低功耗器件，最短沟长可以达到10nm，并且实现了相关的环振电路，振荡频率为氧化物半导体中最高。并实现了极高的反相器增益及射频增益。低维材料高性能电子器件可为未来后摩尔时代提供具有应用潜力的新一代电子器件。报告题目：低维半导体载流子动力学调控报告人：南京大学教授 王枫秋低维半导体是发展新一代微纳电子和光电子器件的重要技术路径。从微观层面操控低维半导体载流子及载流子激发态的基本性质（如迁移率、寿命、弛豫通道、极化率等），是提升器件宏观性能并发展新原理光电器件的关键。近年来，王枫秋课题组聚焦二维半导体、碳基材料及其异质结构，深入开展限域体系载流子弛豫机制和新型光电器件研究，主要代表成果：（1）提出系列具有普适性的载流子动力学调控策略，实现了两类重要体系载流子寿命宽谱、大范围调制，一项成果入选“2017中国光学十大进展”。（2）首创全碳异质薄膜光探测器结构，解决光电导增益和响应速度协同优化难题，率先实现“光学神经元”新概念器件。（3）发展了低维半导体超快光开关技术，突破宽波段覆盖和参数精控两大实用化技术瓶颈，多项指标保持世界纪录。报告题目：新型二维半导体在集成电路中的可行性和优势报告人：复旦大学研究员 包文中近年来作为学术界研究热点的二维材料，也逐渐引起了工业界的关注。最新的国际器件与系 统发展路线图（IRDS 2020）高度评价了二维半导体材料在未来集成电路中应用于叠层纳米片晶体管及其他新型能带调控器件的巨大潜力。在此背景下，包文中课题组在实现批量生长高质量晶圆级二维材料的基础上，系统性的发展了多个可实用的工艺新方法，包括有效的掺杂、金半接触和栅介质生长等分立工艺。在此基础上开创性的提出了二维材料工艺集成的新方法，从而开发了二维材料的集成电路成套流片工艺。结合器件紧凑模型和电路仿真优化，我们成功制作了传统的数字、模拟、存储电路；同时，还充分发挥二维材料的独特优势，提出多种开创性的器件结构。报告题目：硅/石墨烯宽光谱红外探测器报告人：浙江大学教授 徐杨徐杨课题组研究了一种用于中红外光电探测的宏观组装石墨烯（MAG）纳米膜/硅异质结。高结晶度的MAG通过氧化石墨烯的可扩展湿法组装，然后进行热退火制备，厚度可调（14-60 nm），尺寸可以达到2 英寸。MAG/Si肖特基二极管在室温下响应波段范围为1- 4 μm，具有高速响应（120-130 ns，4 mm2窗口）和高探测率（1.5 μm波长下为1011 Jones），其瞬态光电流性能优于单层石墨烯/硅光电探测器2个数量级以上。这种光电性能归功于MAG的优越优势（~ 40%的光吸收、~ 23 ps 的载流子弛豫时间、相对较低的功函数 (4.52 eV) 和高准平衡热载流子倍增增益）、原子尺度的异质结接触界面，以及来自硅的碰撞电离雪崩倍增增益（~102倍）。MAG提供了一个了解2D材料中的热载流子动力学的平台，也为探索新型室温下宽光谱碳硅融合的图像传感器提供了研究基础。报告题目：局域场调控红外探测器研究进展报告人：中科院上海技物所青年研究员 王鹏随着半导体技术的快速发展，光电探测技术取得了长足进步。其中，以Si、InGaAs、HgCdTe等为代表的传统半导体薄膜光电探测器以其成熟的集成技术与稳定的探测性能在商业化产品与国防军工等领域占据主导地位，且已广泛应用于地球观测、环境监测、目标识别、空间遥感等领域。目前，新一代光电探测技术正朝着高性能、大面阵、低噪声以及高工作温度等方向发展，对光电探测材料与器件提出了更高的要求。低维半导体材料表现出明显区别于经典体系的物性特征，载流子输运、光学跃迁等物理行为具有可控的量子特性，产生许多新颖的物理性质和效应，并以此形成的具有颠覆性意义的光电技术在性能指标上超越传统器件的理论极限，对现有红外探测体系是很好的补充。因此，不断深入和优化现有材料体系的同时，持续开展新材料、新结构的研究和开发，是光电探测器技术发展的必然要求。本次报告将围绕新一代红外探测器技术的发展需求，介绍当前研究现状，汇报我们在局域场调控红外探测器研制与新颖探测机理研究等方面进展。

仿生章鱼吸附在操作精细物体等方面有巨大应用潜力。目前仿生章鱼吸附基于外力、电或热传导等刺激方式调节吸盘内部压强，从而赋予了其黏附性能。然而，目前常见的刺激策略中，粘附垫的强弱黏附能力转换需要以接触方式触发、且大部分存在响应时间长的问题，因此，这些粘附垫难以快速执行在密闭空间内对物体的操作任务。 近日，香港中文大学张立教授课题组提出了一种光磁双刺激响应黏附垫的设计思路。该黏附垫可以通过远程光控方式快速调节黏附强度以拾放物体，并在外部磁场控制下实现运动与递送功能。该成果以“A mobile magnetic pad with fast light-switchable adhesion capabilities” 为题发表于Bioinspiration & Biomimetics期刊。该文在意大利比萨圣安娜高等技术研究大学（Scuola Superiore Sant’Anna）Veronica Iacovacci博士、中国科学院深圳先进技术研究院徐天添研究员和杜学敏研究员的共同合作下完成。图1 光磁双刺激-响应黏附垫的设计与机理（a）章鱼吸盘的结构图（b-c）黏附垫的设计及工作机理描述 光磁双刺激-响应黏附垫是由具有微孔阵列的磁性弹性体基底和孔内温敏水凝胶沉积层组成。通过在弹性体基底内掺杂四氧化三铁与钕铁硼颗粒，赋予其光热效应与磁响应性能。孔内压强的变化可由光热效应引发的温敏水凝胶沉积层收缩与膨胀进行调节。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术（nanoArch S130，摩方精密）高效、精准地实现了上述微孔阵列模具的制备（微孔直径400μm，高400μm），并通过翻模技术制备了微孔阵列磁性弹性体基底。该黏附垫具有以下优点：快速响应的黏附开关特性图3 黏附性能表征：（a）黏附垫的黏附力测试，（b）图案化弹性体基底黏附力测试，（c）黏附垫与图案化弹性体基底的黏附强度对比，（d）黏附垫重复性测试 快速响应的黏附开关特性。实验结果表明该黏附垫的黏附强度可以通过远程红外激光按需调控，黏附强度最高可达12.2 kPa，并且强弱黏附的转换在30秒内即可完成。精细物体的远程递送图4 黏附垫运输电子芯片通过曲折狭缝到达目的地 精细物体的远程递送。通过外加磁场，该光磁双刺激响应的黏附垫可在狭隘空间内对脆弱的电子芯片进行安全可靠地定向运输，在电子器件装配等领域具有重要的应用前景。综上所述，该光磁双刺激响应黏附垫表现出快速响应的黏附开关特性、显著的黏附性能及对精细物体的远程递送能力。这种新型黏附垫有望广泛应用于电子器件装配等领域。官网：https://www.bmftec.cn/links/10

成果名称 纤维电子器件连续自动化制备技术及设备研制 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 纤维电子器件是近年来在国际上兴起的热点研究领域。它是在纤维上集成光、电、热、磁等功能，并最终可以直接以纤维形态应用的新形态电子器件。目前国际上报道的真正意义上的纤维电子器件包括纤维太阳能电池、纳米压电机、纤维电容器、纤维发光二极管等。这些光电子器件的最终应用形态是纤维状的，故可以利用成熟的纺织工业技术生产各种便携式、可穿戴的电子设备。因此，如何将纤维电子器件的制备方法与最终织物制造工艺相结合，实现从基本材料到纤维器件再到织物电子设备的制备是一个亟待解决的重大课题，也是国际、国内相关技术领域的一个空白和潜在的原创性产业技术开发机会。 2012年，北京大学化学学院邹德春教授申请的&ldquo 纤维电子器件连续自动化制备技术及设备研制&rdquo 项目获得了第四期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。在基金的支持下，通过相关部件的购买和材料的加工，该课题组开展了富有成效的工作，包括：（1）纤维基底表面连续处理技术的研究；（2）功能超薄膜纤维基底上的连续沉积、生长技术的研究；（3）由功能纤维自动组装纤维电子器件技术研究；（4）纤维电子器件制备系统的计算机控制。通过以上工作，相关原理样机试制成功，项目顺利结题。 应用前景： 该项目的成果和经验可以发展成为工业化制备纤维电子设备的蓝本，为将来的纤维太阳能电池在内等多种纤维电子器件的规模化生产奠定了基础。

2020年11月22日至25日，由南京大学和中科院云南天文台承办，中国电子学会超导电子学分会、江苏省电磁波先进调控技术重点实验室、南京紫金山实验室协办的“第十六届全国超导薄膜和超导电子器件学术研讨会”会议在云南省昆明市召开，会议聚焦国内外超导薄膜、超导传感器探测器、超导无源器件、新型超导量子器件与电路、超导电子学关联技术与应用等展开学术讨论。 天美仪拓实验室设备（上海）有限公司（以下简称天美公司）应邀作为赞助商之一，全程参加了此次会议。会议期间，天美公司给用户介绍了太赫兹激光器产品，并对用户提出的需求作进一步的解答，借此也会用户的需求，天美公司也会进一步的开发出符合用户需求的产品。会议期间，天美公司还受邀作了会议报告，会议报告对爱丁堡气体激光技术-高功率红外&远红外激光源作了相应的介绍。通过本次报告不但加深了新老用户对爱丁堡气体激光技术的了解与应用，同时了也吸引了很多感兴趣的参会老师前来咨询讨论。 通过为其三天的会议，天美公司与客户进行了深入的交流，更加深了彼此的相互了解。天美公司作为知名供应商，将在超导薄膜等关联技术上，作出进一步的技术升级，服务广大客户，让广大客户得到满意的科研结果，助力其科研发展。

光刻技术是在硅基工业中的一种关键且成熟的技术，它可以精密地定义与制备小尺度的微电子器件。然而，要将光刻技术应用于柔性电子器件的实现，柔性可降解基底对光刻过程中要用到的有机溶剂、高温以及紫外光的敏感性是它面临的核心挑战。很多时候，由于柔性层表面的粗糙性、剥落、不均匀性以及气泡等问题，器件难以实现预期性能。因此，为了保护光刻过程中脆弱的柔性可降解基底，来自土耳其伊斯坦布尔的科克大学的研究人员提出可以利用一层额外的无机薄膜层来隔绝柔性基底与表面光刻工艺的各种操作。相关论文以题为“Photolithography-Based Microfabrication of Biodegradable Flexible and Stretchable Sensors”发表在Advanced Materials上。研究人员通过优化的微纳加工工艺流程实现了具有高性能、一致性、可拉伸性以及稳定性的柔性生物可降解的电子器件。图1a和1b展示了在一个指尖大小（1 cm2）的柔性PLA贴片上包含了1600个IDE电容器，它们的器件均一性达到了3.08±3.89*10-3 pF。同时，多种其他类型的电子器件如电极、电阻、电感以及平行板电容器也可以实现小型化与可拉伸性（图1c）。图1d展示了在一个已经发生部分降解的PGS基底上制备的IDE电容器。制备这种柔性可降解电子器件工艺的关键策略在于隔离在硅衬底上的柔性可降解基底。基本的制备步骤为（图1e）：i）在硅衬底上增加牺牲层图层；ii）依次沉积柔性可降解聚合物基底层、保护层、黏附层以及金属层；iii）金属层图案化。其中，值得关注的是：（1）牺牲层采用水溶性的右旋糖苷（Dextran），以确保在工艺完成后整块薄膜可以从硅衬底上剥离；（2）利用旋涂15 %（w/w)的PLA溶液（氯仿作为溶剂）加软烘脱气泡形成PLA柔心可降解基底；（3）锗（Ge）则利用物理气相沉积（PVD）在PLA表面被形成保护层，CVD不被选用的原因是会对PLA薄膜基底表面产生明显损伤。图1. 基于光刻工艺，在柔性可降解基底上制备可拉伸与小型化图案。(a) 在1cm2面积上包含有1600个器件的柔性贴片 (b) IDE电容阵列的共聚焦显微镜图像。插图：放大后的IDE电容器显微图像。比例尺：500 um（右）和200 um（左）；(c) 在硅衬底上的聚乳酸基底上制备的各种器件照片。比例尺：1 cm； (d)放在PBS中，已经发生部分降解的PGS基底上的IDE器件 (e) 基于剥离法和反应离子刻蚀法（RIE）进行的工艺流程图。基于所提出的光刻制备柔性可降解器件的工艺，研究人员展示了器件良好的柔性（图2a）、优良的可降解性（图2b）以及使用其他材料的可拓展性（图2c-2d）。同时，对器件的均一性控制（图3a - 3c）以及器件不同尺寸的可定制性（图3d-3f）也做了响应的制备实验与表征。最后，为了展示该工艺在柔性可降解传感器制备中的应用潜力，该工作为我们展示了利用光刻工艺制作的电容式压力传感器以及葡萄糖电化学传感器并分别进行了测试。图2. 在柔性可拉伸基底上微纳制造可降解器件。(a) 带有电阻器件的柔性PLA贴片被环绕在一个直径1cm的玻璃棒上 (b) 在PDB溶液中浸泡时（1 M，室温下PH≈12），PLA基底上的钼（Mo）器件图案逐渐消失 (c) PGS柔性基底上的螺旋Mo器件 (d) 可拉伸器件在PBS溶液中降解的光学图像。图3. PLA基底上IDE电容阵列的表征。 (a) 8*8阵列的光学图像 (b) 每个IDE电容器在不同频率下的测试表现，插图显示了该阵列电容的数值分布 (c) 电容均一性展示图；(d) 4个不同宽度和间隙的微加工IDE电容器器件显微图像 (e) 高度小型化的IDE电容器件的SEM表征 (f) 不同尺寸IED电容器件在不同频率下的测试表现。图4. 可拉伸柔性基底上的微纳制备的可降解应变与化学传感器。 (a)光学和SEM图像 (b) 器件结构示意图 (c) 器件在不同频率下的响应特性测试 (d) 化学传感器的光学图像 (e) 化学传感器的性能测试 (f) 不同浓度被测物与传感器的电流响应。总的来说，该研究为我们展示了一种基于传统光刻工艺的制造柔性可降解电子器件的新方法。它尝试解决了光刻工艺中有机溶剂、紫外光和高温等操作对柔性可降解基底的损伤问题，并取得了较好的器件均一性。由于利用了硅基工业上已经很成熟且普及的光刻设备，它在批量制造上具有明显优势。同时，光刻工艺的小尺度加工的优点也被带入柔性电子器件的制备中，实现了小尺度器件的精细制造。但是，目前该研究工作中的电子器件还未涉及半导体材料，因此还有待进一步的发展与思考。

柔性电子作为一种新兴的电子技术，以其独特的柔性/延展性（弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸）和高灵敏特性，在信息、医疗等领域具有广泛应用前景，如电子皮肤、柔性屏、脑机接口等。水凝胶材料以其独有的特性（柔性、导电性、高拉伸性）在柔性电子领域被广泛研究和使用。采用诸如光学光刻、微接触印刷等微纳制造技术可实现图案化水凝胶柔性电子器件的制造，但是上述技术加工步骤复杂、加工成本高、幅面较小，难以实现复杂三维结构信号强化效应。微纳3D打印技术很好地平衡制造成本、加工精度和幅面的问题，可快速制造并成型任意形状和定制设计的水凝胶跨尺度结构，而且，对水凝胶进行图案化设计可进一步提高柔性电子器件的灵敏性；同时通过对水凝胶的性能诸如自粘附、导电、抗冻等性能的优化，可拓展水凝胶柔性电子的应用范围，如自粘附电子、极端温度环境工作的柔性器件等。近日，湖南大学王兆龙、段辉高教授与上海交通大学郑平院士合作，基于面投影微立体光刻技术，采用摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch S/P140，通过引入粘附性的光固化单体及材料配比优化，设计了水凝胶诸如强粘附性、导电性和抗冻性等性能。通过水凝胶的结构设计提高运动信号监测的应变灵敏度，实现宽范围的运动信号传感。作者设计3D打印水凝胶柔性电极采集人体的肌电信号，将水凝胶柔性电极采集的肌电信号作为用户界面控制机械手的同步运动，以准确的完成弹奏不同音符的动作，甚至可以控制-80℃低温环境下机械手的运动。该工作引入微尺度3D打印技术使得复杂3D结构多功能柔性电子和复杂人机接口的快速制造成为可能。文章以“3D printed super-anti-freezing self-adhesive human-machine interface”为题发表在Materials Today Physics上。该工作得到了国家自然科学基金、湖南省优秀青年基金、广东省重点研发计划，长沙市科技局等基金支持。图1 面投影微立体光刻技术（摩方精密，nanoArch S/P140）原理及水凝胶材料设计，利用共价键交联和氢键网络结合优化水凝胶性能图2 3D打印水凝胶诸如超拉伸、强粘附、抗冻等性能设计图3 基于面投影微立体光刻技术加工跨尺度结构的水凝胶制备高灵敏度的应变传感器，用于监测宽范围的人体运动信号图4 基于面投影微立体光刻技术加工水凝胶用于肌电信号的采集，将采集的肌电信号作为人机接口控制机械手的同步运动，以完成弹奏不同音符、甚至低温环境的动作控制官网：https://www.bmftec.cn/links/10

柔性电子作为一种新兴的电子技术，以其独特的柔性/延展性（弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸）和高灵敏特性，在信息、医疗等领域具有广泛应用前景，如电子皮肤、柔性屏、脑机接口等。水凝胶材料以其独有的特性（柔性、导电性、高拉伸性）在柔性电子领域被广泛研究和使用。采用诸如光学光刻、微接触印刷等微纳制造技术可实现图案化水凝胶柔性电子器件的制造，但是上述技术加工步骤复杂、加工成本高、幅面较小，难以实现复杂三维结构信号强化效应。微纳3D打印技术很好地平衡制造成本、加工精度和幅面的问题，可快速制造并成型任意形状和定制设计的水凝胶跨尺度结构，而且，对水凝胶进行图案化设计可进一步提高柔性电子器件的灵敏性；同时通过对水凝胶的性能诸如自粘附、导电、抗冻等性能的优化，可拓展水凝胶柔性电子的应用范围，如自粘附电子、极端温度环境工作的柔性器件等。近日，湖南大学王兆龙、段辉高教授与上海交通大学郑平院士合作，基于面投影微立体光刻技术，采用摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch S/P140，通过引入粘附性的光固化单体及材料配比优化，设计了水凝胶诸如强粘附性、导电性和抗冻性等性能。通过水凝胶的结构设计提高运动信号监测的应变灵敏度，实现宽范围的运动信号传感。作者设计3D打印水凝胶柔性电极采集人体的肌电信号，将水凝胶柔性电极采集的肌电信号作为用户界面控制机械手的同步运动，以准确的完成弹奏不同音符的动作，甚至可以控制-80℃低温环境下机械手的运动。该工作引入微尺度3D打印技术使得复杂3D结构多功能柔性电子和复杂人机接口的快速制造成为可能。文章以“3D printed super-anti-freezing self-adhesive human-machine interface”为题发表在Materials Today Physics上。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2021.100404该工作得到了国家自然科学基金、湖南省优秀青年基金、广东省重点研发计划，长沙市科技局等基金支持。图1 面投影微立体光刻技术（摩方精密，nanoArch S/P140）原理及水凝胶材料设计，利用共价键交联和氢键网络结合优化水凝胶性能图2 3D打印水凝胶诸如超拉伸、强粘附、抗冻等性能设计图3 基于面投影微立体光刻技术加工跨尺度结构的水凝胶制备高灵敏度的应变传感器，用于监测宽范围的人体运动信号图4 基于面投影微立体光刻技术加工水凝胶用于肌电信号的采集，将采集的肌电信号作为人机接口控制机械手的同步运动，以完成弹奏不同音符、甚至低温环境的动作控制官网：https://www.bmftec.cn/links/10

p 　　近日，科技部高新司在厦门组织召开了“十二五”国家863计划“基于国产宽禁带电力电子器件的光伏逆变器研制及示范应用”项目验收会。 /p p 　　项目以实现碳化硅和氮化镓光伏逆变器的示范应用为最终目标，开发了低缺陷SiC外延生长技术、攻克了氮化镓二极管及增强型氮化镓三极管设计技术、碳化硅二级管及MOSFET关键工艺和量产技术、高压氮化镓和碳化硅器件高频驱动技术、基于氮化镓及碳化硅电力电子器件的新型光伏逆变器拓扑设计技术等关键技术方法。完成了基于GaN和SiC器件的逆变器示范应用，形成对基于宽禁带电力电子器件新型高效光伏逆变器及并网系统的整体展示。 /p p 　　项目的实施，形成国内GaN、SiC大功率光伏逆变器研发及生产产业链，有力地支撑了我国宽禁带电力电子器件、装置及相关行业的技术进步。专家组一致认为，该项目完成了立项通知规定的研究内容及主要考核指标，同意通过验收。 /p

p 　　针对光电子器件产业发展现状和趋势，工业和信息化部电子信息司委托相关行业协会并组织骨干企业、研究机构、大专院校、行业专家等共同编制了《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022年)》(以下简称《路线图》)，于2017年12月29日正式发布。 /p p 　　光电子技术是电子信息技术的重要分支，也是半导体技术、微电子技术、材料技术、光学、通信、计算机等多学科交叉产生的新技术。光电子器件是光电子技术的基础和核心，也是信息产业的重要组成领域，直接拉动形成了数千亿美元规模的光电子产业。“十三五”以来，随着中国制造2025、互联网+等国家战略出台和新一代信息技术迅猛发展，我国光电子器件产业也迎来了获得了重大发展机遇，但相关基础研发薄弱、产业创新能力不强、产业链发展不均衡情况依然存在，核心高端光电子器件水平相对滞后已成为制约产业发展的瓶颈。 /p p 　　《路线图》较为系统地梳理了国内外光电子器件产业技术现状，聚焦于信息光电子领域的光通信器件、通信光纤光缆、特种光纤、光传感器件四大门类并进行了深入分析，研究产业竞争优劣形势，剖析发展面临机遇挑战，研究发展思路和战略目标，提出若干策略建议与重点方向，力求引领产业发展导向、促进合理布局规划，凝聚行业力量共同推动我光电子产业加快跨越升级发展。 /p p 　　下一步，工业和信息化部电子信息司将组织产业界贯彻实施《路线图》，加快提升我国光电子产业国际竞争力。后续还将根据产业发展变化情况，组织专家力量对《路线图》予以实时更新。 /p p style=" line-height: 16px " 　　 img src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201801/ueattachment/a79cbe4d-2df0-4637-be18-6cf1100d038f.pdf" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 附件：中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-2022年）缩略版.pdf /span /a /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/fb04ee1b-7e9d-4d7a-961f-ac2b79586646.jpg" style=" " title=" 2018-01-16_164416.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/e5dfc7c4-897e-4faf-9550-dd9176176642.jpg" style=" " title=" 2018-01-16_164428.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/af211006-5c61-4c4f-81b9-550fb072edcc.jpg" style=" " title=" 2018-01-16_164439.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/71c7a135-5ba8-4648-8538-cc0bc4e52e08.jpg" style=" " title=" 2018-01-16_164455.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/ffa26882-93a2-4a90-8fbc-7a8beb2a4c26.jpg" style=" " title=" 2018-01-16_164508.jpg" / /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/3c283fa3-55ad-4cd4-a8cd-3d7911735231.jpg" style=" " title=" 2018-01-16_164518.jpg" / /p

作为第三代半导体材料的代表，金刚石半导体又被称为终极半导体。“金刚石半导体具有超宽禁带（5.45eV），高击穿场强（10MV/cm）、高载流子饱和漂移速度、高热导率（22 W/cmK）等材料特性，以及优异的器件品质因子。” 西安交通大学王宏兴教授介绍，“为此，采用金刚石衬底可研制高温、高频、大功率、抗辐照电子器件，克服器件的‘自热效应’和‘雪崩击穿’等技术瓶颈，在5G/6G通信，微波/毫米波集成电路，探测与传感等领域发展起到重要作用。”但是，全世界金刚石电子器件的发展都受限于大尺寸、高质量的单晶衬底的难题限制。“硅、蓝宝石等衬底的商业化，为异质外延单晶金刚石提供了前提条件。” 王宏兴说。近日，西安交通大学王宏兴教授团队采用自主研发技术，成功实现2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底的量产。10年前，我国在此方面的研发几乎是空白，2013年作为西安交大引进的国家级特聘专家人才王宏兴组建西安交大宽禁带半导体材料与器件研究中心，带领团队科研人员开始攻关，历经10年潜心研发，目前已形成具有自主知识产权的金刚石半导体外延设备研发、单晶/多晶衬底生长、电子器件研制等系列技术，已获授权48项发明专利。“大尺寸单晶金刚石生产设备和高质量单晶金刚石衬底的制备技术，是我们需要攻克的关键技术，以打破国外的封锁。” 王宏兴如是说。王宏兴带领团队在实验室研发攻关的同时还与国内相关大型通信公司、中国电子科技集团相关研究所等开展金刚石半导体材料与器件研发应用的广泛合作，促进了金刚石射频功率电子器件、电力电子器件、MEMS等器件的实用性发展。王宏兴团队采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术，成功实现2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底的批量化，并通过对成膜均匀性、温场及流场的有效调控，进而提高了异质外延单晶金刚石成品率。其衬底表面具有台阶流（step-flow）生长模式，可降低衬底的缺陷密度，提高晶体质量。XRD（004）、（311）摇摆曲线半峰宽分别小于91arcsec和111arcsec，各项指标已经优于国外最好的水平达到世界领先水平。据了解，王宏兴团队生产的单晶金刚石器件已经广泛应用于我国5G通讯、高频大功率探测装置产品中。王宏兴教授（右三）与团队成员在讨论研发中的问题2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底照片异质外延金刚石光学显微镜照片（a）放大100倍（b）放大500倍XRD测试结果（a）（004）面摇摆曲线；（b）（311）面摇摆曲线；（c）（311）面四重对称；（d）极图

仿生章鱼吸附在操作精细物体等方面有巨大应用潜力。目前仿生章鱼吸附基于外力、电或热传导等刺激方式调节吸盘内部压强，从而赋予了其黏附性能。然而，目前常见的刺激策略中，粘附垫的强弱黏附能力转换需要以接触方式触发、且大部分存在响应时间长的问题，因此，这些粘附垫难以快速执行在密闭空间内对物体的操作任务。 近日，香港中文大学张立教授课题组提出了一种光磁双刺激响应黏附垫的设计思路。该黏附垫可以通过远程光控方式快速调节黏附强度以拾放物体，并在外部磁场控制下实现运动与递送功能。该成果以“A mobile magnetic pad with fast light-switchable adhesion capabilities” 为题发表于Bioinspiration & Biomimetics期刊。该文在意大利比萨圣安娜高等技术研究大学（Scuola Superiore Sant’Anna）Veronica Iacovacci博士、中国科学院深圳先进技术研究院徐天添研究员和杜学敏研究员的共同合作下完成。图1 光磁双刺激-响应黏附垫的设计与机理（a）章鱼吸盘的结构图（b-c）黏附垫的设计及工作机理描述 光磁双刺激-响应黏附垫是由具有微孔阵列的磁性弹性体基底和孔内温敏水凝胶沉积层组成。通过在弹性体基底内掺杂四氧化三铁与钕铁硼颗粒，赋予其光热效应与磁响应性能。孔内压强的变化可由光热效应引发的温敏水凝胶沉积层收缩与膨胀进行调节。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术（nanoArch S130，摩方精密）高效、精准地实现了上述微孔阵列模具的制备（微孔直径400μm，高400μm），并通过翻模技术制备了微孔阵列磁性弹性体基底。该黏附垫具有以下优点：快速响应的黏附开关特性图3 黏附性能表征：（a）黏附垫的黏附力测试，（b）图案化弹性体基底黏附力测试，（c）黏附垫与图案化弹性体基底的黏附强度对比，（d）黏附垫重复性测试 快速响应的黏附开关特性。实验结果表明该黏附垫的黏附强度可以通过远程红外激光按需调控，黏附强度最高可达12.2 kPa，并且强弱黏附的转换在30秒内即可完成。精细物体的远程递送图4 黏附垫运输电子芯片通过曲折狭缝到达目的地 精细物体的远程递送。通过外加磁场，该光磁双刺激响应的黏附垫可在狭隘空间内对脆弱的电子芯片进行安全可靠地定向运输，在电子器件装配等领域具有重要的应用前景。综上所述，该光磁双刺激响应黏附垫表现出快速响应的黏附开关特性、显著的黏附性能及对精细物体的远程递送能力。这种新型黏附垫有望广泛应用于电子器件装配等领域。原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-3190/ac114a 张立教授课题组主页：http://www.cuhklizhanggroup.com/徐天添研究员课题组信息：http://people.ucas.edu.cn/~xutiantian杜学敏研究员课题组主页：http://dugroup.siat.ac.cn/index.php?s=/Show/index/cid/7/id/1.html

柔性电子作为一种新兴的电子技术，以其独特的柔性/延展性（弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸）和高灵敏特性，在信息、医疗等领域具有广泛应用前景，如电子皮肤、柔性屏、脑机接口等。水凝胶材料以其独有的特性（柔性、导电性、高拉伸性）在柔性电子领域被广泛研究和使用。采用诸如光学光刻、微接触印刷等微纳制造技术可实现图案化水凝胶柔性电子器件的制造，但是上述技术加工步骤复杂、加工成本高、幅面较小，难以实现复杂三维结构信号强化效应。微纳3D打印技术很好地平衡制造成本、加工精度和幅面的问题，可快速制造并成型任意形状和定制设计的水凝胶跨尺度结构，而且，对水凝胶进行图案化设计可进一步提高柔性电子器件的灵敏性；同时通过对水凝胶的性能诸如自粘附、导电、抗冻等性能的优化，可拓展水凝胶柔性电子的应用范围，如自粘附电子、极端温度环境工作的柔性器件等。近日，湖南大学王兆龙、段辉高教授与上海交通大学郑平院士合作，基于面投影微立体光刻技术，采用摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch S/P140，通过引入粘附性的光固化单体及材料配比优化，设计了水凝胶诸如强粘附性、导电性和抗冻性等性能。通过水凝胶的结构设计提高运动信号监测的应变灵敏度，实现宽范围的运动信号传感。作者设计3D打印水凝胶柔性电极采集人体的肌电信号，将水凝胶柔性电极采集的肌电信号作为用户界面控制机械手的同步运动，以准确的完成弹奏不同音符的动作，甚至可以控制-80℃低温环境下机械手的运动。该工作引入微尺度3D打印技术使得复杂3D结构多功能柔性电子和复杂人机接口的快速制造成为可能。文章以“3D printed super-anti-freezing self-adhesive human-machine interface”为题发表在Materials Today Physics上。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2021.100404该工作得到了国家自然科学基金、湖南省优秀青年基金、广东省重点研发计划，长沙市科技局等基金支持。图1 面投影微立体光刻技术（摩方精密，nanoArch S/P140）原理及水凝胶材料设计，利用共价键交联和氢键网络结合优化水凝胶性能图2 3D打印水凝胶诸如超拉伸、强粘附、抗冻等性能设计图3 基于面投影微立体光刻技术加工跨尺度结构的水凝胶制备高灵敏度的应变传感器，用于监测宽范围的人体运动信号图4 基于面投影微立体光刻技术加工水凝胶用于肌电信号的采集，将采集的肌电信号作为人机接口控制机械手的同步运动，以完成弹奏不同音符、甚至低温环境的动作控制

近日，科技部高技术研究发展中心在北京召开“光电子与微电子器件及集成”重点专项2020年度项目交流会。科技部高技术中心副主任袁建湘、重点专项总体专家组组长祝宁华、副组长徐炜遐等专项办和专家组成员，以及各项目负责人、骨干成员等参加了会议。会上，袁建湘副主任强调各项目单位和项目团队要牢记责任和使命，提高站位，高质量高目标完成项目，努力解决国家及相关领域亟需突破的问题。高技术中心信息处负责同志做了《贯彻落实科技管理改革精神提高项目实施综合绩效》工作报告，提出要贯彻落实科技管理改革精神，加强科研诚信建设和学风建设，深化“放管服”改革，强化项目的自我管理，确保项目顺利实施和目标任务完成。祝宁华组长介绍了专项的发展目标和发展思路，总结项目的总体部署情况，对项目负责人提出要不忘初心、牢记使命，把实现总体目标放在首位。会上，项目负责人针对项目目标及预期成果、项目进展情况、已取得的亮点成果以及下一步工作安排进行汇报，与专家组进行交流和研讨。本次会议总结了2020年专项各项目进展情况和存在问题，梳理了“十三五”期间专项的科技创新成果，促进了项目研发单位间的交流和产业链上下游项目间的合作，对做好后续专项管理工作奠定了基础。

p 　　近日,根据国家重点研发计划总体工作安排，科技部高新司在北京组织召开光电子与微电子器件及集成重点专项2018年度指南编制启动会。指南编制专家组以及指南编制工作组单位——发展改革委高技术司、教育部科技司、工业和信息化部科技司、国资委综合局、中科院科技促进发展局、自然科学基金会信息科学部、装备发展部信息系统局的相关代表参加会议。 /p p 　　会议首先介绍了2018年度项目申报指南编制工作的具体要求和时间节点安排。指南编制专家组汇报了专项总体情况、实施方案和2018年拟启动项目的部署情况。随后，专家组成员就2018年指南编制工作的考虑进行交流讨论，并对具体任务的落实安排做好分工。指南编制工作组单位的代表对2018年指南编写工作提出了意见和建议。 /p p 　　会议要求指南编制专家组按照工作要求和时间节点安排抓紧开展2018年指南编制工作。 /p

p 　　近日,根据国家重点研发计划总体工作安排，科技部高新司在北京组织召开光电子与微电子器件及集成重点专项2018年度指南编制启动会。指南编制专家组以及指南编制工作组单位——发展改革委高技术司、教育部科技司、工业和信息化部科技司、国资委综合局、中科院科技促进发展局、自然科学基金会信息科学部、装备发展部信息系统局的相关代表参加会议。 /p p 　　会议首先介绍了2018年度项目申报指南编制工作的具体要求和时间节点安排。指南编制专家组汇报了专项总体情况、实施方案和2018年拟启动项目的部署情况。随后，专家组成员就2018年指南编制工作的考虑进行交流讨论，并对具体任务的落实安排做好分工。指南编制工作组单位的代表对2018年指南编写工作提出了意见和建议。 /p p 　　会议要求指南编制专家组按照工作要求和时间节点安排抓紧开展2018年指南编制工作。 /p p br/ /p

p style=" margin-top: 0px margin-bottom: 0px padding: 0px line-height: 24px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em user-select: text !important " span class=" bjh-p" style=" user-select: text !important " 在半导体器件不断小型化以及柔性化的主流趋势下，以二硫化钼（MoS2）等过渡金属硫属化合物（TMDC）为代表的二维半导体材料显示出独特的优势。国际半导体联盟在2015年的技术路线图（International Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS）中明确地指出它是下一代半导体器件的关键材料。二维半导体材料具有超薄厚度（单原子层或少原子层），优异的电学、光学、机械性能及多自由度可调控性，使其在未来的更轻、更薄、更快、更灵敏的电子学器件中具有优势。 /span /p p style=" margin-top: 22px margin-bottom: 0px padding: 0px line-height: 24px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em user-select: text !important " span class=" bjh-p" style=" user-select: text !important " 然而，现阶段以器件应用为背景的单层二硫化钼研究仍然存在以下两个关键的科学问题：（1）材料制备，如何获得高质量大尺度的二硫化钼晶圆；（2） 器件工艺，如何实现高密度、高性能、大面积均一的器件加工。这是新型半导体材料从实验室走向市场要经历的共性问题，如能解决其高质量规模化制备和集成器件性能调控的关键科学障碍，必将有力推动二维半导体材料的应用发展进程，给柔性电子产业注入新的发展动力。 /span /p p style=" margin-top: 22px margin-bottom: 0px padding: 0px line-height: 24px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em user-select: text !important " span class=" bjh-p" style=" user-select: text !important " 松山湖材料实验室张广宇副主任带领的二维材料团队，在过去十多年一直致力于高质量二维材料的外延、能带调控、复杂结构叠层、功能电子器件和光电器件的研究。近期，团队利用自主设计搭建的四英寸多源化学气相沉积设备，采用立式生长方法在蓝宝石衬底上成功外延制备了四英寸高质量连续单层二硫化钼晶圆，所外延的高质量薄膜由高定向（0° 和60° ）的大晶粒（平均晶粒尺寸大于100 μm）拼接而成。在这种高定向的薄膜中，高分辨透射电子显微镜观测到了近乎完美的4|4E型晶界。得益于独特的多源设计，所制备的晶圆具有目前国际上报道中最高的电子学质量。相关工作发表在近期的Nano Letters 2020上。 /span /p p style=" margin-top: 22px margin-bottom: 0px padding: 0px line-height: 24px color: rgb(51, 51, 51) text-align: center font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 0em user-select: text !important " span class=" bjh-p" style=" user-select: text !important " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/d61f3a56-f685-4c35-b5f6-c26a3ec32821.jpg" title=" 4a36acaf2edda3cc9bd4902a0de55106213f929f.jpeg" alt=" 4a36acaf2edda3cc9bd4902a0de55106213f929f.jpeg" / /span /p div class=" img-container" style=" margin-top: 30px font-family: arial font-size: 12px white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) user-select: text !important " span class=" bjh-image-caption" style=" user-select: text !important font-size: 13px color: rgb(153, 153, 153) display: block margin-top: 11px text-align: center " 四英寸高定向单层二硫化钼外延晶圆 /span /div p style=" margin-top: 26px margin-bottom: 0px padding: 0px line-height: 24px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em user-select: text !important " span class=" bjh-p" style=" user-select: text !important " 在此基础之上，团队进行了一系列器件加工工艺的优化，包括：（1）采用兼容的微加工工艺，逐层制作器件，保证了器件层与层之间的洁净，实现了器件阵列加工的大面积均一性；（2）采用独特的物理吸附与化学反应相结合的原子层沉积方法，提高了器件绝缘层质量；（3）采用金/钛/金多层结构作为接触电极，有效降低了器件的接触电阻。 /span /p p style=" margin-top: 22px margin-bottom: 0px padding: 0px line-height: 24px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em user-select: text !important " span class=" bjh-p" style=" user-select: text !important " 通过这些优化手段，成功实现了大面积二硫化钼柔性晶体管以及逻辑器件（如反相器、或非门、与非门、与门、静态随机存储器以及五环振荡器等）的制作，器件表现出优异的功能特性。其中，柔性场效应晶体管器件密度可达1518个/平方厘米，产量高达97%，是目前已报道结果中最高指标。此外，单个器件还表现出优异的电学性能和柔韧性，开关比达到1010，平均迁移率达到55 cm2 V-1s-1，平均电流密度为35 μA μm-1。相关结果发表在近期的Nature Electronics 2020上。 /span /p div class=" img-container" style=" margin-top: 30px font-family: arial font-size: 12px white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) user-select: text !important text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/b5c1c60c-854b-4a68-ac68-4f2091e8ec2f.jpg" title=" 2.jpeg" alt=" 2.jpeg" / span class=" bjh-image-caption" style=" user-select: text !important font-size: 13px color: rgb(153, 153, 153) display: block margin-top: 11px text-align: center " 大面积二硫化钼柔性晶体管与柔性逻辑器 /span /div div class=" img-container" style=" margin-top: 30px font-family: arial font-size: 12px white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) user-select: text !important text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/d6d7193c-438b-4de1-8723-953def3c6f33.jpg" title=" 3.jpeg" alt=" 3.jpeg" / /div p style=" margin-top: 26px margin-bottom: 0px padding: 0px line-height: 24px color: rgb(51, 51, 51) text-align: center font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 0em user-select: text !important " span style=" font-size: 12px user-select: text !important " 二硫化钼柔性反相器、或非门、与非门、与门、静态随机存储器以及五环振荡器 /span /p p style=" margin-top: 22px margin-bottom: 0px padding: 0px line-height: 24px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em user-select: text !important " span class=" bjh-p" style=" user-select: text !important " 这两项工作突破了晶圆级高质量二硫化钼薄膜的外延技术，实现了二硫化钼柔性晶体管器件及逻辑器件的高密度集成，为大面积柔性电子器件的发展提供了新的思路与技术基础，预期可以有效推动二维半导体材料在柔性显示屏、智能可穿戴器件方面的应用。 /span /p p style=" margin-top: 22px margin-bottom: 0px padding: 0px line-height: 24px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em user-select: text !important " 该系列工作由松山湖材料实验室与中国科学院物理研究所联合完成，并得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院B类先导专项、中科院青促会等项目的资助。 /p

可拉伸电子器件在过去十多年中被广泛应用于健康监测、康复医疗、智能工业及航空航天等领域。无机可拉伸电子器件的关键技术创新在于通过力学结构设计实现弹性拉伸性，对任意复杂曲面实现共形贴附/包裹，并且能维持稳定的电学性能。例如，“岛-桥”结构是可拉伸电子器件中最常见的一种结构。其中，功能性元器件置于不可变形的“岛”上，互联导线形成“桥”并提供整体结构的弹性延展性。实现可拉伸电子器件弹性延展性的策略是至关重要的，并引起了大量的关注。 尽管先前有很多研究集中在可拉伸结构的设计上，但目前主要只有两种策略被用于实现或提高结构的弹性延展性（如图1所示）：（1）预应变策略。波浪形条带是一种典型的例子，平面的条带被转印/粘接在预拉伸的弹性基底上，释放预应变后，由于压应力的存在使得条带产生面外屈曲变形，形成具有拉伸性的波浪形结构。此外，更加复杂的三维可拉伸微结构也可以通过二维平面前驱体粘接在预应变的基底上制备而成。（2）几何结构设计策略。各种具有弹性可拉伸的几何互联被设计出来，如：“之”字型、马蹄型、蛇型、分型、非屈曲蛇型、螺旋型以及剪纸结构等，这些几何结构在弹性延展性和各种应用场景中表现出不同的特点。有时这两种类型的策略也可以相互结合以增强结构的弹性延展性，如：预应变基底显著增加了蛇形互联结构的弹性延展性。 图1. 可拉伸结构在过去几十年的发展过程 近日，中国科学院力学研究所苏业旺团队创新性地提出第三种提高可拉伸电子器件弹性延展性的新策略——过加载策略（如图2）。互联结构转印、粘接在弹性聚合物基底上后，对整体结构进行过弹性极限拉伸，释放拉伸应变后，互联结构的弹性延展性可以提高到原来的两倍，这对可拉伸电子器件的性能至关重要。理论、有限元及实验结果均证明过加载策略对不同几何构型、不同厚度的互联结构是有效的（如图3、4、5）。其基本机理在于：过加载过程中弹塑性本构关系的演变使得互联结构关键部位的弹性范围扩大一倍。过加载策略易于操作，并可与其他两种策略相结合以提高结构弹性延展性。这对无机可拉伸电子器件的设计、制造及应用具有深远的意义。 图2. 过加载策略的操作过程以及各过程中蛇形互联结构的应变分布图3. 基于独立金属厚蛇形互联（MTSI）的过拉策略力学分析。（a）MTSI的本构关系：理想弹塑性；（b）MTSI的力学模型；（c）过加载操作过程示意图以及各过程中蛇形互联圆弧顶截面处应力分布。（d）MTSI的增强弹性延展性随第一次施加应变/过加载应变的变化，包括理论、有限元和实验结果图4. 基于独立MTSI的过加载策略的实验验证。（a）独立MTSI初始状态的图像以及拉伸150%时的正面和侧面视图；（b）狗骨头形铜片的单向拉伸应力-应变曲线；（c-k）在第一次施加拉伸、卸载和第二次施加拉伸过程中，力与施加应变的关系曲线，第一次施加应变分别为：30%、50%、60%、75%、90%、110%、120%、130%、150%图5. MTSI粘结在软基底上的力学分析。（a-c）粘接在软基底上的厚马蹄形、之字形、分形互联的增强弹性延展性与第一次施加应变/过加载应变的关系；（d）粘接在软基底上蛇形互联结构的弹性延展性随其厚的变化关系；（e-g）三种不同厚度蛇形互连增强弹性延展性与第一次施加应变/过加载应变关系的有限元分析结果该研究成果以“An Overstretch Strategy to Double the Designed Elastic Stretchability of Stretchable Electronics”为题发表于学术期刊《Advanced Materials》（DOI: 10.1002/adma.202300340）。论文的第一作者为中国科学院力学所博士生李居曜，通讯作者为中国科学院力学所苏业旺研究员，参加该工作的还有中国科学院力学所的武晓雷研究员。该工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院从0到1原始创新计划、中国科学院交叉学科创新团队和国家WR计划青年项目的支持。 原文链接：An Overstretch Strategy to Double the Designed Elastic Stretchability of Stretchable Electronics (wiley.com)

近日，北京智束科技有限公司（以下简称“智束科技”）宣布完成数千万元A+轮融资。本轮融资由华德资本领投，海容资本和佳更鑫资本等机构跟投。募集资金将用于加速推进CT球管的技术研发、产品批量化生产的设备配置，以及研发团队扩建。　　智束科技于2019年2月在北京成立，是一家专注CT球管等核心真空电子器件自主研发、生产与销售的高新技术企业。智束科技深耕液态金属轴承，以及单极阳极接地等关键技术攻关，建立了CT球管设计、加工、制造、测试以及可靠性验证等完整的能力体系。　　智束科技已经建立了完整的CT球管设计研发体系，获批第一张国产液态金属轴承CT球管医疗器械注册证并实现量产，同时公司自主研发的液态金属轴承球管也已经与国产CT整机配套取证。　　相较于传统的滚珠轴承球管，智束科技液态金属轴承技术具有多重优势：零磨损、高散热、高性能、阳极不停转、降低系统成本、液态金属轴承球管是高端64排及以上CT主要配置。　　智束科技通过四年的研发投入，实现了工艺制造的标准化及均一性。如今，智束科技在售及在研的多款型号，已可替代覆盖高中低市场层级，加快产品上市步伐。同时智束科技兼顾下沉市场，降低设备采购成本，为基层的医院、医疗机构提供更多选择。　　此外，为应对后疫情期间的需求，实现关键部件对供应链安全、成本控制、技术创新。智束科技将协同整机商、代理商合作伙伴，向医用CT市场持续提供产品、服务及解决方案，并协同国内企业一起推动CT球管的国产替代进程。

近年来开发了许多用于医疗保健的软性电子设备，它们提供了包括生物信号检测、健康监测、神经刺激、脑机接口等一系列的功能。为了实现可伸展性，电路和互连是通过将刚性导电材料图案化为蛇形几何形状或使用内在可伸展的导体。然而，弹性体和生物组织的力学和化学特性不匹配的情况不可避免地存在，这可能导致免疫反应，损害电子产品的功能。基于水凝胶的电子器件可以与生物组织有内在的相似性，在生物医学应用中具有潜在的用途。理想情况下，这种水凝胶电子器件应该提供可定制的三维电路，但用现有的材料和制造方法制作封装在水凝胶基质中的复杂三维电路是具有挑战性的。鉴于此，西湖大学周南嘉、陶亮团队报告了使用基于可固化水凝胶的支撑基质和可拉伸银水凝胶墨水的水凝胶电子器件的三维打印。支撑基质具有屈服应力流体行为，因此移动打印机喷嘴产生的剪切力会产生暂时的流体状状态，从而可以在银水凝胶墨水电路和电子元件的基质中准确放置。印刷后，整个矩阵和嵌入式电路可以在 60°C 下固化，形成柔软（杨氏模量小于 5 kPa）和可拉伸（伸长率约为 18）的单片水凝胶电子器件，而导电油墨表现出约1.4×103 S cm-1。研究人员进一步使用该三维打印方法来创建应变传感器、电感器和生物电极。相关研究成果以题为“Three-dimensional printing of soft hydrogel electronics”发表在最新一期《Nature Electronics》上。本文第一作者为西湖大学Hui Yue 与Yao Yuan 。【EM3DP的材料设计】作者通过利用海藻酸盐-PAM双网络水凝胶的正交交联机制开发了一种可固化的水凝胶基质：海藻酸盐链与Ca2+形成离子交联，而PAM网络是由丙烯酰胺和交联剂通过自由基聚合共价交联形成的（图1a）。然后将这种离子交联的凝胶粉碎、过滤和脱气，以产生平均直径约为20μm的透明的水凝胶微粒，并表现出屈服应力流体行为；并将它作为EM3DP的支持基质（图1b）。接下来作者通过将准备好的支撑基质凝胶与5μm大小的Ag薄片以及甘油和水溶性聚合物（例如聚乙烯吡咯烷酮）混合来开发导电油墨（图1a），EM3DP在定制的直接墨水书写平台上进行（图1b）。印刷后，水凝胶在60°C下加热以触发PAM的自由基聚合，固化整个基质和嵌入式电路（图1c（i），（ii）），Ag薄片在水凝胶中形成渗透通道，在墨水和基质之间没有观察到明显的接缝（图1c(iii)，(iv)）。如图1d所示，固化后的嵌入电路的水凝胶可以承受较大程度的拉伸和扭曲，一旦应力消除，可以完全恢复到原来的形状。图1e进一步证明EM3DP在制造自由形式3D结构方面的能力。图 1. 通过 EM3DP 制造水凝胶电子器件【基质和导电油墨的流变特性】在固定的交联剂/单体质量比下，无论藻酸盐含量如何，所有支撑基质都表现出剪切稀化行为（图2a），并且它们的粘度、储能模量（G'）和损耗模量（G”）随着藻酸盐含量从0.99%上升到2.31%（图2b）。藻酸盐含量为0.99%的基质像液体一样流动，而藻酸盐含量为1.65%和2.31%的基质表现为凝胶（图2c）。考虑到其中间的流变特性，使用藻酸盐含量为1.65%的基质凝胶来制备导电油墨。将Ag薄片添加到基质凝胶中会增加其粘度（图2d）)，表明Ag薄片既充当导电填料又充当流变改性剂。与原始基质凝胶相比，1.5×Ag墨水（Ag/水凝胶质量比=1.5）显示出大约十倍的粘度增加，而其剪切稀化行为保持不变。随着Ag/水凝胶质量比从0增加到1.5，墨水的G'和G”值也显示出大幅增加（图2e）。作者通过优化打印参数，包括压力和喷嘴移动速度，可以精确控制打印出的墨丝宽度与喷嘴内径一致（图2f），并且所有灯丝都呈现出近乎圆形的横截面。打印的长丝在热固化过程中没有表现出明显的形状变化或起泡。图 2. 支撑基质和导电油墨的流变特性【固化水凝胶基质的机械性能】图3a、b比较了通过传统的一锅法（非粉碎）和本文方法（粉碎）制备的藻酸盐-PAM水凝胶在固定交联剂/单体质量比和不同藻酸盐含量下的拉伸应力-应变曲线。随着藻酸盐含量从0.99%增加到2.31%，未粉碎和粉碎水凝胶的拉伸杨氏模量分别从5.35增加到7.69kPa和从2.80增加到3.71kPa（图3c）。在固定的藻酸盐含量(1.65%)下，将水凝胶的交联剂/单体质量比从0.016%提高到0.082%会导致拉伸杨氏模量从3.05略微增加到3.30kPa，但λ从11.3大幅提高到19.5（图3e、f）。图 3. 固化水凝胶基质的拉伸机械性能【导电油墨的电性能】作者制备了具有随机和分离分布的Ag薄片的Ag-水凝胶复合材料。具有随机分散的Ag薄片的复合材料未能形成相互连接的导电通路（图4a）。相反，在分离的复合材料中，Ag薄片在水凝胶域之间的边界处密集堆积并彼此紧密接触（图4a（右红线））。结果，随着Ag/水凝胶质量比分别从0增加到0.5、1.0和1.5，分离的Ag-水凝胶复合材料的电导率从1.5×10–3增加到2.1×101、4.0×102和1.4×103&thinsp S cm–1（图4b）。在相同的Ag/水凝胶质量比（0.5、1.0和1.5）下，具有随机分布的Ag薄片的Ag-水凝胶复合材料的电导率分别仅为6.9×10–3、6.9×101和3.4×102&thinsp S cm–1。作者接下来表征了Ag-水凝胶复合材料在拉伸应变下的电性能（图4c）。作者使用0.5×Ag、1.0×Ag和1.5×Ag的油墨印刷了线宽为250μm、长度为18mm的线性水凝胶电阻，显示初始电阻（R0）分别为246.5、10.9和3.7 Ω（图4d）。在慢速（5mm/s）循环拉伸试验（300%的应变）下，1.5×Ag电阻的R/R0值在前50个循环中从2.7略微增加到3.1，但之后保持稳定（图4e）。打印的气动执行器可以通过测量曲率传感器的R/R0变化来检测（图4g，f）。图 4. Ag-水凝胶导电油墨和印刷的可拉伸水凝胶电子器件的电特性【功能性水凝胶电子产品的制造及生物医学应用】为了说明EM3DP技术的多功能性，作者制造了一系列不同的水凝胶电子设备：电阻传感器、配备曲率传感器的执行器、电感器和生物医学电极。印刷设备表现出出色的机械稳定性和电气性能（图5a-f），以及与外部环境（如商业组件、设备引线和生物组织）的简单和保形接口（图6a-k）。与现有的水凝胶电子产品制造方法相比，本文的材料和制造方法可提供高精度、可设计性和自动化。因此，该方法应该为用于诊断和治疗设备的柔软、可定制的3D水凝胶电子设备开辟新的设计可能性。图 5. 功能性水凝胶电子器件的制造图 6. 3D 打印全水凝胶电极的生物医学应用【小结】作者报告了使用可固化的基于水凝胶的支撑基质和导电银（Ag）水凝胶墨水的水凝胶电子的EM3DP。颗粒状的离子交联水凝胶表现出一种屈服应力的流体行为，使其能够适应具有高导电性（1.4×103 Scm-1）和伸展性的导电油墨的沉积。当喷嘴产生的剪切应力大于屈服应力时，3D打印机喷嘴的运动会使水凝胶基质过渡到暂时的流体状态，然后再返回到固体状态。打印后，基质和墨水可以通过激活共价交联机制而固化在一起，从而形成柔软（杨氏模量，5Ka）和可拉伸（伸长率约18）的整体水凝胶，将电路包裹起来。作者使用3D打印方法来创建一系列基于水凝胶的电子设备，包括应变传感器、配备曲率传感器的执行器、电感和生物医学电极。发光二极管（LED）和射频识别（RFID）芯片等电子元件也可以通过自动混合打印工艺轻易地纳入电路中，以扩大打印设备和电路的功能。来源：高分子科学前沿

讲座时间：北京时间10月31日（周四）下午15:00-16:00 导电原子力显微镜（C-AFM）是一种非常有用的扫描探针显微镜（SPA）纳米表征技术，它不仅可以对样品的形貌进行表征，更重要的是可以探测许多介质材料和电子器件的局部电学性质。C-AFM技术已经成功表征了介质薄膜的许多重要的纳米级现象，比如：局部缺陷、电荷捕获和释放、应力诱导漏电流、负偏置温度不稳定性等。 目前，随着电子器件尺寸和介电材料厚度的不断缩减，纳米级电学性质表征技术手段的应用和发展变得日益重要。本讲座首先简要介绍C-AFM技术的发展历程、工作原理、工作特点及方式；其次重点介绍C-AFM技术在二维材料和忆阻器中的电学表征应用。 具体内容是利用C-AFM技术：1.研究化学气相沉积法制备的六方氮化硼（h-BN）的电学性质：介质击穿特性和厚度及电学性质均一性；2.在不同环境（大气和真空）下探测h-BN基忆阻器的阻变特性及导电细丝的形态表征；3.通过与其它电学设备相结合，实现更高性能的技术表征。最后，探讨未来多探针SPA技术的发展概念，有望实现在真空环境下对材料或器件的原位制备和表征。主讲人介绍： 惠飞博士，现以色列理工学院博士后，2018年7月获得巴塞罗那大学和苏州大学双博士学位。在攻读博士期间，她曾先后到世界顶级名校美国麻省理工学院和英国剑桥大学进行为期12个月和6个月的访学。在科研方面，5年时间内，她共参与发表SCI期刊学术论文38篇，其中，一作论文11篇，包括顶级期刊Nature Electronics, AdvancedFunctional Materials, ACS Applied Materials & Interfaces, 2D Materials, Nanoscale等。另外，她还参与德国Wiley出版的专著篇章一部，获批国家发明专利一项，申请国际专利两项，参与申请国际间/国家自然科学基金项目等8项。曾获得2019 ParkAFM博后奖学金、英国皇家化学会学者奖学金等。她的主要研究领域是化学气相沉积法制备二维材料及其在电子器件领域内的应用。请扫码免费申请网络讲座

据报道，2016年7月4日，英国牛津仪器公司利用其纳米实验室纳米级生长系统，启动了二硫化钼生长工艺研究。　　单层硫化钼是一种直接带隙半导体材料，在光电领域具有广泛的应用，如发光二级光、光伏电池、光探测器、生物传感器等，而多层二硫化钼是一种非直接带隙半导体，有望用于未来的数字电子技术。　　牛津仪器公司表示，该公司已经开展了广泛的研究，对化学气相淀积工艺进行了优化，开发了纳米实验室系统，这一系统能够处理广泛领域的液态/固态/金属-有机材料，适用于二维材料生长。该系统能够提供在蓝宝石、原子层淀积铝(氧化铝和氧化硅)等各种衬底上生长的能力，也能够淀积硫化钨、二硫化钼等二维过渡金属硫化物。　　该工艺的开发及其已经经过验证的成果极度令人振奋，因为纳米实验室等离子处理系统的二维材料处理能力进入到了一个新阶段。拉曼分析表明了单层材料的高品质，原子力显微镜表明了薄膜的平滑和一致性。该公司期待二维材料生长工艺的开发，将推动下一代纳米电子器件的开发。

疫情期间使得红外热像仪的市场大大增加，在商场、机场、火车站等人流密集的地方随处可见，无需接触即可准确测量人体温度。那么红外热像仪是怎样工作的呢？本文对有关知识做简要介绍，以飨读者。红外热像仪，是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的红外光转变为可见的热图像，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。使用红外热像仪，安全——可测量移动中或位于高处的高温表面；高效——快速扫描较大的表面或发现温差，高效发现潜在问题或故障；高回报——执行一个预测性维护程序可以显著降低维护和生产成本。但在疫情爆发之前，红外热像仪在工业测温场景使用得更广泛，需求也更稳定。在汽车研究发展领域——射出成型、引擎活塞、模温控制、刹车盘、电子电路设计、烤漆；在电机、电子业——电子零组件温度测试、印制电路板热分布设计、产品可靠性测试、笔记本电脑散热测试；在安防领域的隐蔽探测，目标物特征分析；在电气自动化领域，各种电气装置的接头松动或接触不良、不平衡负荷、过载、过热等隐患，变压器中有接头松动套管过热、接触不良（抽头变换器）、过载、三相负载不平衡、冷却管堵塞不畅等，都可以被红外热像仪及时发现，避免进一步损失。对于电动机、发电机：可以发现轴承温度过高，不平衡负载，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，冷却管路堵塞。红外热像仪通过探测目标物体的红外辐射，然后经过光电转换、电信号处理及数字图像处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像。分为以下步骤：第一步：利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外辐射转变为微弱电信号，该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱。第二步：利用后续电路将微弱的电信号进行放大和处理，从而清晰地采集到目标物体温度分布情况。第三步：通过图像处理软件处理放大后的电信号，得到电子视频信号，电视显像系统将反映目标红外辐射分布的电子视频信号在屏幕上显示出来，得到可见图像。在不同的应用领域，对于红外热像仪的选择有不同的要求，主要考虑因素有热灵敏度——热像仪可分辨出的最小温差（噪音等效温差）、测量精度。反应到电路上，最应注意的既是第二步电信号的放大和采样。实际上，从信号处理，到数据通信，到温度控制反馈，都有较大的精度影响因素。红外热像仪的电路框图如图所示，基本工作步骤为：FPA探测器——信号放大——信号优化——信号ADC采样——SOC/FPGA整形与预处理——信号图形及数据显示，其间伴随TEC（热电制冷器）对探测器焦平面温度的反馈控制。热像仪中需要采集的信号为面阵红外光电信号，来源于红外探测器，通过将红外光学系统采集的红外信号FPA转换为微弱电信号输出，选择OP AMP时需要注意与FPA供电类型匹配及小信号放大。根据红外热像仪的使用场合，去选择适合的运放，达到最优的放大效果和损耗最小的放大信号。运放的多项直流指标都会直接影响到总的误差值。比如，VOS、MRR、PSRR、增益误差、检测电阻容差，输入静态电流，噪声等等。需要根据实际应用的特点，择取主要误差项目评估和优化。比如 CMRR 误差可以通过减小 Bus 电压纹波优化。PSRR 误差,可以通过选用 LDO 给 OPA 供电优化。提供一个好的电源，LDO 的低噪声和纹波更利于设计，选用供电LDO。在图三中的光电信号放大处，使用了TPH250X系列的OP AMP，特点是高带宽、高转换速率、低功耗和低宽带噪声，这使得该系列运放在具有相似电源电流的轨对轨 输入/输出运放中独树一帜，是低电源电压高速信号放大的理想选择。高带宽保证了原始信号完整性，高转换速率保证了整机运算的第一步速度，低宽带噪声保证了FPGA/SOC处理的原始信号的真实性。对于制冷型红外探测器，热电制冷器必不可少，它保障了FPA探测器的焦平面工作温度温度的稳定和灵敏，对于制冷补偿的范围精度要求较高。用电压值表示外界设定的FPA工作温度，输入高精度误差运放，得出差值电压，经过放大器运算后，对FPA进行补偿，从而使FPA温度稳定。在该系统中，AD转换芯片的性能决定了FPA的相位补偿量，决定了后端红外成像的质量。根据放大后输出信号的电压范围和噪声等效温差及响应率，可以计算AD转换芯片的分辨率，此处使用了16 bit高分辨率的单通道低功耗DAC，电源电压范围为2.7V至5.5V。5v时功耗为0.45 mW，断电时功耗为1 μW。使用通用3线串行接口，操作在时钟率高达30mhz，兼容标准SPI®、QSPI™和DSP接口标准。同时满足了动态范围宽、速度快、功耗低的要求。对于一般的工业红外热像仪的补偿来说，TPC116S1已经足够。此外，对于整体的供电而言，FPGA/SOC的分级供电，电源管理芯片的选择要适当。对于运放和ADC的供电，为减小误差，需要低噪声的LDO，以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波。LDO输出电压小于输入电压，稳定性好，负载响应快，输出纹波小。具有最低的成本，最低的噪声和最低的静态电流，外围器件也很少，通常只有一两个旁路电容。而在总体的供电转换中，使用了DCDC——TPP2020，它的宽范围，保证了电源设计的简洁。内置省电模式，轻载时高效，具有内部软启动，热关断功能。DC-DC一般包括boost（升压）、buck（降压）、Boost/buck（升/降压）和反相结构，具有高效率、宽范围、高输出电流、低静态电流等特点，随着集成度的提高，许多新型DC-DC转换器的外围电路仅需电感和滤波电容，但是输出纹波大，开关噪声较大、成本相对较高，故在电源设计中，用量少且尽量避开灵敏原件，以避免对灵敏原件的干扰。红外热像仪既可以走入民用，成为各个家庭的健康小帮手，也可以是精密工业电子的好伙伴。面对不同的市场，组成它的电子元器件也有不同的选择。而不变的是，精密的设计对于真实的反映，特别是模拟器件。

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生物启发脉冲神经网络架构有望通过模拟人脑的高算力、高并行度、低功耗等特性，解决冯诺依曼架构存储墙和能效瓶颈等问题。然而，面向构建脉冲神经网络的神经形态硬件的研究尚处于探索阶段，基于传统CMOS的神经形态芯片通常需要数十个晶体管和若干电容；基于新型存储器等新原理神经元器件亦需集成额外电容或复位操作电路，且耐久性受限，难以满足高频神经元器件的信息整合处理需求。自旋电子器件具有高能效、高耐久性及更丰富的物理特性，成为神经形态硬件开发最具潜质的载体之一。 　　近日，中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室刘明院士团队基于合成反铁磁异质结构，通过界面工程有效调控磁畴壁动力学特性，在无需电容和复位电路的情况下实现了具有积累-泄露-放电-自复位特性的神经元器件及阵列。该团队提出并验证了体系焦耳热依赖的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida交换作用和内建磁场相互竞争驱动磁畴壁往复运动物理机制，有望实现高放电率(17 MHz)、低能耗(486 fJ/spike)神经元集成器件。该工作结合负微分电阻器件特性构建了“winner-takes-all”的神经元电路模块，提升了脉冲神经网络性能的同时可大幅降低网络功耗。该研究基于所开发的器件磁畴壁动力学物理模型模拟神经元行为特性，进一步构建了两层脉冲神经网络(兴奋性神经元+抑制性神经元layer)。这一体系架构对Modified National Institute of Standards and Technology(MNIST)手写数字集的基准识别率达到88.5%，为神经形态计算领域提供了硬件开发的新思路。 　　相关研究成果以Spintronic leaky-integrate-fire spiking neurons with self-reset and winner-takes-all for neuromorphic computing为题，在线发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上，并被选为“编辑亮点推荐工作”。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项等的支持。　a、b：自旋电子神经元器件磁光显微镜磁-电输运测试与磁光克尔数据图像；c、神经元器件磁滞回线；d、磁光克尔与霍尔电压信号LIFT特性。

[报告简介]法国Spin-Ion Technologies公司（中文注册名——旋离科技® ）开发了一种非常有特色的样品处理技术——对已制备的器件进行He+离子辐照，该技术可以在原子尺度上调控并提升磁性薄膜的磁性能。运用轻离子技术，通过低能量转移，可实现原子间替换的控制。其核心是改变微观结构来调控相应的磁学性质。该技术也可以在不需要物理刻蚀的条件下，通过掩模实现磁特性的横向调制。在本次报告中，将会展示一些重要的研究成果，这些成果为利用离子辐射来优化下一代自旋电子器件的性能提供了解决方案，包括控制界面各向异性、磁化、DMI、增强畴壁和斯格明子移动，降低SOT器件的临界电流和降低自旋转矩纳米振荡器（STNO）的线宽。报告将展示新的设备“Helium-S® ” 是如何实施上述的技术方案，这是一台体型小巧且快速的He+离子束工具，它能够在1英寸的晶片上提供1-30 keV的离子能量。[直播入口]您可通过扫描下方二维码，关注QuantumDesign官方视频号，届时观看直播，无需注册！扫描上方二维码，即刻观看直播！[报告时间]2022 年 6月 9 日 15:30—16:30 [主讲人介绍]Dafiné Ravelosona博士，致力于实验凝聚态物理的研究，目前是法国科学研究中心(CNRS)的研发总监，在巴黎萨克雷大学的“法国巴黎纳米科学与技术中心(C2N)”担任副总监并负责管理纳米电子学部门。他在具有垂直各向异性的磁性薄膜和器件中的畴壁动力学和自旋输运方面，以及使用离子辐照的磁性材料加工和自旋电子器件方面拥有超过20年的研究经验。同时，他也是两家初创公司的创始人，包括2017年成立的Spin-Ion Technologies公司（中文注册名——旋离科技® ），他担任CEO-CTO，该公司正在研发一种基于离子束的新型加工工艺，用以提高MRAM材料的结构性能。在这些年间，Dafiné Ravelosona博士共获得了大约10个创新奖项。 Dafiné Ravelosona博士于1995年在巴黎七大学获得博士学位。在2004至2005年间，他受邀成为硅谷的日立环球存储科技公司（HGST）研究中心的科学家。期间，他个展示了用化电流切换垂直纳米磁体这一技术。技术线上论坛：https://qd-china.com/zh/n/2004111065734

据美国物理学家组织网4月3日报道，近日，美国伊利诺伊大学研究人员宣布，他们用原子力显微镜探针检测了与富勒烯(石墨单原子层)接触点的热电效应，首次发现富勒烯晶体管在纳米尺度具有自行制冷效应，能降低自身温度。该研究成果发表在4月3日网络版的《自然纳米技术》杂志上。 　　计算机芯片的速度和尺寸大小受制于散热效果。电流通过设备材料由于碰撞而产生热，这种现象称为电阻热，这种热大大超过了给设备局部制冷的电效应，因此绝大部分电子设备都需要散热。使用硅芯片的计算机要用风扇或流水给晶体管制冷，这一过程消耗了大量的电能。 　　未来由富勒烯制造的计算机芯片，比硅芯片速度更快更省电。但由于富勒烯太薄，人们对它的发热散热机制一直不太了解。由伊利诺伊大学机械科学与工程教授威廉姆金和该校微尺度与纳米技术实验室电学与计算机工程教授埃里克波普共同领导的研究小组，用一种原子力显微镜探针(AFM tip)作为温度计，扫描了一个富勒烯—金属接头，首次测量了富勒烯晶体管在工作过程中的温度。他们发现，在富勒烯晶体管和金属接触点，热电制冷效应比电阻发热效应更强，晶体管的温度更低。 　　“在硅和大部分材料中，电热效应比它们的制冷效应要强得多。”金解释说，“但我们发现在富勒烯晶体管中，存在一个制冷效果比电阻热更强的区域，让它们能自行冷却。以前从未发现过富勒烯设备有这种自行制冷效应。”而这种自行制冷效应意味着，富勒烯电子设备不需要制冷，或只要很少的制冷，将带来更高的能效，进一步加大了富勒烯作为硅替代品的吸引力。 　　波谱表示，富勒烯电子设备还处在初级阶段，这一新发现将使它在热电方面的应用得到加强。下一步，他们打算用AFM温度探针来研究碳纳米管及其他材料的冷热效应。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2020年12月6日-7日，下一代电子信息材料与器件高峰论坛暨第三届低维材料应用与标准研讨会（LDMAS2020）在无锡召开。会议由全国纳米技术标准化技术委员会和东南大学共同主办，全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组和东南大学电子科学与工程学院、物理学院等共同承办。会议邀请了院士、杰青等60余位专家学者、企业家做专题报告。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 7日下午，大会安排了电子信息材料与器件分论坛，吸引了相关领域与会者的热烈关注。以下为部分精彩报告摘要。 /span br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/08ba07f5-e573-4935-b891-688fe90c5121.jpg" title=" 崔义.JPG" alt=" 崔义.JPG" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：中科院苏州纳米所崔义 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：基于真空互联技术的表界面科学研究 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在苏州建设的纳米真空互联实验站（Nano-X）是世界上首个按国家重大科技基础设施标准在建的集材料生长、器件加工、测试分析为一体的纳米领域大科学装置。据崔义介绍，表面催化线站自建成以来，在二维材料的原位生长以及小分子动态插层和金属氧化物模型体系开展了一系列相关工作。整个纳米真空互联实验站的材料制备及分析测试平台全面对外开放，吸引不同领域的科学家和专业人员在同一平台上，交叉融合，相互碰撞，协同创新。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " & nbsp img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/b04b74ad-4f4b-4365-bcdd-844ebc2bd3df.jpg" title=" 赵静.JPG" alt=" 赵静.JPG" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：北京理工大学赵静 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：Flexible Electronic Devices Based on Molybdenum Disulfide /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二维材料独特的高表体比、优异的电机械性能、良好的柔韧性和高透明度等特性为其在柔性电子学的广泛应用提供了可能。赵静团队以化学气相沉积方法生长的大面积单层二硫化钼为基础，研究了其柔性场效应晶体管在不同湿度、应变等条件下性能的变化。在此基础上，通过改变晶体管部分结构还可以实现信号的存储。为最终获得集传感、信号传输、存储于一体的多功能人造电子皮肤提供了基础。 /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " & nbsp img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/a0b752a7-5fa6-43e5-b1e4-ad02317fe194.jpg" title=" 何道伟.JPG" alt=" 何道伟.JPG" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：南京大学何道伟 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：二维有机半导体电子器件 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 传统液相或真空沉积的OFETs中，由于界面缺陷与陷阱，有机薄膜必须达到一定的厚度才能进行有效的电荷传输。何道伟团队利用界面调控技术，实现了单分子层二维有机薄膜晶体管，器件表现出包括超过30 cm sup 2 /sup /Vs 的本征空穴迁移率、电阻低于100 W· cm 的欧姆接触、及150 K下载流子仍保持金属性传导的特性。相对于传统的OFET，二维有机器件一方面有利于实现低接触电阻、低功耗等高性能器件，另一方面有利于研究有机半导体器件物理特性。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " & nbsp img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/453a4489-3bda-42ec-96c4-b837f310bc24.jpg" title=" L54A8100.JPG" alt=" L54A8100.JPG" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：河南大学蔡国发 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：电致变色纳米材料与柔性多功能器件 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 电致变色是指器件的光学属性在外加电场的作用下发生稳定、可逆颜色变化的现象，在智能窗、防炫目后视镜、低能耗显示身等重要光电器件领域具有广泛应用。然而，现阶段电致变色器件依然面临着光学调制范围小、变色速度慢、循环稳定差等问题。基于此，蔡国发团队通过等级多孔化和自支撑新策略，研制了光学调制范围高达 97.7%的电致变色纳米材料，是目前光学调制范围的最高纪录；发展了湿法制备大面积电致变色薄膜新技术，率先实现了大尺寸高性能电致变色器件的构建；建立了集显示、储能、变色和传感等功能于一体的多功能器件新体系，并实现了大尺寸柔性制备，将传统电致变色器件的可能应用拓展到可穿戴智能光电器件等多个领域。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/71487980-b71a-4c53-9472-59a06c75e224.jpg" title=" 曹潇潇.JPG" alt=" 曹潇潇.JPG" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：赛默飞世尔科技曹潇潇 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：Thermo Fisher Scientific Semiconductor Solution Introduction /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随着中国成为先进逻辑、存储制造和先进芯片设计的领导者，对工具的需求变得越来越重要，这些工具可以加速工艺开发速度，在上市时间和自动化方面提供高投资回报率。报告中，来自赛默飞世尔的曹潇潇分享了赛默飞世尔领先的分析工作流程，以加速半导体行业客户的研发和关键生产过程。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " & nbsp img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/55e46c08-081d-4e02-8161-55dec8e49278.jpg" title=" 李晟曼.JPG" alt=" 李晟曼.JPG" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：湖南大学李晟曼 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：基于超薄氧化铟锡的高性能低功耗电子器件 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 氧化物半导体具有宽禁带、合适的迁移率、低温制备等特点，常用在薄膜晶体管的沟道层中。近年来许多研究工作表明，氧化物半导体可以克服短沟道效应并实现高性能晶体管，同时表现出极低的静态功耗，可制备超低功耗电子器件，为开发下一代半导体提供了思路。据介绍，氧化铟锡(ITO) 是一种高电导，锡掺杂的兼并半导体，相对介电常数比铟镓锌氧化物(IGZO)或氧化锌(ZnO) 低，在实现低功耗超短沟晶体管方面具有更大潜力，结合超薄的器件结构和极好的界面质量，可实现基于氧化铟锡的低功耗高性能电子器件。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/8eeba707-2369-4135-938d-9ede28fd4965.jpg" title=" 刘衍朋.JPG" alt=" 刘衍朋.JPG" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：南京航空航天大学刘衍朋 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：异质结中转角对赝磁场的调控 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 赝磁场可诱导出零磁场朗道量子化行为和谷霍尔效应等，引起研究人员越来越多的关注。但目前赝磁场的研究仅局限于褶皱、气泡等微纳米级局部区域，大 span style=" text-indent: 2em " 面积、平面型的可控制备依然是低维量子领域的一大难题。为此，刘衍朋团队前瞻性地将六方晶格的石墨烯人为铺设到正交晶格的磷烯薄片上面，借助界面晶格失配实现诱导石墨烯的晶格扭曲形变，在实验上观测到超晶格的形成。进一步借助扫描隧道能谱证实了在较大晶格失配下石墨烯中可产生周期性波动的垂直赝磁场，而赝磁场的振幅和空间分布可通过石墨烯和磷烯间的相对转角来调节。为观测零磁场朗道量子行为和逆向指导谷电子学器件的设计铺平了道路。 /span /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " & nbsp img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/690d210a-8d34-4472-9d9e-29a81fc1ee10.jpg" title=" 刘宏微.JPG" alt=" 刘宏微.JPG" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：南京师范大学刘宏微 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：低维材料中光与物质的相互作用 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 低维材料具有许多新奇的物理现象，是研制新型光电子器件的理想材料体系。然而，如何理解这些新奇物理现象背后的物理机制并有针对性的制备高效、实用的光电子器件仍然是一个巨大的挑战。刘宏微课题组利用太赫兹光谱定性研究低维材料的载流子动力学并定量标定低维材料的光电性能，为设计、优化基于低维材料的光电器件提供精准的理论指导。进一步的，利用低维材料中丰富的太赫兹波与物质的相互作用，设计基于低维材料的可灵活调控太赫兹光场的光电器件。这类太赫兹光场调控器件可推动太赫兹波的应用，如检测角膜厚度、含水量及航空碳纤维复合材料的纤维含量、孔洞率，为医疗健康、航空安全的发展提供了技术支持。 /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " & nbsp img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/c428493c-c196-4188-a41e-defeb2048f18.jpg" title=" 1D6A7678.JPG" alt=" 1D6A7678.JPG" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：江南大学肖少庆 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：二维半导体生长与光电性能调控 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 二维原子晶体超晶格允许集成高度不同的二维层状材料而不受晶格匹配的限制，因此具有可大范围调节的电子性质，从而提供了远超现有材料的独特功能和技术应用。然而，二维原子晶体超晶格的可控制备仍具有挑战性。为此，肖少庆团队开发了一种基于温和等离子体插层的新概念解决方案，利用自主发明的温和等离子体的平行电场将O2+离子插入到TMDs的层间，进而构造出人工原子晶体分子超晶格结构。由此产生的层间间隙膨胀可以有效地隔离TMDs单层，并赋予同质超晶格如 MoS sub 2 /sub [O sub 2 /sub ]x和异质超晶格如MoS sub 2 /sub [O sub 2 /sub ]x/WS sub 2 /sub [O sub 2 /sub ]x 一些奇异的性能，例如前者的荧光增强 100 倍，后者的光电流增强100倍。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/3c517f49-796b-4ed9-83df-d97a6866189c.jpg" title=" 1D6A7720.JPG" alt=" 1D6A7720.JPG" width=" 400" height=" 267" border=" 0" vspace=" 0" / /p p br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：清华大学符汪洋 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：石墨烯生物芯片和新冠检测 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构成的低维材料。它导电性强、可弯折、耐腐蚀，有丰富的物理特性和广泛的应用前景。目前，符汪洋课题组致力于石墨烯和其它二维（2D）晶体的生物化学传感研究，希望寻找到从其独特的性能中受益的新方法。符汪洋教授从新材料、新原理、新器件等角度介绍石墨烯场生物芯片研究的新近进展，特别是这种二维材料在快速、痕量新冠检测中的应用前景。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " LDMAS2020会期两天，大会以低维材料应用与标准为主题，围绕新型半导体材料在下一代电子信息器件中的应用，共同探讨如何提前规划布局、如何政产研融合推进、如何参与和主导国内外相关标准等重要议题，从政、产、学、研多维视角的深入研讨，以期共同推动我国低维电子信息材料与器件的发展、规划及相关标准的制定。伴随着分论坛的结束，大会圆满闭幕。 /p

半导体器件存在缺陷态等无序因素，其载流子的输运往往表现为跃迁形式。半导体中的缺陷态种类较为复杂，准确认识并描述半导体器件中的载流子输运及宏观电学特性是本领域内的难点和重点。 　　低温下半导体器件所广泛表现出的非线性伏安(I-V)特性的具体物理原因是备受关注的话题之一。此前，多数研究将非线性I-V特性归因于电场对半导体材料中的电子跃迁速率的均匀调制效应。这一解释没有解决非线性输运的问题，反而引发了更激烈的争论。 　　中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室刘明院士团队从理论方面提出了载流子的“集体输运效应”(collective transport)的物理机制。该理论认为外电场所导致的非均匀分布的渗流路径生长产生了collective transport效应，进而在器件尺度上导致非线性的I-V特性。在实验方面，该团队进一步在聚合物器件中，通过巧妙控制半导体的维度实现了对器件渗流阈值的控制，在此基础上通过对器件I-V非线性程度的控制直接证实了非线性输运来源于collective transport这一假设。该工作实现了关于上述话题互存争议的各种假设的统一，为发展操控半导体器件I-V特性的方法提供了理论依据。 　　相关研究成果以Collective Transport for Nonlinear Current-Voltage characteristics of Doped Conducting Polymers为题，发表在《物理评论快报》【Physical Review Letters 130, 177001 (2023)】上。a.collective transport模型，b.电场驱动渗流路径的形成，c.实验观测到维度控制的非线性输运，d.基于collective transport理论仿真维度控制的非线性输运。