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薄膜与薄板

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薄膜与薄板相关的资讯

  • 我国牵头修订的ISO 7799《金属材料 薄板和薄带 反复弯曲试验方法》在ISO/TC164/SC2正式立项
    7月12日,由中国专家提出的ISO 7799《金属材料 薄板和薄带 反复弯曲试验方法》国际标准修订项目在ISO/TC164/SC2“金属力学试验/延性试验”分技术委员会正式立项。ISO 7799:1985《金属材料 薄板和薄带 反复弯曲试验方法》适用于厚度等于或小于3mm的金属薄板和薄带反复弯曲塑性性能的测定,运行至今已近40年,在电工钢行业、铝合金行业和包装用钢带行业被广泛采用。本次修订主要计划增加关于拨杆狭缝宽度的规定,更改关于试样宽度和长度的条款,同时基于操作便利性和塑性变形性能差异材料的不同断裂特征,对试验终止判据条款进行细化。该国际标准由武汉钢铁有限公司和深圳信测标准技术服务股份有限公司提出修订,是继我国牵头修订ISO 7801《金属材料 线材 反复弯曲试验方法》后,继续牵头修订的金属材料薄板和薄带反复弯曲试验方法标准,该标准的成功立项也进一步提升了我国在金属材料力学试验领域标准化工作的国际影响力。
  • 薄膜拉伸强度测试仪如何区分弹性变形和塑性变形
    在薄膜拉伸强度测试中,准确区分弹性变形和塑性变形对于材料工程师、物理学家以及产品开发者而言,是至关重要的一环。这两种变形类型不仅决定了材料的基本性能,还直接关系到产品的使用寿命和安全性。本文旨在深入探讨薄膜拉伸强度测试中弹性变形与塑性变形的区分方法,以及它们在材料科学领域的应用。一、弹性变形与塑性变形的基本概念弹性变形,指的是材料在外力作用下产生变形,当外力消失时能够恢复到原始形状和尺寸的现象。这种变形是可逆的,不涉及材料的内部结构变化。而塑性变形则是指材料在外力作用下产生变形后,即使外力消失也不能完全恢复到原始形状和尺寸的现象。塑性变形是不可逆的,通常伴随着材料内部结构的改变。二、薄膜拉伸强度测试中的变形观察在薄膜拉伸强度测试中,我们可以通过观察材料的应力-应变曲线来区分弹性变形和塑性变形。在弹性变形阶段,应力与应变之间呈线性关系,即应力增加时,应变也按一定比例增加。当应力达到弹性极限时,材料开始进入塑性变形阶段,此时应力-应变曲线呈非线性关系,应变继续增加但应力增长缓慢或不再增长。三、区分弹性变形与塑性变形的具体方法应力-应变曲线分析:如前所述,通过分析应力-应变曲线的形状和变化,可以判断材料是否进入塑性变形阶段。在弹性变形阶段,曲线呈直线状;而在塑性变形阶段,曲线则呈现弯曲或平坦的趋势。卸载试验:在拉伸测试过程中,当材料达到一定的应力水平时,可以突然卸载并观察材料的恢复情况。如果材料能够迅速恢复到原始长度,则说明之前的变形主要是弹性变形;如果材料不能完全恢复,则说明存在塑性变形。残余应变测量:在拉伸测试结束后,通过测量材料的残余应变可以判断塑性变形的程度。残余应变越大,说明塑性变形越显著。四、弹性变形与塑性变形在材料科学中的应用材料选择:了解材料的弹性变形和塑性变形特性有助于选择合适的材料以满足特定需求。例如,在需要高弹性的场合(如橡胶制品),应选择弹性变形能力强的材料;而在需要承受大变形而不破裂的场合(如金属薄板),则应选择塑性变形能力强的材料。产品设计:在产品设计过程中,考虑到材料的弹性变形和塑性变形特性,可以优化产品结构以提高其性能和安全性。例如,在设计弹性元件时,需要充分利用材料的弹性变形能力;而在设计承力结构时,则需要考虑材料的塑性变形特性以确保结构的稳定性和安全性。质量控制:通过测量材料的弹性模量、屈服强度等力学性能指标,可以评估材料的性能是否满足要求。同时,通过观察材料的变形行为(如弹性变形和塑性变形)可以判断材料是否存在缺陷或质量问题。五、结论在薄膜拉伸强度测试中准确区分弹性变形和塑性变形对于材料科学领域具有重要意义。通过分析应力-应变曲线、进行卸载试验和测量残余应变等方法可以判断材料的变形类型。了解材料的弹性变形和塑性变形特性有助于选择合适的材料、优化产品设计和提高产品质量。未来随着材料科学的发展和技术的进步相信我们将能够更加深入地理解材料的变形行为并开发出更多高性能的材料。
  • 速普仪器取得光电版薄膜应力仪国产化突破
    近日,深圳市速普仪器有限公司在西安交通大学创新港校区顺利交付光电版薄膜应力测量仪FST2000。该项目系速普仪器今年继安徽某OLED显示屏公司和宁波大学两套已交付后的第三套FST2000,另外还有三套待交付及若干套即将执行采购。成功实现业界主流光电版薄膜应力仪的国产化替代。 薄膜应力作为半导体制程、MEMS微纳加工、光电薄膜镀膜过程中性能测试的必检项,其测试的精度、重复性、效率等因素为业界所重点关注。对应产品目前业界有两种主流技术流派:1)以美国FSM、KLA、TOHO为代表的双激光波长扫描技术(线扫模式),尽管是上世纪90年代技术,但由于其简单高效,适合常规Fab制程中进行快速QC,至今仍广泛应用于相关工厂。2)以美国kSA为代表的MOS激光点阵技术(2000年代技术,曾获业界R&D100大奖),抗环境振动干扰,精于局部区域内应力测量,这在研究局部薄膜应力均匀分布具有特定意义。做一个比喻,丘陵地貌,尽管整体平均地面是平整的,但是局部是起伏的。因此,第一种路线线扫模式主要测量晶圆薄膜整体平均应力,监控工序工艺的重复性有意义。但在监控或精细分析局部薄膜应力,第二种激光点阵技术路线具有特殊优势,比如在MEMS压电薄膜的应力和缺陷监控。作为国内同类产品的唯一供货商,速普仪器创造性的提出同时兼容测试效率和细节精度的方案,即激光点阵Mapping面扫模式(适合分析局部应力分布)和L-D线扫模式(适合快速QC质检)。并采用具有自主知识产权(CN201911338140.9)的新型光路设计(更简单可靠)。FST2000薄膜应力仪采用经典的激光曲率法,利用5×5激光点阵对样品表面进行扫描测量,自动获取样品表面曲率半径数值,并自动代入内置Stoney公式获取薄膜应力数值。FST2000薄膜应力测试范围:5MPa-5GPa;曲率半径/薄膜应力重复精度:<1%(曲率半径<20m),<3%(曲率半径<100m);扫描步长:Min. 0.1mm;扫描数据点:Max. 1万点;可视化2D/3D显示。另外,针对不平整表面样品,本仪器具有对减功能模式,即镀膜前后数据点阵根据坐标点逐点对减获得真实薄膜曲率半径和应力分布,通过数据处理校正样品原始表面不平整的影响。同时,本仪器还具有直观且简单的操作界面。本地化技术团队能够提供便捷的售后服务。 深圳市速普仪器有限公司简介:
  • 日立UH4150再次携手光学薄膜专业软件Macleod培训班
    作为光学薄膜测量专业光度计生产商,日立高新于2016年7月22日再次携手光学薄膜设计软件Essential Macleod在中国的独家代理讯技光电科技(上海)有限公司,参加了台湾国立中央大学李正中教授主讲的“薄膜光学与镀膜技术培训班”。此次培训班吸引了全国各地的知名薄膜制造企业,以及中科院和高效的专家学者参与。   日立高新发表了题为《日立UV-VIS-NIR光度计-光学薄膜测量实例和技巧》的报告,介绍了光学器件专用测量仪器UH4150型紫外-可见-近红外分光光度计在此行业的多种应用方案及测量技巧。方案包括棱镜、偏振片、透镜、镜片、各种微小样品、大型建筑玻璃、以及成品镜头等。   UH4150是专业的光学测量仪器,Macleod是中国市场占有率第一的光学薄膜设计软件。日立光度计uds格式数据可直接导入Macleod软件,避免了手动载入的误差和麻烦。日立和讯技公司联手,将硬件和软件结合,为客户同时提供专业的成套解决方案,对客户有重要的意义。 关于日立紫外/可见/近红外分光光度计UH4150,请点击链接:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C185793.htm关于日立高新技术公司:日立高新技术公司,于2013年1月,融合了X射线和热分析等核心技术,成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术,精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新,因此公司变为日立高新的子公司,同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学,扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料,产品线更丰富的日立高新技术集团,将继续引领科学领域的核心技术。更多信息敬请关注:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/
  • 薄膜摩擦系数仪执行标准GB 10006与ASTM D1894有什么区别
    薄膜摩擦系数仪是一种用于测量塑料薄膜和薄片摩擦系数的设备,它在食品、日化、生活用纸、包装材料等领域具有广泛的应用。在进行摩擦系数测试时,通常会参照不同的标准,其中GB 10006和ASTM D1894是两个常用的标准。这两个标准在测试方法、试样制备、试验要求等方面存在一些差异。GB 10006标准的特点:试样尺寸:GB 10006要求适用于厚度在0.2mm以下的塑料薄膜和薄片,试样尺寸为长20cm宽8cm,滑块试验要取63mm×63mm。试验装置:要求滑块底面边长63mm,面积40cm² ,包括试样在内的滑块总质量为200±2g。试验平台要求选用非磁性材料,且表面平滑。测力系统:要求整个测力系统的总误差(精度)应小于±2%,且在测力系统一侧要安装弹簧,以便准确找出最大静摩擦力。试验速度:要求试验速度为100mm/min。测量判断:国标一般采取力的第一个峰值为静摩擦力Fs,两试样相对移动6cm内的力的平均值为动摩擦力。ASTM D1894标准的特点:试样尺寸:ASTM D1894规定每对试样中,粘附在水平试验台上的试样长250mm,宽13mm。试验装置:除了要求非磁性材料和表面平滑外,还提出高于23℃试验条件下的摩擦系数测定水平试验台装置需要具有加热控温功能。测力系统:ASTM D1894中没有关于弹簧的规定,但建议用柔性材料作牵引。试验速度:要求速度为150mm/min。测量判断:美国ASTM D1894规定为13cm,与GB 10006存在差异。主要区别:GB 10006和ASTM D1894在试样尺寸、试验装置要求、测力系统配置、试验速度以及测量判断等方面有所不同。ASTM D1894只允许薄膜对薄膜的测量,而GB 10006/ISO 8295还允许薄膜对其他材料(如金属或玻璃)的测量。GB 10006-2021标准在2021年10月1日实施,除了常规速度要求外还提出了500mm/min的速度要求,这一点需格外注意。在选择薄膜摩擦系数仪时,需要根据具体的测试需求和应用场景,选择合适的标准进行测试,并确保测试设备能够满足这些标准的要求。同时,随着技术的发展,现代摩擦系数测试仪通常能够实现更高的精度,甚至超出标准提出的精度要求,为用户提供更准确的测试结果。
  • 布鲁克海文实验室与洛斯阿拉莫斯共同研发透明纳米薄膜
    美国能源部布鲁克海文国家实验室(Brookhaven)和洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos)于近日宣称,其研究结果表明透明薄膜具有在相对较大面积内吸收光并生产电荷的能力。同时,两家实验室的专家还在《化学材料》(Chemistry of Materials) 期刊上发表了相关文章,称此材料可用于生产透明太阳能电池板或太阳能窗户,从而在实际应用中将吸收的太阳能转换至可使用电力。 六边形的边密集地排列,可吸收强烈光线,也可以方便地进行发电   据称,此种材料是在半导体聚合物中注入富含丰富碳元素的富勒烯(fullerenes)而制成的。在监控条件下,这种材料可以在数微米大的面积上进行自组装并形成如蜂窝状的可重复网格。此蜂窝薄膜是在聚合物/富勒烯混合溶液中滴入微米大小的水滴使其遍布溶液表层而制成的。随着溶剂的蒸发,此聚合物逐渐形成六角型图案,即蜂巢状外观。   “虽然这种蜂窝状图案的薄膜此前曾使用聚苯乙烯等传统聚合物进行制作,但此文章首次提出半导体及富勒烯的混合材料可以有效地吸收光线、产生电荷并进行分离电荷。”布鲁克海文国家实验中心的功能纳米材料首席科学家及物理化学家米尔恰• 科特勒特表示(Mircea Cotlet)。   “此外,由于这种材料的聚合物链只在六角形的边缘处分布稠密,而其余的中心面积则分布非常薄且相对松散,因此其具有较高的透明性。分布稠密的边角处可以更容易地吸收光线并同时促进发电,而中心地带则由于无法吸收足够光线而保持相对透明。”   据CFN材料科学家Xu Zhihua先生表示,此大面积图案可应用在许多方面用来生产能源,包括太阳能窗户、透明太阳能电池板及光显示等。   此蜂窝结构的一致性已被诸多扫描探针和电子显微镜方法验证。此外,结构中的边缘位置、蜂窝中心及网格节点处的光学性质和生产电荷,也已经过共聚焦荧光时间分辨荧光显微镜的测试。   “溶剂蒸发速率越慢,所产出的聚合物就越紧凑,电荷传输效果也就越好,” 科特勒特在讨论聚合物的形成时指出,他还表示,材料的成型程度取决于溶剂的蒸发速率,同时也就决定了材料的电荷传输速率。   科特勒特总结道:“我们的工作使我们更深入地了解了蜂窝结构的光学特性。下一步将是使用这些蜂窝薄膜来制作透明柔性有机太阳能电池及其他设备。”
  • 越联仪器C位出征第十九届上海国际胶带与薄膜展览会
    越联仪器C位出征第十九届上海国际胶带与薄膜展览会我司三大事业部携新品小型冷热冲击试验箱、恒温恒湿试验箱、影像测量仪、剥离力试验机、高精度泡棉压缩电阻测试仪、高温保持力试验机、泡棉落球冲击能量试验机、滚球初粘性测试仪出征展会,在此我们诚挚邀请您前来我们展台参观交流,感谢您的支持和关注!第十九届上海国际胶带与薄膜展览会(APFE2023)—— 全球胶带与薄膜专业展开创者 (始创于2007年)—— 胶粘新材与功能薄膜全球产业发展风向标 “上海国际胶带与薄膜展览会”与“上海国际模切展览会”简称「APFE」,两展结合起来共同搭建起了胶粘新材与功能薄膜行业国际性的商贸及技术交流平台,成为当今全球胶带与薄膜行业不二之选的行业盛会。「APFE」每年一届定期上海举行,每届均受到行业中众多世界500强企业的支持与参与,也充分表明「APFE」平台在业界的知名度和强大品牌影响力! 「APFE」于2007年全球首创举办以来,以胶带和薄膜的材料、技术、设备作为组织标准,系统地呈现出完整的产业链,并成功地吸引了亚洲乃至全球客商的瞩目,为国际间制造商与买家参与、接触中国的市场发展包括贸易往来,发挥出极为重要的桥梁作用。 「APFE」以胶粘新材(胶粘带、保护膜、粘性标签、离型材料),功能膜材(软包装膜,光电/光学膜,玻璃/屏用膜、新能源膜等功能性薄膜),以及模切材料(发泡材料、屏蔽/导热、绝缘/导电、防水/密封、减震/缓冲等卷材/可模切材料)三个板块组成。依托53,000平米强大规模阵容,全面布局2个大展馆(1.1H,2.1H),将聚集国内外900+品牌企业,一站式揽尽各类胶粘新材、功能膜材与模切材料以及相关制造加工技术设备,为逾39,500名来自国内外的应用端行业以及模切加工商、代理/经销商等专业买家提供商贸与技术交流平台。第十九届上海国际胶带与薄膜展览会& 第十九届上海国际模切展览会展览地点:上海国家会展中心 》展览总面积拟定为:53,000平方米展览日期:2023年6月19-21日 》09:00-17:00主办单位:上海富亚展览有限公司口号理念:胶带世界,薄膜天下
  • 分子束外延占主流——共享化合物半导体薄膜沉积与外延设备盘点
    随着半导体市场,,特别是化合物半导体市场的逐步开放和增长,作为化合物半导体研发中相关材料制备的关键仪器,MBE、MOCVD等薄膜沉积与外延设备的市场也在逐年增长和扩大中,不论是海外品牌还是国产品牌,近几年的市场规模都在逐年扩大。由于高校的管理模式及制度,这些仪器设备大多养在“深闺”,大量科研资源潜能没有得到充分发挥。为解决这个问题并加速释放科技创新的动能,中央及各级政府在近几年来制订颁布了关于科学仪器、科研数据等科技资源的共享与平台建设文件。2021年1月22日,科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知(国科发基〔2020〕342号)》,全国众多高校和科研院所将各种科学仪器上传共享。其中,对化合物半导体薄膜沉积与外延设备的统计分析或可一定程度反映科研领域相关仪器的市场信息(注:本文搜集信息来源于重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台,部分仪器品牌信息不全则根据型号等信息补全,不完全统计分析仅供读者参考)。共享化合物半导体薄膜沉积与外延设备分布北京市共享化合物半导体薄膜沉积与外延设备分布本次统计,共涉及化合物半导体薄膜沉积与外延设备的总数量为184台,涉及23省(直辖市/自治区),73家单位。其中,北京市共享设备数量最多达64台,占比35%,涉及14所高校院所,北京如此高的占比主要是由于其科研院所较多,产品也主要用于科研领域。共享仪器平台主要来自科研用户上传并服务于科研用户,也因此该类仪器设备主要分布于科研院所众多的北京市。从北京市的分布情况来看,其主要分布于高校集中的海淀区,该地区共有60台共享设备。化合物半导体材料制备设备主要有MBE和MOCVD。从统计中可以看出,MBE在科研领域中的占比较大,高达73%,MOCVD占比为21%。MBE由于其外延生长时间长,大批量生产性差,对真空条件要求高,目前还无法大规模用于工业化生产中,又由于其可原位观察单晶薄膜的生长过程等优势,主要用于进行生长机制的研究,图中比例仅代表科研领域中的分布情况。虽然MBE成膜质量好,但生产效率低,因此在工业领域中,MOCVD占据主流。不过近年来,众多厂商和科研人员一直在致力于MBE技术的产业化,信息显示,北京意莎普科技发展中心有限公司近年来在推进MBE分子束外延片研发及产业化建设项目。还有知情人士称,深圳地区有人做相关产业化,一次性买入几十台MBE,做2寸的晶圆,做出来多少,就有人收多少。相关仪器设备所属学科领域分布从仪器所属学科领域分布可以看出,这些仪器设备主要用于物理学和材料科学研究,占比分别为36%和32%。需要注意的是,以上统计存在交叉分布的情况,即该仪器同时属于多类学科领域,实际上材料科学和物理学研究具有很大的重合度。化合物半导体薄膜沉积与外延设备TOP5品牌MOCVD设备中Aixtron占比那么这些仪器主要有哪些品牌呢?整体来看,化合物半导体薄膜沉积与外延设备中,沈阳科仪、Aixtron和Omicron占比最高,其中沈阳科仪MBE和MOCVD产品均有涉及,Aixtron则聚焦MOCVD设备,Omicron聚焦MBE产品。MBE产品的品牌占比可参考【这类仪器本土品牌在崛起——全国共享MBE盘点】。进一步统计分析了MOCVD的品牌构成,发现MOCVD主要以德国Aixtron的产品为主,占比高达49%。需要注意的是德国Aixtron集团在英国有子品牌Thomas Swan,本次统计未归入Aixtron中。Aixtron是一家总部位于德国的欧洲技术公司,专门为半导体行业的客户制造金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备。2016年10月,中国福建大芯片投资基金LP希望收购Aixtron,但德国经济部撤回了对该收购的批准。Axitron与SemiLEDs在2009年5月就合作开发出6寸蓝光LED芯片,在6x6寸AIX 2800G4 HT MOCVD反应炉的结构上,产量增加约30%(相较于传统42x2-inch的架构),不但均匀性较好,也减少了边缘效应。不过就现阶段而言,大多数的困难仍然在于6寸的基板价格偏高与外延片切割技术的挑战。AIXTRON公司最先进的独特的行星转盘技术应用在大型G4 2800HT 42*2”以及Thomas Swan(1999年被AIXTRON收购) CCS Crius 30*2” MOCVD系统,使得Aixtron的MOCVD设备被公认为世界上技术和商业价值最完美的结合。设备品牌所属国家分布那么这些仪器主要来自于哪些国家呢?统计结果表明,此类产品以德国品牌居多,占比达32%,其次为国产品牌,可以看出中国产品正在崛起。本次统计主要涉及牛津、Aixtron、Thomas Swan、沈阳科仪、Emcore、中科宏微、Veeco、Omicron、TSST、SPECS、MBE-Komponenten GmbH、DCA、VG、Unisoku、SVTA、国成仪器、RIBER、Neocera、大连齐维科、上海实路、KurJ.Lesker、青岛精诚华旗、湖南顶立、EPGRESS等品牌。
  • 【好书推荐】薄膜晶体管液晶显示(TFT LCD)技术原理与应用
    内容简介  薄膜晶体管液晶显示产业在中国取得了迅猛的发展,每年吸引着大量的人才进入该产业。本书基于作者在薄膜晶体管液晶显示器领域的开发实践与理解,并结合液晶显示技术的最新发展动态,首先介绍了光的偏振性及液晶基本特点,然后依次介绍了主流的广视角液晶显示技术的光学特点与补偿技术、薄膜晶体管器件的SPICE模型、液晶取向技术、液晶面板与电路驱动的常见不良与解析,最后介绍了新兴的低蓝光显示技术、电竞显示技术、量子点显示技术、Mini LED和Micro LED技术及触控技术的原理与应用。作者简介  邵喜斌博士从20世纪90年代初即从事液晶显示技术的研究工作,先后承担多项国家863计划项目,研究领域涉及液晶显示技术、a-Si 及p-Si TFT技术、OLED技术和电子纸显示技术,在国内外发表学术论文100多篇,获得专利授权150余项,其中海外专利40余项。曾获中国科学院科技进步二等奖、吉林省科技进步一等奖、北京市科技进步一等奖。目录封面版权信息内容简介序前言第1章 偏振光学基础与应用1.1 光的偏振性1.1.1 自然光与部分偏振光1.1.2 偏振光1.2 光偏振态的表示方法1.2.1 三角函数表示法1.2.2 庞加莱球图示法1.3 各向异性介质中光传播的偏振性1.3.1 反射光与折射光的偏振性1.3.2 晶体的双折射1.3.3 单轴晶体中的折射率1.4 相位片1.4.1 相位片的定义1.4.2 相位片在偏光片系统中1.4.3 相位片的特点1.4.4 相位片的分类1.4.5 相位片的制备与应用1.5 波片1.5.1 快轴与慢轴1.5.2 λ/4波片1.5.3 λ/2波片1.5.4 λ波片1.5.5 光波在金属表面的反射1.5.6 波片的应用参考文献第2章 液晶基本特点与应用2.1 液晶发展简史2.1.1 液晶的发现2.1.2 理论研究2.1.3 应用研究2.2 液晶分类2.2.1 热致液晶2.2.2 溶致液晶2.3 液晶特性2.3.1 光学各向异性2.3.2 电学各向异性2.3.3 力学特性2.3.4 黏度2.3.5 电阻率2.4 液晶分子合成与性能2.4.1 单体的合成2.4.2 混合液晶2.4.3 单体液晶分子结构与性能关系2.5 混合液晶材料参数及对显示性能的影响2.5.1 工作温度范围的影响2.5.2 黏度的影响2.5.3 折射率各向异性的影响2.5.4 介电各向异性的影响2.5.5 弹性常数的影响2.5.6 电阻率的影响2.6 液晶的应用2.6.1 显示领域应用2.6.2 非显示领域应用参考文献第3章 广视角液晶显示技术3.1 显示模式概述3.2 TN模式3.2.1 显示原理3.2.2 视角特性3.2.3 视角改善3.2.4 响应时间影响因素与改善3.3 VA模式3.3.1 显示原理3.3.2 视角特性3.3.3 视角改善3.4 IPS与FFS模式3.4.1 显示原理3.4.2 视角特性3.5 偏光片视角补偿技术3.5.1 偏振矢量的庞加莱球表示方法3.5.2 VA模式的漏光补偿方法3.5.3 IPS模式的漏光补偿方法3.6 响应时间3.6.1 开态与关态响应时间特性3.6.2 灰阶之间的响应时间特性3.7 对比度参考文献第4章 薄膜晶体管器件SPICE模型4.1 MOSFET器件模型4.1.1 器件结构4.1.2 MOSFET器件电流特性4.1.3 MOSFET器件SPICE模型4.2 氢化非晶硅薄膜晶体管器件模型4.2.1 a-Si:H理论基础4.2.2 a-Si:H TFT器件电流特性4.2.3 a-Si:H TFT器件SPICE模型4.3 LTPS TFT器件模型4.3.1 LTPS理论基础4.3.2 LTPS TFT器件电流特性4.3.3 LTPS TFT器件SPICE模型4.4 IGZO TFT器件模型4.4.1 IGZO理论基础4.4.2 IGZO TFT器件电流特性4.4.3 IGZO TFT器件SPICE模型4.5 薄膜晶体管的应力老化效应参考文献第5章 液晶取向技术原理与应用5.1 聚酰亚胺5.1.1 分子特点5.1.2 聚酰亚胺的性能5.1.3 聚酰亚胺的合成5.1.4 聚酰亚胺的分类5.1.5 取向剂的特点5.2 取向层制作工艺5.2.1 涂布工艺5.2.2 热固化5.3 摩擦取向5.3.1 工艺特点5.3.2 摩擦强度定义5.3.3 摩擦取向机理5.3.4 预倾角机理5.3.5 PI结构对VHR和预倾角的影响5.3.6 摩擦取向的常见不良5.4 光控取向5.4.1 取向原理5.4.2 光控取向的光源特点与影响参考文献第6章 面板驱动原理与常见不良解析6.1 液晶面板驱动概述6.1.1 像素结构与等效电容6.1.2 像素阵列的电路驱动结构6.1.3极性反转驱动方式6.1.4 电容耦合效应6.1.5 驱动电压的均方根6.2 串扰6.2.1 定义与测试方法6.2.2 垂直串扰6.2.3 水平串扰6.3 闪烁6.3.1 定义与测试方法6.3.2 引起闪烁的因素6.4 残像6.4.1 定义与测试方法6.4.2 引起残像的因素参考文献第7章 电路驱动原理与常见不良解析7.1 液晶模组驱动电路概述7.1.1 行扫描驱动电路7.1.2 列扫描驱动电路7.1.3 电源管理电路7.2 眼图7.2.1 差分信号7.2.2 如何认识眼图7.2.3 眼图质量改善7.3 电磁兼容性7.3.1 EMI简介7.3.2 EMI测试7.3.3 模组中的EMI及改善措施7.4 ESD与EOS防护7.4.1 ESD与EOS产生机理7.4.2 防护措施7.4.3 ESD防护性能测试7.4.4 EOS防护性能测试7.5 开关机时序7.5.1 驱动模块的电源连接方式7.5.2 电路模块的时序7.5.3 电源开关机时序7.5.4 时序不匹配的显示不良举例7.6 驱动补偿技术7.6.1 过驱动技术7.6.2 行过驱动技术参考文献第8章 低蓝光显示技术8.1 视觉的生理基础8.1.1 人眼的生理结构8.1.2 感光原理说明8.1.3 光谱介绍8.2 蓝光对健康的影响8.2.1 光谱各波段光作用人眼部位8.2.2 蓝光对人体的影响8.3 LCD产品如何防护蓝光伤害8.3.1 LCD基本显示原理8.3.2 低蓝光方案介绍8.3.3 低蓝光显示器产品参考文献第9章 电竞显示技术9.1 电竞游戏应用瓶颈9.1.1 画面拖影9.1.2 画面卡顿和撕裂9.2 电竞显示器的性能优势9.2.1 高刷新率9.2.2 快速响应时间9.3 画面撕裂与卡顿的解决方案9.4 电竞显示器认证标准9.4.1 AMD Free-Sync标准9.4.2 NVIDA G-Sync标准参考文献第10章 量子点材料特点与显示应用10.1 引言10.2 量子点材料基本特点10.2.1 量子点材料独特效应10.2.2 量子点材料发光特性10.3 量子点材料分类与合成10.3.1 Ⅱ-Ⅵ族量子点材料10.3.2 Ⅲ-Ⅴ族量子点材料10.3.3 钙钛矿量子点材料10.3.4 其他量子点材料10.4 量子点显示技术10.4.1 光致发光量子点显示技术10.4.2 电致发光量子点显示技术参考文献第11章 Mini LED和Micro LED原理与显示应用11.1 概述11.2 LED发光原理11.2.1 器件特点11.2.2 器件电极的接触方式11.2.3 器件光谱特点11.3 LED直显应用特点11.3.1 尺寸效应11.3.2 外量子效应11.3.3 温度效应11.4 巨量转移技术11.4.1 PDMS弹性印章转移技术11.4.2 静电吸附转移技术参考文献第12章 触控技术原理与应用12.1 触控技术分类12.1.1 从技术原理上分类12.1.2 从显示集成方式上分类12.1.3 从电极材料上分类12.2 触控技术原理介绍12.2.1 电阻触控技术12.2.2光学触控技术12.2.3 表面声波触控技术12.2.4 电磁共振触控技术12.2.5 电容触控技术12.3 投射电容触控技术12.3.1 互容触控技术12.3.2 自容触控技术12.3.3 FIC触控技术12.4 FIC触控的驱动原理12.4.1 电路驱动系统架构12.4.2 FIC触控屏的两种驱动方式12.4.3 触控通信协议12.4.4 触控性能指标参考文献附录A MOSFET的Level 1模型参数附录B a-Si:H TFT的Level 35模型参数附录C LTPS TFT的Level 36模型参数附录D IGZO TFT的Level 301模型参数(完善中)反侵权盗版声明封底
  • 薄膜摩擦系数仪新标准与旧标准在测试原理上的改进与新增测试方法
    在材料科学与工程领域,薄膜摩擦系数仪作为评估薄膜材料表面摩擦性能的关键设备,其测试标准的更新对于提高产品质量、优化工艺流程以及推动科技创新具有重要意义。近年来,随着科技的进步和测试需求的多样化,薄膜摩擦系数仪的测试标准也经历了从旧到新的演变。本文将从测试原理的角度,详细探讨新标准相比旧标准在测试原理上的改进及新增的测试方法。一、测试原理的基础变革1.1 传统测试原理的局限性旧标准下的薄膜摩擦系数仪主要基于库仑摩擦定律,即摩擦力与正压力成正比,与接触面积无关。这种传统的测试方法通过测量试样在摩擦过程中的摩擦力与正压力之比来计算摩擦系数,方法简单直接,但存在诸多局限性。例如,它难以全面反映薄膜材料在不同条件下的摩擦行为,特别是动态和复杂工况下的性能表现。1.2 新标准引入的先进测试原理新标准则引入了更为先进的测试原理,如动态摩擦测试、静态摩擦测试、滑动摩擦测试以及旋转摩擦测试等。这些新方法不仅丰富了测试手段,还提高了测试的全面性和准确性。动态摩擦测试能够模拟材料在实际使用过程中的动态摩擦行为,静态摩擦测试则关注材料在静止状态下的摩擦特性,而滑动摩擦测试和旋转摩擦测试则分别适用于不同类型的摩擦场景,为薄膜材料的摩擦性能评估提供了更多维度的数据支持。二、新增测试方法的详细解析2.1 动态摩擦测试动态摩擦测试是新标准中新增的重要测试方法之一。它通过模拟材料在实际使用中的动态摩擦过程,如包装膜在包装机械中的运动状态,来评估材料的动态摩擦性能。这种方法能够更真实地反映材料在实际工况下的摩擦行为,为产品的设计和优化提供更为可靠的依据。2.2 静态摩擦测试静态摩擦测试则关注材料在静止状态下的摩擦特性。它通过在试样与对磨副之间施加一定的正压力并保持相对静止,然后逐渐增加水平力直至试样开始滑动,来测量静态摩擦系数。这种方法对于评估材料的启动阻力和稳定性具有重要意义,特别是在需要精确控制摩擦力的场合,如精密机械和电子设备中。2.3 滑动摩擦测试与旋转摩擦测试滑动摩擦测试和旋转摩擦测试是两种常见的摩擦测试方法,它们在旧标准中已有应用,但在新标准中得到了进一步的优化和完善。滑动摩擦测试通过使试样在水平面上做直线运动来测量滑动摩擦系数,适用于评估材料的滑动性能和耐磨性。而旋转摩擦测试则通过使试样与旋转的摩擦轮接触并相对运动来测量旋转摩擦系数,这种方法更适用于评估材料在旋转部件中的摩擦性能。三、测试原理改进带来的优势3.1 提高测试的全面性和准确性新标准引入的先进测试原理和新增的测试方法使得薄膜摩擦系数仪的测试能力得到了显著提升。它不仅能够更全面地评估材料的摩擦性能,还能够提供更准确、更可靠的测试数据。这对于材料科学的研究和工程应用具有重要意义。3.2 促进技术创新和产业升级随着测试原理的改进和测试方法的丰富,薄膜摩擦系数仪在材料研发、产品设计、工艺优化等方面将发挥更加重要的作用。它不仅能够为科研人员提供更为精准的测试数据支持,还能够促进技术创新和产业升级,推动相关行业向更高质量、更高效率的方向发展。3.3 提升产品质量和市场竞争力通过采用新标准进行测试,企业可以更加准确地评估其产品的摩擦性能,从而在生产过程中采取相应的改进措施以提升产品质量。高质量的产品不仅能够满足用户的实际需求,还能够提升企业的市场竞争力,为企业带来更大的经济效益和社会效益。四、结论与展望综上所述,薄膜摩擦系数仪新标准相比旧标准在测试原理上进行了显著的改进和新增了多种测试方法。这些改进不仅提高了测试的全面性和准确性,还促进了技术创新和产业升级。未来,随着科技的不断进步和测试需求的不断变化,薄膜摩擦系数仪的测试标准还将继续发展和完善。我们期待在不久的将来能够看到更多先进的测试原理和方法被引入到这一领域中来,为材料科学的研究和工程应用提供更加全面、准确和高效的测试支持。
  • ETT-01电子拉力试验机除了可以测试薄膜的拉伸强度还能测试薄膜的哪些性能
    在当今这个科技日新月异的时代,薄膜材料因其优良的物理和化学特性,在包装、医疗、电子等众多领域得到了广泛应用。然而,如何准确评估薄膜的各项性能,确保其在各种应用场景下的可靠性,成为了摆在科研人员和生产企业面前的重要课题。幸运的是,ETT-01电子拉力试验机的出现,为薄膜性能的全面检测提供了强大的支持。ETT-01电子拉力试验机,作为一款专业的力学性能测试设备,不仅可以测试薄膜的拉伸强度,更能深入探索薄膜的剥离强度、断裂伸长率、热封强度、穿刺力等多项关键性能。这些性能参数对于评估薄膜的耐用性、密封性以及在实际应用中的表现至关重要。首先,剥离强度是衡量薄膜材料间粘附力的重要指标。通过ETT-01的精确测试,我们可以了解到薄膜与不同材料之间的粘附性能,为产品设计和生产工艺提供有力依据。其次,断裂伸长率是反映薄膜材料在受到外力作用时变形能力的关键参数。ETT-01能够准确测量薄膜在拉伸过程中的伸长率,帮助我们判断薄膜的柔韧性和抗拉伸能力。此外,热封强度也是薄膜性能中不可忽视的一环。ETT-01电子拉力试验机能够模拟薄膜在实际应用中的热封过程,测量热封后的强度,确保薄膜在包装、密封等应用场景下具有良好的密封性能。值得一提的是,ETT-01电子拉力试验机还具备测试薄膜穿刺力的功能。通过模拟实际使用中可能出现的穿刺情况,我们可以评估薄膜的抗穿刺能力,为产品设计和质量控制提供重要参考。除了以上提到的性能参数外,ETT-01电子拉力试验机还能测试薄膜的压缩、折断力等多项性能,实现对薄膜性能的全面解析。这一功能的实现,得益于ETT-01的高精度测试系统和先进的位移控制技术。通过这些技术手段,ETT-01能够确保测试结果的准确性和重复性,为用户提供可靠的数据支持。在实际应用中,ETT-01电子拉力试验机已经成为了众多薄膜材料生产企业、科研机构以及质检部门的得力助手。它不仅能够帮助用户全面了解薄膜的各项性能参数,还能为产品设计和生产工艺提供改进方向,推动薄膜材料行业的持续发展和创新。总之,ETT-01电子拉力试验机以其全面的测试功能和精准的测试结果,成为了薄膜性能全面解析的利器。它不仅能够满足科研人员和生产企业对薄膜性能评估的需求,还能为产品的质量控制和工艺改进提供有力支持。在未来的发展中,我们有理由相信,ETT-01电子拉力试验机将继续在薄膜材料性能测试领域发挥重要作用,为行业的进步和发展贡献力量。
  • 欲报从速!“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会日程公布
    采用一定方法,使处于某种状态的一种或几种物质(原材料)的基团以物理或化学方式附着于衬底材料表面,在衬底材料表面形成一层新的物质,这层新物质就是薄膜。薄膜制备的方法众多,其中薄膜沉积与外延技术已成为其中的主流,特别是在半导体产业中,占据着重要的地位。薄膜沉积是半导体器件制造过程中的一个重要环节可以在晶圆上生长出 各种导电薄膜层和绝缘薄膜层为后续工艺打下基础。根据工作原理不同,薄膜沉积工艺可分为物理气相沉积 (PVD)、化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)三大类,所需的设备是薄膜沉积设备。根据Maximize Market Research数据,全球薄膜沉积设备整体规模稳定增长,2020年市场 规模为172亿美元,受益于Foundry厂、存储、AMOLED以及太阳能电站等需求的增加,预计到2025年将达到340亿美元。分类型来看,CVD设备应用最广,占比57%;其次是PVD,占比为25%;ALD及其他镀膜设备占比18%。而外延就是在单晶衬底上淀积一层薄的单晶层。新淀积的这层称为外延层。外延为器件设计者在优化器件性能方面提供了很大的灵活性,例如可以控制外延层掺杂厚度、浓度、轮廊,而这些因素是与硅片衬底无关的。这种控制可以通过外延生长过程中的掺杂来实现。外延层还可以减少CMOS器件中的闩锁效应。针对于此,仪器信息网拟于2021年9月23日举办“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会,依托“网络讲堂”栏目,邀请业内专家以及技术人员参与本次网络研讨会,就薄膜沉积与外延技术与应用等话题共同探讨,为广大从事薄膜沉积与外延技术研发等方面的专家学者和技术人员提供一个交流的空间。会议由牛津仪器赞助。牛津仪器是一家世界领先的高科技系统设备供应商。设计制造的设备可以在原子和分子层面,制造、分析和操控物质,并广泛应用于研究和工业领域为客户提供完美的解决方案。会议报名链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/cvd2021/会议日程:
  • 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。
  • “薄膜沉积与外延技术与应用”网络会成功召开,回放视频上线!
    2021年9月23日,由仪器信息网主办的“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会成功举办,会议进行了了4个精彩报告,吸引领域内近400位听众报名参会。采用一定方法,使处于某种状态的一种或几种物质的基团以物理和化学方法附着于衬底材料表面形成一种新的物质,这层新物质就是薄膜。薄膜的制备主要技术包括薄膜沉积和外延技术。薄膜沉积和外延技术是半导体制造工艺中的非常重要的技术。基于此,仪器信息网于2021年9月23日举办了本次“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会,依托“网络讲堂”栏目,邀请业内专家以及技术人员参与本次网络研讨会,就薄膜沉积与外延技术与应用等话题共同探讨,为广大从事薄膜沉积与外延技术研发等方面的专家学者和技术人员提供了一个交流的空间。本次会议,邀请到云南大学杨鹏教授、牛津仪器科技(上海)有限公司高级应用科学家刘志文博士、中国科学院半导体研究所王晓东研究员和中国科学院微电子研究所杨妍研究员做报告,受到牛津仪器科技(上海)有限公司的大力支持,会议过程中,听众积极参与,直播间氛围热烈。会议的4个报告,经征求报告嘉宾意见,3个报告将设置视频回放(“薄膜沉积与外延技术与应用”主题网络研讨会),便于广大网友温故知新,详情见下表:2021年9月23日上午报告题目报告嘉宾链接几种二维及少层材料的生长与物性表征杨鹏云南大学 教授回放链接如何用原子力显微镜评价高质量薄膜刘志文牛津仪器科技(上海)有限公司 高级应用科学家回放链接离子束溅射镀膜技术及其应用王晓东中国科学院半导体研究所 研究员不回放硅光芯片工艺流程及对薄膜工艺的需求杨妍中国科学院微电子研究所 研究员回放链接
  • “曼”谈光谱 | 熟悉又陌生的金刚石薄膜
    一提到金刚石这个词想必大家都不陌生了,今天要说的也是金刚石家族的一个成员——金刚石薄膜。什么是金刚石薄膜?金刚石薄膜是20世纪80年代中后期迅速发展的一种优良的人工制备材料。通常以甲烷、乙炔等碳氢化合物为原料,用热灯丝裂解、微波等离子体气相淀积、电子束离子束轰击镀膜等技术,在硅、碳化硅、碳化钨、氧化铝、石英、玻璃、钼、钨、钽等各种基板上反应生长而成。几乎透明的金刚石薄膜(图片来源:网络)集诸多优点于一身的金刚石薄膜,它不仅具有金刚石的硬度,还有良好的导热性、良好的从紫外到红外的光学透明性以及高度的化学稳定性。在半导体、光学、航天航空工业和大规模集成电路等领域拥有广泛的应用前景。至今为止,已在硬质切削刀具、X射线窗口材料、贵重软质物质保护涂层等应用中具有出色的表现。随着金刚石薄膜的研发需求和生产规模不断壮大,是否有一套可靠的表征方法呢?当然有!拉曼光谱用于碳材料的分析已有四十多年,时至今日也形成了很多比较完善的理论。对于不同形式的碳材料,如金刚石、石墨、富勒烯等,其拉曼光谱具有明显的特征谱线差异。此外,拉曼光谱测试是非破坏性的,对样品没有太多要求,不需要前处理过程,可以直接检测片状、固体、微粉、薄膜等各种形态的样品。金刚石薄膜的应力值是非常重要的质量指标。金刚石薄膜和基体之间热膨胀的差异以及其他效应(如点阵错配、晶粒边界的成键和薄膜生长过程中的成键变化等)导致了生长后的薄膜存在残余应力。典型可见光激光激发的拉曼光谱在1000-2000cm-1包含了金刚石薄膜的应力信息。对于较小的应力,拉曼谱图表现为偏离本征频率的一个单峰,并且谱峰会变宽。在高达140GPa的压力下,拉曼位移甚至能够偏移到1650cm-1,与此同时线宽增加了2cm-1。下图是安东帕Cora5001拉曼光谱仪检测的一张典型的非有意掺杂的金刚石薄膜的拉曼谱图。图中可以发现,除了位于1332cm-1的一阶拉曼谱线以外,也能够观测到其他很多拉曼谱峰,典型谱峰的位置和指认如表1中所示。Cora 5001系列拉曼光谱仪在金刚石材料的检测中具备很大优势:碳材料分析模式:智能分析软件中的Carbon Analysis Model可以自动进行寻峰、进行峰形拟合,再计算碳材料特征拉曼峰的信息。一级激光:金刚石材料的拉曼检测多使用532nm激发,有时也需要使用785nm激光激发,Cora5001可以做到一级激光的安全性能。自动聚焦:Cora5001 (Direct)样品仓室内配置了自动聚焦调整样品台,根据仪器自带的聚焦算法可以轻松实现聚焦,使拉曼测试变得简单便捷。双波长可选:金刚石家族的拉曼光谱与入射激光波长密切相关,多一种波长选择也许会得到不同的信息,这为信息互补提供必要条件。“双波长拉曼”每个波长都配置独立的光谱系统,只需按一下按键即可从一个波长轻松切换到另一个波长,无需额外调整样品。
  • 微纳加工薄膜应力检测的国产化破局
    1.为什么要检测薄膜应力?薄膜应力作为半导体制程、MEMS微纳加工、光电薄膜镀膜过程中性能测试的必检项,直接影响着薄膜器件的稳定性和可靠性,薄膜应力过大会引起以下问题:1.膜裂;2.膜剥离;3.膜层皱褶;4.空隙。针对薄膜应力的定量化表征是半导体制程、MEMS微纳加工、光电薄膜制备工艺流程中品检、品控和改进工艺的有效手段。(见图一)图一、薄膜拉/压内应力示意图(PIC from STI 2020: Ultraviolet to Gamma Ray, 114444N)2.薄膜应力测试方法及工作原理目前针对薄膜应力测试方法主要有两种:X射线衍射法和基片轮廓法。前者仅适用于完全结晶薄膜,对于纳米晶或非晶薄膜无法进行准确定量表征;后者几乎可以适用于所有类型的薄膜材料。关于两种测试方法使用范围及特点,请参考表一。表一、薄膜应力测试方法及特点测试方法适用范围优点局限X射线衍射法适用于结晶薄膜1.半无损检测方法;2.测量纯弹性应变;3.可测小范围表面(φ1-2mm)。1.织构材料的测量问题;2.掠射法使射线偏转角度受限;3.X射线应力常数取决于材料的杨氏模量E;4.晶粒过大、过小影响精度。基片轮廓法几乎所有类型的薄膜材料激光曲率法:1.非接触式/ 无损;2.使用基体参数,无需薄膜特性参数;3.大面积测试范围、快速、简单。1.要求试样表面平整、反射;2.变形必须在弹性范围内;3.毫米级范围内平均应力。探针曲率法(如台阶仪):1.使用基体参数,无需薄膜特性参数;2.微米级微区到毫米级范围。1.接触式/有损;2.探针微米级定位困难导致测量数据重复性不够好。速普仪器自主研发生产的FST5000薄膜应力测量仪(见图二)的测试原理属于表一中的激光曲率法,该技术源自于中国科学院金属研究所和深圳职业技术学院相关研究成果转化(专利号:CN204854624U;CN203688116U;CN100465615C)。FST5000薄膜应力测量仪利用光杠杆测量系统测定样片的曲率半径,参见图三FST5000薄膜应力测量仪技术原理图。其中l和D分别表示试片(Sample)和光学传感器(Optical Detector)的移动距离, H1和H2分别表示试片与半透镜(Pellicle Mirror),以及半透镜与光学传感器之间的光程长。 图二、速普仪器FST5000薄膜应力测量仪示意图图三、FST5000薄膜应力测量仪技术原理图3.速普仪器FST5000薄膜应力测量仪技术特点及优势a.采用双波长激光干涉法,利用Stoney公式获得薄膜残余应力。该方法是目前市面上主流测试方法,包括美、日、德等友商均采用本方法,我们也是采用该测量方法的国内唯一供应商。并且相较于进口友商更进一步,速普仪器研发出独特的光路设计和相应的算法,进一步提高了测试精度和重复性。通过一系列的改进,使我们的仪器精度在国际上处于领先地位。(参考专利:ZL201520400999.9;ZL201520704602.5;CN111060029A)b.自动测量晶圆样品轮廓形貌、弓高、曲率半径和薄膜应力分布。我们通过改进数据算法,采用与进口友商不同的软件算法方案,最终能够获得薄膜应力面分布数据和样片整体薄膜应力平均值双输出。(参考中国软件著作权:FST5000测量软件V1.0,登记号:2022SR0436306)c.薄膜应力测试范围:1 MPa-10 GPa,曲率半径测试范围:2-20000m。基于我们多年硬质涂层应力测试经验,以及独特的样品台设计和持续改进的算法,FST5000薄膜应力测量仪可以实现同一台机器测试得到不同应用场景样品薄膜应力。具体而言,不但可以获得常规的小应力薄膜结果(应力值<1GPa,曲率半径>20m),同时我们还能够测量非常规小曲率半径/大应力数值薄膜(应力值>1GPa,曲率半径<20m)。目前即使国外友商也只能做到小应力测试结果输出。d.样品最大尺寸:≤12英寸,向下兼容8、6、4、2英寸。FST5000薄膜应力测量仪能够实现12英寸以下样品测试,主要得益于我们独特的样品台设计,光路设计及独特的算法,能够实现样品精准定位和数据结果高度重复性。(参考专利:ZL201520400999.9;ZL201520704602.5;CN111060029A)e.样品台:电动旋转样品台。通过独特的样品台设计,我们利用两个维度的样品运动(Y轴及360°旋转),实现12英寸以下样品表面全部位置覆盖及精准定位。(参考专利:ZL201520400999.9)f.样品基片校正:可数据处理校正原始表面不平影响(对减模式)。通过分别测量样品镀膜前后表面位形变化,利用原位对减方式获得薄膜残余应力面型分布情况。同样得益于我们独特的样品台设计和光路设计,保证镀膜前后数据点位置一一对应。4.深圳市速普仪器有限公司简介速普仪器(SuPro Instruments)成立于2012年,公司总部位于深圳市南山高新科技园片区,目前拥有北京和苏州两个办事处。速普仪器是国家高新技术企业和深圳市高新技术企业。公司拥有一群热爱产品设计与仪器开发的成员,核心团队来自中国科学院体系。致力于材料表面处理和真空薄膜领域提供敏捷+精益级制备、测量和控制仪器,帮助客户提高产品的研发和生产效率,以及更好的品质和使用体验。速普仪器宗旨:致力于材料表面处理和真空薄膜领域提供一流“敏捷+精益”级制备、测量和控制仪器。速普仪器核心价值观:有用有趣。
  • 新型空穴型透明导电薄膜问世
    记者1月25日从中国科学院合肥物质科学研究院了解到,该院固体物理研究所功能材料物理与器件研究部和本院等离子所等单位科研人员合作,在空穴型近红外透明导电薄膜研究方面取得新进展:他们设计并制备了新型空穴型铜铁矿薄膜,并通过参数优化让新型薄膜获得了较高的近红外波段透过率和较低的室温方块电阻。相关研究结果日前发表在《先进光学材料》杂志上。  透明导电薄膜是一类兼具光学透明和导电性的光电功能材料,在触摸屏、平板显示器、发光二极管及光伏电池等光电子器件领域有着广泛应用。目前,商用的透明导电薄膜均为电子型,空穴型透明导电薄膜由于空穴有效质量大、空穴迁移率低和空穴掺杂性差,其光电性能远落后于电子型透明导电薄膜,这严重阻碍了新型透明电子器件的发展。  在国家自然科学基金的支持下,研究人员通过理论计算发现,含有铑、氧等元素的铜铁矿结构材料是一种间接带隙半导体,其中的铜离子与氧离子的原子轨道可进行杂化,从而减弱价带顶附近载流子的局域化,实现空穴型高电导率;另一方面该材料在可见光及近红外波段表现出弱的光吸收行为,具有高透过率。研究人员在前期金属型铜铁矿薄膜的研究基础上,采用非真空工艺进一步获得了大尺寸空穴型铜铁矿透明导电薄膜。该薄膜表现出主轴自组装织构的生长特征,有利于其内载流子的传输,提高空穴的迁移率。另外,由于三价铑离子的离子半径可实现空穴型载流子重掺杂,使得镁掺杂铜铁矿结构材料具有非常高的室温导电率、较高的近红外波段透过率以及低的室温方块电阻。  这种高性能的空穴型透明导电薄膜的发现,为后续基于透明电子型及空穴型薄膜的高性能全透明异质结构的研发及应用提供了一种潜在的候选材料。
  • 金刚石薄膜热导率测量的难点和TDTR解决方案
    金刚石薄膜热导率测量的难点和TDTR解决方案金刚石从4000年前,印度首次开采以来,金刚石在人类历史上一直扮演着比其他材料引人注意的角色,几个世纪以来,诚勿论加之其因稀缺而作为财富和声望象征属性。单就一系列非凡的物理特性,例如:已知最硬的材料,在室温下具有最高的热导率,宽的透光范围,最坚硬的材料,可压缩性最小,并且对大多数物质是化学惰性,就足以使得其备受推崇,所以金刚石常常被有时被称为“终极工程材料”也不那么为人惊讶了。一些金刚石的物理特性解决金刚石的稀缺性的工业方案:金刚石的化学气相沉积(CVD)高温高压但是因为大型天然钻石的成本和稀缺性,金刚石的工业化应用一致非常困难。200 年前,人们就知道钻石是仅由碳组成(Tennant 1797),并且进行了许多尝试以人工合成金刚石,作为金刚石在自然界中最常见的同素异构体之一的石墨,被尝试用于人造金刚石合成。虽然结果确被证明其过程是非常困难因为石墨和金刚石虽然标准焓仅相差 2.9 kJ mol-1 (Bundy 1980),但因为一个大的活化势垒将两相隔开,阻止了石墨和金刚石在室温和大气下相互转化。有趣的是,这种使金刚石如此稀有的巨大能量屏障也是金刚石之所以成为金刚石的原因。但是终究在1992年,一项称之为HPHT(high-pressure high-temperature)生长技术的出现,并随着通用电气发布为几十年来一直用于生产工业金刚石的标准技术。在这个过程中,石墨在液压机中被压缩到数万个大气压,在合适的金属催化剂存在下加热到 2000 K 以上,直到金刚石结晶。由此产生的金刚石晶体用于广泛的工业过程,利用金刚石的硬度和耐磨性能,例如切割和加工机械部件,以及用于光学的抛光和研磨。高温高压法的缺点是它只能生产出纳米级到毫米级的单晶金刚石,这限制了它的应用范围。直到金刚石的化学气相沉积(CVD)生产方法以及金刚石薄膜的出现,该金刚石的形式可以允许其更多的最高级特性被利用。金刚石的化学气相沉积(CVD)生产方法相比起HPHT 复制自然界金刚石产生的环境和方法,化学气相沉积选择将碳原子一次一个地添加到初始模板中,从而产生四面体键合碳网络结果。化学气相沉法,顾名思义,其主要涉及在固体表面上方发生的气相化学反应,从而导致沉积到该表面上。下图展示了一些比较常见的制备方法金刚石薄膜一旦单个金刚石微晶在表面成核,就会在三个维度上进行生长,直到晶体聚结。而形成了连续的薄膜后,生长方向就会会限定会向上生长。因此得到的薄膜是具有许多晶界和缺陷的多晶产品,并呈现出从衬底向上延伸的柱状结构。不过,随着薄膜变厚,晶体尺寸增加,而缺陷和晶界的数量减少。这意味着较厚薄膜的外层通常比初始形核层的质量要好得多。下文中会提到的在金刚石薄膜用作热管理散热器件时,通常将薄膜与其基材分离,最底部的 50-100 um 是通过机械抛光去除。尽管如此,在 CVD 过程中获得的金刚石薄膜的表面形态主要取决于各种工艺条件,导致其性能表现个不一致,相差很大。这也为作为散热应用中的一些参数测量,例如热导率等带来了很大挑战。金刚石薄膜的热管理应用金刚石薄膜在作为散热热管理材料应用时,有着出色的前景,与此同时也伴随着巨大挑战。一方面,而在热学方面,金刚石具有目前所知的天然物质中最高的热导率(1000~2000W/(mK )),比碳化硅(SiC)大4倍,比硅(Si)大13倍,比砷化稼(GaAs)大43倍,是铜和银的4~5倍,目前金刚石热沉片大有可为。下图展示了常见材料和金刚石材料的热导率参数:另一方面,但人造金刚石薄膜的性能表现,往往远远低于这一高水平。并且就日常表现而言,现代大功率电子和光电器件(5G应用,半导体芯片散热等)由于在小面积内产生大量热量而面临严重的冷却问题。为了快速制冷,往往需要一些高导热性材料制成的散热片/散热涂层发热端和冷却端(散热器,风扇,热沉等等)CVD 金刚石在很宽的温度范围内具有远优于铜的导热率,而且它还具电绝缘的优势。早在1996年沃纳等人就在可以使用导热率约为2 W mm-1 K-1 的大面积 CVD 金刚石板用于各种热管理应用。 包括用于集成电路的基板(Boudreaux 1995),用于高功率激光二极管的散热器(Troy 1992),甚至作为多芯片模块的基板材料(Lu 1993)。从而使得器件更高的速度运行,因为设备可以更紧密地安置而不会过热。 并且设备可靠性也有望提高,因为对于给定的器件,安装在金刚石上时合流合度会更低。比起现在流行的石墨烯,金刚石也有着其独特优势。飞秒高速热反射测量(FSTR)在CVD金刚石薄膜热学测量中的应用挑战金刚石薄膜的热导率表征不是一个简单的问题,特别是在膜层厚度很薄的情况下美国国防部高级研究计划局(DARPA)的电子热管理金刚石薄膜热传输项目曾经将将来自五所大学的研究人员聚集在一起,全面描述CVD金刚石薄膜的热传输和材料特性,以便更好地进一步改善热传输特性,可见其在应用端处理优化之挑战。而这其中,用于特殊需求材料热导率测量的飞秒高速热反射测量(FSTR)(又叫飞秒时域热反射(TDTR)测试系统)发挥了极其重要的作用,它在精确测量通常具有高表面粗糙度的微米厚各向异性薄膜的热导率的研究,以及在某些情况下,CVD金刚石薄膜的热导率和热边界改善研究,使其对大功率电子器件的热管理应用根据吸引力的研究上发挥了决定性指导作用。常见的材料热学测试方法,包括闪光法(Laser Flash),3-Ω法,稳态四探针法,悬浮电加热法,拉曼热成像法,时域热反射法(TDTR)等。而对于CVD金刚石薄膜的热学测量,受限于在过程中可能需要多层解析、精细的空间分辨率、高精度分析,以及解析薄膜特性和界面的能力,飞秒高速热反射测量(FSTR)(又叫飞秒时域热反射(TDTR)测试系统)已成为为过去十年来最普遍采用的的热导率测量方法之一。飞秒高速热反射测量(FSTR)飞秒高速热反射测量(FSTR),也被称为飞秒时域热反射(TDTR)测量,被用于测量0.1 W/m-K至1000 W/m-K,甚至更到以上范围内的热导率系统适用于各种样品测量,如聚合物薄膜、超晶格、石墨烯界面、液体等。总的来说,飞秒高速热反射测量(FSTR)是一种泵-探针光热技术,使用超快激光加热样品,然后测量其在数ns内的温度响应。泵浦(加热)脉冲在一定频率的范围内进行调制,这不仅可以控制热量进入样品的深度,还可以使用锁定放大器提取具有更高信噪比的表面温度响应。探测光(温度感应)脉冲通过一个机械级,该机械级可以在0.1到数ns的范围内延迟探头相对于泵脉冲的到达,从而获取温度衰减曲线。如上文提到,因为生长特性,导致典型的金刚石样品是粗糙的、不均匀的和不同厚度特性的这就为飞秒高速热反射测量(FSTR)的CVD 金刚石薄膜热学测量带来了一些挑战。具体而言,粗糙表面会影响通过反射而来的探测光采集,且过于粗糙导致实际面型为非平面,这对理论热学传递建模分析也会引入额外误差,在某些情况下,可以对样品进行抛光以降低表面粗糙度,但仍必须处理薄膜的不均匀和各向性质差异。对于各向异性材料,存在 2D 和 3D 各向异性的精确解析解,但这使得热导率和热边界电阻的确定更加困难,并且具有额外的未知属性。即使样品中和传导层铝模之间总是存在未知的边界热阻,但是通常使用单个调制频率可以从样本中提取两个未知属性,这意味着在大多数情况下测量可以提取层热导率。然而,对于金刚石样品,样品内纵向和横向热导率是不同的,这意味着需要额外的测量来提取这两种特性;这可以通过改变一些系统参数来实现校正,参见系统参数描述(详情联系请上海昊量光电)。另一个困难是确定金刚石 CVD 的热容量,根据生长质量和样品中存在的非金刚石碳(NDC)的数量,生长出来的金刚石的热容量值相差极大。在这种情况下对于(上图不同情况下的金刚石薄膜TDTR测量分析手段将会有很大不同)这使得测量对金刚石-基底边界电阻也很敏感。这意味着测量可能总共有五个未知参数:1)铝膜-金刚石间边界热阻,2)金刚石内横向热导率,3)金刚石内纵向热导率,4)金刚石热容量,5)金刚石-基底材料间边界热阻即使结合一定分析处理手段,见设备说明(详情联系请上海昊量光电),准确提取所有未知参数也很困难。一些常见影响样品尺寸确认 测量相对于样本尺寸的采样量很重要;飞秒高速热反射测量(FSTR)通常是基于标准体材料传热建模,而现在一些测量的块体材料样品越来越小,对于高质量的单晶半导体,基于块体材料的传热模型分析假设是有效的,但是对于更多缺陷和异质材料,例如 CVD 金刚石,这个假设就只是一个近似值。纵向均匀性通常而言,金刚石生长过程中,颗粒梯度会非常大,这也可能会导致热导率梯度非常大。此外,非金刚石碳(NDC,non-diamond carbon)含量、晶粒尺寸或表面粗糙度的局部变化也可能影响热导率的局部测量。TDTR测量中,可以 通过控制调制频率,从而实现加热深度控制,从而实现采样深度控制(详细技术讨论联系请上海昊量光电)对于不同热导率样品和不同加热频率,测量薄膜中采样 可能从1-2 um 到 20 um 不等 (相对应的,薄膜厚度超过300微米)其他更多 挑战和技术细节,受限于篇幅,将在后续更新继续讨论,如您有兴趣就相关设备和技术问题进行交流,可联系上海昊量光电获取更多信息。关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是目前国内知名光电产品专业代理商,也是近年来发展迅速的光电产品代理企业。除了拥有一批专业技术销售工程师之外,还有拥有一支强大技术支持队伍。我们的技术支持团队可以为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等工作。秉承诚信、高效、创新、共赢的核心价值观,昊量光电坚持以诚信为基石,凭借高效的运营机制和勇于创新的探索精神为我们的客户与与合作伙伴不断创造价值,实现各方共赢!
  • 太阳能薄膜电池研究获得重要进展
    德国美因茨大学13日发表公报说,该校研究人员参与的太阳能薄膜电池研究项目取得重要进展,有望使太阳能薄膜电池突破目前20%光电转化率的纪录。   目前光电转化率最高的是铜铟镓硒(CIGS)太阳能薄膜电池,可达20%,但与超过30%的理论值仍相距甚远,其主要难题是材料中的铟、镓分布和比例难以达到理想值。   美因茨大学的研究人员与IBM公司德国美因茨分部以及生产特种玻璃的德国肖特公司等合作,借助电脑模拟程序发现铜铟镓硒材料的铟镓分离温度,即在稍低于正常室温的情况下,铟镓会完全分开且分布不均匀,从而导致材料的光电作用减弱。而超过这个温度后,铟镓会相互融合,且温度越高其分布得就越均匀。这表明太阳能薄膜电池生产过程需要较高的温度,只要最后的制冷步骤足够快就能使这种均匀性“定格”。   以往生产工艺受生产必需的玻璃底板的耐热性限制,无法提高温度。为此肖特公司研发了一种能够耐受超过600摄氏度的特殊玻璃材料。研究人员说,此项成果是一个重大突破。   这一成果发表在美国《物理评论快报》上。
  • 美国国家标准与技术局开发出太赫兹薄膜测量技术
    导读: 目前制造商们通过X-ray光谱仪和原子力显微镜来测定金属氧化物薄膜的结构。研究人员发现,还可以通过测量这些半导体薄膜的太赫兹吸收特性来精确探索它们的详细结构,这在红外和微波波段是做不到的。   概要:目前制造商们通过X-ray光谱仪和原子力显微镜来测定金属氧化物薄膜的结构。研究人员发现,还可以通过测量这些半导体薄膜的太赫兹吸收特性来精确探索它们的详细结构,这在红外和微波波段是做不到的。   5月14日消息,美国国家标准与技术局(NIST)开发了一种全新的太赫兹测量技术,能够用来监测半导体制造过程中质量缺陷和评估新绝缘材料。   通过修改现有的红外光谱测量仪,把波长转移到太赫兹波段,研究人员发现了一种全新的高效方法,可用来测量纳米级金属氧化物薄膜的结构,这种薄膜用在高速集成电路领域。   芯片制造商通过沉积复杂的金属层导体、半导体薄膜和绝缘的金属氧化物纳米薄膜来构建晶体管和导热。由于高漏电或过热可能会导致纳米器件低效或者失败,制造商们需要了解这些纳米器件的机械性能和绝缘性,以估计它们可以做得多小、能够有多高的运行频率。   当前制造商们通过X-ray光谱仪和原子力显微镜来测定金属氧化物薄膜的结构。研究人员发现,他们可以通过测量这些薄膜的太赫兹吸收量来精确探索它们的详细结构,这些在红外和微波波段是做不到的。   尽管太赫兹波对晶体和分子结构非常敏感,不过金属氧化物薄膜对太赫兹的吸收特性还是让NIST研究人员感到非常兴奋。   “没有人能够想到采用太赫兹光谱能够测量纳米厚度的薄膜,我们认为光波能够通过它们,我们观察到的信号还是很强的。”NIST的化学家和论文的作者Ted Heilweil表示。   NIST团队的人员发现,他们观察到的薄膜中的原子一起移动,吸收特定频率的光谱。通过分析这些吸收频率,研究人员可以分析他们想得到的晶体和非晶组成的金属氧化物薄膜的信息,这些的结构能够影响它们的功能。   该团队的试验显示,40纳米厚的二氧化铪薄膜在581 k (307 ° C)条件下生长,在晶体区域分布着一些不定型结构。纳米薄膜在低温下生长,但是有很多不定型结构。根据Heilweil的说法,太赫兹最低可以检测到5nm的厚度,这种技术的效率还跟金属氧化物的种类有关。该团队表示,所有实验过的金属氧化物都有不同的光谱特性。
  • 高性能台式设备喊你快上车 ——小、快、灵,薄膜制备与加工的首选
    随着材料科学的蓬勃发展,尤其是高水平的量子材料研究与应用对薄膜材料、二维材料的制备和高精度加工要求越来越高。一套完整流程的薄膜制备与加工设备购置成本通常要在几百万到上千万元。此外,大型设备操作繁复,存放空间大、日常维护成本高,给科研人员带来了很大挑战。依赖于共享方案的科研平台由于设备预约周期长,会大大减慢科研进度。为了快速、低成本的实现高质量的材料制备与加工,让科研计划进入快车道。英国Moorfield Nanotechnology公司与多所名校以及获得诺贝尔奖的课题组长期合作,推出了一系列高性能台式设备, 专门用于各种薄膜材料的高质量制备和加工。该系列产品具有体积小巧、快速制备样品、灵活配置方案等特点,一经推出即受到包括剑桥大学、帝国理工、英国物理实验室等科研单位的青睐。从多功能金属、缘材料溅射到有机物、金属热蒸发;从高质量石墨烯CVD快速制备到高质量碳纳米管CVD趋向生长;从样品、衬底的热处理到单层二维材料的软刻蚀与缺陷加工。Moorfield系列产品已经获得欧洲用户的广泛认可,产品质量与性能完全可以媲美大型设备,一些方面甚至远超大型设备。台式高性能多功能PVD薄膜制备系列—nanoPVD专为高水平学术研究研发的小型物理气相沉积设备。该系列产品包含磁控溅射、金属/有机物热蒸发系统。这些设备不仅体积小巧而且性能,能够快速实现高质量纳米薄膜、异质结的制备,通常在大型设备中才有的共溅射、反应溅射、共蒸发功能也可在该系列产品上实现。台式高性能多功能PVD薄膜制备系列—nanoPVD台式高性能CVD石墨烯/碳纳米管快速制备系列—nanoCVD系统采用低热容的样品台可在2分钟内升温至1000℃并控温,该装置采用了冷壁技术,样品生长完毕后可以快速降温,正是因为这些条件可以让用户在30分钟内即可获得高质量的石墨烯。nanoCVD具有压强自动控制系统,可以的控制石墨烯生长过程中的气氛条件。用户通过触屏进行操作,更有内置的标准石墨烯生长示例程序供用户参考。非常适合需要持续快速获取高质量石墨烯用于高质量学术研究的团队。目前,埃克塞特大学、哈德斯菲尔德大学、莱顿大学、亚森工业大学等很多全球著名的高校都是该系统的用户。台式高性能CVD石墨烯/碳纳米管快速制备系列—nanoCVD台式超二维材料等离子软刻蚀系统—nanoETCH石墨烯等二维材料的微纳加工与刻蚀需要很高的精度,而目前传统半导体刻蚀系统在面对单层材料的高精度刻蚀需求时显得力不从心。为了解决目前微纳加工中常用的刻蚀系统功率较大、难以精细控制的问题,nanoETCH系统对输出功率的分辨率可达毫瓦量,可实现二维材料超逐层刻蚀、层内缺陷制造,以及对石墨基材或衬底等的表面处理。台式超二维材料等离子软刻蚀系统—nanoETCH台式气氛\压力控制高温退火系统—ANNEALMoorfield专门为制备高质量的样品而推出的台式气氛\压力控制高温退火系统,不仅可以满足从高真空到各种气氛的退火需求,还能对气压和温度进行控制,从而为二维材料、基片等进行可控热处理提供重要保障。该系统颠覆了传统箱式、管式炉的粗放退火方式,开创了退火的新篇章。台式气氛\压力控制高温退火系统—ANNEAL多功能高磁控溅射喷金仪—nanoEMnanoEM是Moorfield Nanotechnology为SEM、TEM样品的表面导电处理以及普通样品的高质量电生长而设计的金属溅射系统。系统配备SEM样品托、TEM样品网、普通薄膜样品等多种专用样品台。虽然该系统主要为溅射金属而设计,但是该设备的性能已经达到了高质量薄膜样品的制备标准。通过选择不同的配置可以兼顾样品的表面导电处理、电制备与学术研究型薄膜样品的制备。多功能高磁控溅射喷金仪—nanoEMMoorfield高性能台式薄膜制备与加工设备以超高质量、亲民的价格快速实现您的科研方案,想获取更多详细信息吗?还等什么,现在就联系我们吧!
  • 上海微系统与信息技术研究所在薄膜荧光传感器研究方面取得新进展
    近日,中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究人员在薄膜荧光传感器研究方面取得进展。该研究为制备优异的薄膜荧光传感器提供了有效策略,对荧光传感与气体吸附的协同过程进行了实验验证与理论计算阐释。相关成果以Fluorophor embedded MOFs steering gas ultra-recognition为题,发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。近年来,薄膜荧光传感器在气体传感领域发挥重要作用,因具有较高的灵敏度、响应性和选择性,是目前最有前景的痕量物质检测技术之一。然而,多数荧光敏感材料存在聚集荧光淬灭(ACQ)效应和光漂白现象,使得满足实际应用要求的荧光传感材料并不多见。这限制了荧光敏感材料在气体检测方面的应用,亟待开发用于气体传感的新型高性能敏感材料。针对薄膜有机荧光探针材料面临的固态荧光量子效率差、光稳定性差等问题,研究人员将有机荧光客体搭载到金属有机框架(MOF)中,开发了一种对气体分析物具有高灵敏度、高选择性、高稳定性的新型主客体式薄膜荧光气体传感器,为构建满足不同需求的薄膜荧光传感器提供了灵活的方法。薄膜荧光传感器在气体传感领域发挥着至关重要的作用。然而,由于聚集引起的淬灭(ACQ)效应和光漂白,实际应用中的荧光传感材料受到限制。该工作以ACQ分子Me4BOPHY-1作为被封装有机客体,采用简单的固相合成方法嵌入金属有机框架ZIF-8中,通过调整负载比例调节其荧光发射特性。MOFs(ZIF-8)为客体分子提供了各种纳米空腔,从而减少了荧光分子的自聚集,有效克服Me4BOPHY-1的ACQ效应。负载不同比例的客体后,分子的固态荧光量子效率从0.76%最高提升到19.72%,从而使其能够在 3 秒的快速响应时间内实现气体传感,检测限低至 1.13 ppb。进一步,研究实现了对神经毒剂沙林的模拟物氯磷酸二乙酯的气相识别。MEMS悬臂梁吸附研究表明,主客体嵌入式MOF传感器对待测气体的预富集赋予了探针优异的气体传感能力,响应时间可达3 s,检测限低至1.13 ppb。MOF的笼化效应提高了对于分析物的选择性,Me4BOPHY-1@ZIF-8对干扰性气体HCl的响应明显变弱,而这在以前的文献报道中是不可避免的。此外,有机金属框架结构的“笼化效应”还确保了传感器良好的光稳定性和热稳定性。有机荧光分子的热分解温度从200 ℃升至527 ℃,且在激发光波段的激光持续4800 s的照射下仍能保持初始荧光强度。因此,主客体设计策略提供了一种对神经毒素分析物具有高 3S(灵敏度、选择性和稳定性)的薄膜荧光气体传感器。相关工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金,以及上海市科学技术委员会等的支持。
  • 可变蒸镀领域型有机蒸发装置-最适合高品质有机薄膜的蒸镀以及多源蒸镀!
    控制蒸镀范围的同时,通过低蒸镀速率实现薄膜的制备可以实现高结晶性的有机薄膜的制备 对少量有机材料的有效蒸镀,可削减材料使用成本 采用飞行器设计,可实现基板附近的蒸镀 Z操作台的使用,可避免与现有设备的干扰 手动挡板及可变控制蒸镀范围,能将蒸镀腔的污染控制到最小 蒸镀范围:&Phi 20~ (根据蒸镀距离可调整) 蒸镀速度:数原子层/min 安装法兰:&Phi 70ICF 坩埚温度计:TYPE-K 付挡板 【可蒸镀材料】 :分子 :诱导体 :分子 其他 用AEV-OD蒸镀的C40H20膜的X射线反射结晶结构          顶顶顶顶 水晶振动式膜厚计测定数据 (根据累计膜厚和蒸镀时间推算出的蒸镀率)
  • 薄膜沉积工艺和设备简述
    薄膜沉积(Thin Film Deposition)是在基材上沉积一层纳米级的薄膜,再配合蚀刻和抛光等工艺的反复进行,就做出了很多堆叠起来的导电或绝缘层,而且每一层都具有设计好的线路图案。这样半导体元件和线路就被集成为具有复杂结构的芯片了。化学气相沉积(CVD)化学气相沉积(CVD)通过热分解和/或气体化合物的反应在衬底表面形成薄膜。CVD法可以制作的薄膜层材料包括碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、硫化物、硒化物、碲化物,以及一些金属化合物、合金等。化学气相沉积是目前很重要的微观制造方法,因为它有如下的这些特点:1. 沉积物种类多: 可以沉积金属薄膜、非金属薄膜,也可以按要求制备多组分合金的薄膜,以及陶瓷或化合物层。2. CVD反应在常压或低真空进行,镀膜的绕射性好,对于形状复杂的表面或工件的深孔、细孔都能均匀镀覆。3. 能得到纯度高、致密性好、残余应力小、结晶良好的薄膜镀层。由于反应气体、反应产物和基材的相互扩散,可以得到附着力好的膜层,这对表面钝化、抗蚀及耐磨等表面增强膜是很重要的。4. 由于薄膜生长的温度比膜材料的熔点低得多,由此可以得到纯度高、结晶完全的膜层,这是有些半导体膜层所必须的。5. 利用调节沉积的参数,可以有效地控制覆层的化学成分、形貌、晶体结构和晶粒度等。6. 设备简单、操作维修方便。7. 反应温度太高,一般要850~ 1100℃下进行,许多基体材料都耐受不住CVD的高温。采用等离子或激光辅助技术可以降低沉积温度。化学气相沉积过程分为三个重要阶段:1、反应气体向基体表面扩散2、反应气体吸附于基体表面3、在基体表面发生化学反应形成固态沉积物及产生的气相副产物脱离基体表面CVD的主要有下面几种反应过程:i). 多晶硅 PolysiliconSiH4 — Si + 2h2 (600℃)沉积速度 100 - 200 nm /min可添加磷(磷化氢)、硼(二硼烷)或砷气体。多晶硅也可以在沉积后用扩散气体掺杂。ii). 二氧化硅 DioxideSiH4 + O2→SiO2 + 2h2 (300 - 500℃)SiO2用作绝缘体或钝化层。通常添加磷是为了获得更好的电子流动性能。当硅在氧气中存在时,SiO2会热生长。氧气来自氧气或水蒸气。环境温度要求为900 ~ 1200℃。氧气和水都会通过现有的SiO2扩散,并与Si结合形成额外的SiO2。水(蒸汽)比氧气更容易扩散,因此使用蒸汽的生长速度要快得多。氧化物用于提供绝缘和钝化层,形成晶体管栅极。干氧用于形成栅极和薄氧化层。蒸汽被用来形成厚厚的氧化层。绝缘氧化层通常在1500nm左右,栅极层通常在200nm到500nm间。iii). 氮化硅 Siicon Nitride3SiH4 + 4NH3 — Si3N4 + 12H2(硅烷) (氨) (氮化物)化学气相沉积CVD 设备CVD反应器有三种基本类型:◈ 大气化学气相沉积(APCVD: Atmospheric pressure CVD)◈ 低压CVD (LPCVD:Low pressure CVD,LPCVD)◈ 超高真空化学气相沉积(UHVCVD: Ultrahigh vacuum CVD)◈ 激光化学气相沉积(LCVD: Laser CVD,)◈ 金属有机物化学气相沉积(MOCVD:Metal-organic CVD)◈ 等离子增强CVD (PECVD)物理气相沉积(PVD)在真空条件下,采用物理方法,将材料源(固体或液体) 表面材料气化成气态原子、分子或部分电离成离子,并通过低压气体(或等离子体)过程,在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。物理气相沉积不仅可沉积金属膜、合金膜, 还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。物理气相沉积技术基本原理可分三个工艺步骤:(1)镀料的气化:即使镀料蒸发,升华或被溅射,也就是通过镀料的气化源。(2)镀料原子、分子或离子的迁移:由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞后,产生多种反应。(3)镀料原子、分子或离子在基体上沉积。物理气相沉积技术工艺过程无污染,耗材少。成膜均匀致密,与基体的结合力强。该技术广泛应用于航空航天、电子、光学、机械、建筑、轻工、冶金、材料等领域,可制备具有耐磨、耐腐蚀、装饰、导电、绝缘、光导、压电、磁性、润滑、超导等特性的膜层 。物理气相沉积也有多种工艺方法:◈ 真空蒸度 Thin Film Vacuum Coating◈ 溅射镀膜 PVD-Sputtering◈ 离子镀膜 Ion-Coating
  • 塑料薄膜拉力机测试注射器推拉力与滑移力有什么区别
    塑料薄膜拉力机是一种多用途的测试设备,它不仅可以用于测试塑料薄膜的物理性能,还可以用于测试医疗器械,如注射器的相关力学性能。在注射器的性能测试中,推拉力和滑移力是两个重要的测试项目,它们分别反映了注射器活塞的推进和拉动能力以及活塞在注射器筒体内的滑动性能。注射器推拉力测试定义:推拉力测试是指测量注射器活塞在推进或拉动过程中所施加的力量。推力测试用于模拟注射药物时活塞的推进动作,而拉力测试则用于模拟抽取药物或空气时活塞的拉动动作。测试目的:推拉力测试的目的是确保注射器活塞在操作过程中能够平滑、均匀地移动,且力量在可接受的范围内,既不会过大导致操作困难,也不会过小影响注射精度。测试过程:在塑料薄膜拉力机上进行推拉力测试时,将注射器活塞固定在设备的夹具中,设定一定的测试速度,然后记录活塞在推进或拉动过程中所需的力量。注射器滑移力测试定义:滑移力测试是指测量注射器活塞在筒体内滑动时所遇到的摩擦力。这个测试反映了活塞与筒体内壁之间的摩擦系数。测试目的:滑移力测试的目的是评估注射器在使用过程中活塞的滑动性能,确保其顺畅无阻,便于操作且不会引起用户的不适。测试过程:进行滑移力测试时,通常会将注射器活塞固定在塑料薄膜拉力机的上夹具中,而下夹具固定在注射器筒体的底部。通过设备施加一定的速度,模拟活塞在筒体内的滑动,并测量所需的摩擦力。区别测试对象:推拉力测试关注的是活塞的推进和拉动能力,而滑移力测试关注的是活塞在筒体内的滑动摩擦性能。测试目的:推拉力测试旨在确保注射器的操作力度适宜,滑移力测试则旨在评估活塞的滑动顺畅性。测试参数:推拉力测试测量的是活塞推进或拉动时的绝对力量,滑移力测试测量的是在特定速度下活塞滑动的摩擦力。应用意义:两者都是注射器性能的重要指标,推拉力影响注射器的操作便利性和精确度,滑移力影响注射器的使用舒适度和可靠性。结论塑料薄膜拉力机通过测试注射器的推拉力和滑移力,能够全面评估注射器的物理性能,为注射器的设计、制造和质量控制提供重要数据。这两种测试对于确保注射器在医疗应用中的安全性和有效性至关重要。通过精确的测试和数据分析,制造商可以优化注射器的设计,提高产品的市场竞争力,并满足医疗行业的严格标准。
  • 纳米薄膜材料制备技术新进展!——牛津大学也在用的薄膜沉积系统,有什么独特之处?
    一、纳米颗粒膜制备日前,由英国著名的薄膜沉积设备制造商Moorfield Nanotechnology公司生产的套纳米颗粒与磁控溅射综合系统在奥地利的莱奥本矿业大学Christian Mitterer教授课题组安装并交付使用。该设备由MiniLab125型磁控溅射系统与纳米颗粒溅射源共同组成,可以同时满足用户对普通薄膜和纳米颗粒膜制备的需求。集成了纳米颗粒源的MiniLab125磁控溅射系统 传统薄膜材料的研究专注于制备表面平整、质地致密、晶格缺陷少的薄膜,很多时候更是需要制备沿衬底外延生长的薄膜。然而随着研究的深入,不同的应用方向对薄膜的需求是截然不同。在表面催化、过滤等研究方向,需要超大比表面积的纳米薄膜。在这种情况下,纳米颗粒膜具有不可比拟的优势。而传统的磁控溅射在制备纯颗粒膜方面对于粒径尺寸,颗粒均匀性方面无法实现控制。气相沉积法、电弧放电法、水热合成法等在适用性、操作便捷性、与传统样品处理的兼容性等方面不友好。在此情况下,Moorfield Nanotechnology推出了与传统磁控溅射和真空设备兼容的纳米颗粒制备系统。不同条件制备的颗粒粒径分布(厂家测试数据)不同颗粒密度样品(厂家测试数据)纳米颗粒制备技术特点:▪ 纳米颗粒的大小1 nm-20 nm可调;▪ 多可达3重金属,可共沉积,可制备纯/合金颗粒;▪ 材料范围广泛,包括Au、Ag、Cu、Pt、Ir、Ni、Ti、Zr等▪ 拥有通过控制气氛制造复合纳米粒子的可能性(类似于反应溅射)▪ 的纳米颗粒层厚度控制,从亚单层到三维纳米孔▪ 纳米颗粒结构——结晶或非晶、形状可控纳米颗粒膜的应用方向:▪ 生命科学和纳米医学: 癌症治疗、药物传输、抗菌、抗病毒、生物膜▪ 石墨烯研究方向:电子器件、能源、复合材料、传感器▪ 光电研究:光伏研究、光子俘获、表面增强拉曼▪ 催化:燃料电池、光催化、电化学、水/空气净化▪ 传感器:生物传感器、光学传感器、电学传感器、电化学传感器 二、无机无铅光伏材料下一代太阳能电池的大部分研究都与铅-卤化物钙钛矿混合材料有关。然而,人们正不断努力寻找具有类似或更好特性的替代化合物,想要消除铅对环境的影响,而迄今为止,这种化合物一直难以获得。因此寻找具有适当带隙范围的无铅材料是很重要的,如果将它们结合起来,就可以利用太阳光谱的不同波长进行发电。这将是提高未来太阳能电池效率降低成本的关键。近期,牛津大学的光电与光伏器件研究组的HenrySnaith教授与Benjamin Putland博士研究了具有A2BB’X6双钙钛矿结构的新型无机无铅光伏材料。经过计算该材料具有2 eV的带隙,可用做光伏电池的层吸光材料与传统Si基光伏材料很好的结合,使光电转换效率达到30%。与有机钙钛矿材料相比,无机钙钛矿材料具有结构稳定使用寿命更长的优势。而这种新材料的制备存在一个问题,由于前驱体组分的不溶性和复杂的结晶过程容易导致非目标性的晶体生长,因此难以通过传统的水溶液法制备均匀的薄膜。Benjamin Putland博士采用真空蒸发使这些问题得以解决。使用Moorfield Nanotechnology的高质量金属\有机物热蒸发系统,通过真空蒸发三种不同的前驱体,研究人员成功沉积制备出了所需要的薄膜。真空蒸发具有较高的控制水平和可扩展性,使得材料的工业化制备成为可能。所制备的薄膜在150℃退火后,XRD图。所制备的薄膜在150℃退火后,表面SEM图 三、Moorfield 薄膜制备与加工系统简介Moorfield Nanotechnology是英国材料科学领域高性能仪器研发公司,成立二十多年来专注于高质量的薄膜生长与加工技术,拥有雄厚的技术实力,推出的多种高性能设备受到科研与工业领域的广泛好评。高精度薄膜制备与加工系统 – MiniLab旗舰系列和nanoPVD台式系列是英国Moorfield Nanotechnology公司经过多年技术积累与改进的结晶。产品的定位是配置灵活、模块化设计的PVD系统,可用于高质量的科学研究和中试生产。设备的功能和特点:▪ 蒸发设备:热蒸发(金属)、低温热蒸发(有机物)、电子束蒸发▪ 磁控溅射:直流&射频溅射、共溅射、反应溅射▪ 兼容性:可与手套箱集成、满足特殊样品制备▪ 其他功能设备:二维材料软刻蚀、样品热处理▪ 设备的控制:触屏编程式全自动控制
  • 会议回顾 | 无人机与薄膜固相微萃取联用你见过吗
    环境问题一直是全球关注的重要课题,为加强我国在环境分析化学方面的学术交流,互相借鉴、共同分享环境分析方面的学术成果和经验技术,推动环境保护事业进步和环境分析化学学科发展,“第三届全国环境分析化学研讨会暨第九届固相微萃取技术(中国)研讨会”于2021年10月17-20日在贵阳圆满落幕。 会议主要集中在交流我国环境分析领域的研究进展,讨论环境分析领域的国际研究前沿与发展趋势,为我国环境分析领域的发展建言献策等方面。近年来,随着新原理、新技术、新方法、新设备、新材料的应用,环境分析化学取得快速的发展,使环境污染物质分析水平走向更加微观、快速、准确。尤其是固相微萃取技术(SPME),集采样、萃取、浓缩和净化于一体,已经应用于多个环境污染物检测的标准方法中。 此次研讨会,德祥展出了薄膜固相微萃取技术,简称TF-SPME或Thin Film SPME,,把吸附相涂在碳网片上的固相微萃取新技术。 该技术由加拿大皇家科学院院士Janusz Pawliszyn教授发明,用于分析超痕量的VOSs和SVOCs等挥发性有机物。解决了传统方法中因吸收速率和吸收能力受限、样品基质干扰严重、对于一些极性较强的痕量挥发性成分富集效果不好等问题。 德祥展台吸引了诸多客户上前问询 INNOTEG(英诺德) Thin Film SPME 技术特点 01适用于更宽极性和非极性范围的化合物,使得TF-SPME变得更有优势01相表面积和体积增加,TF-SPME比常规的SPME更为灵敏,可提高分析物的回收率01萃取涂层厚度不变,萃取时间和解析时间同样迅速01无溶剂萃取,可实现恶劣环境下的现场采样,绿色环保01三种吸附剂:PDMS、PDMS/DVB和PDMS/HLB 应用案例 近年来,Jonathan J. Grandy等学者使用无人机与TF-SPME联用,检测河道中的污染物。(https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c01490) 01使用HLB / PDMS TF-SPME薄膜安装到无人机采样器上,从消毒热水池中使用无人机静置采样10min(温度38°C,pH为7.2,游离氯含量为5 ppm,总碱度为180),使用实验室的热脱附设备进行解析,检测到消毒副产物:包括三氯甲烷、二氯乙腈、1,1,1-三氯-2-丙酮、2,2,2-三氯乙醇、苯甲腈和苄腈等; 02为了实现可以现场采样,随后在高速公路旁的河道进行无目标物分析,使用无人机静置采样10min后,采用SPS-3高容量解析模块把TF-SPME薄膜萃取的化合物转移到Needle Trap动态捕集针上,随后使用便携式气质分析。检测到苯乙烯、异丙苯、丙苯和1,3,5-三甲苯、苯、2-戊酮、1-硝基丙烷、吡啶、辛烷、十二烷、十六烷等一些列苯系物。 综上所述, HLB/PDMS是一种疏水亲脂平衡的颗粒用作碳网载体上的涂层。HLB / PDMS的优势在于它是一种聚二乙烯基苯-coN-乙烯基-吡咯烷酮骨架结构,可提供疏水和亲水分子间相互作用的平衡,因此极性范围宽,非常适用于环境中的无目标分析。 德祥自主品牌INNOTEG(英诺德)与薄膜固相微萃取的生产商和*持有者JP Scientific Ltd签订合作生产协议,成为全球指定合作品牌。
  • 高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展
    p style=" text-indent: 2em " 透明导电薄膜是触控屏、平板显示器、光伏电池、有机发光二极管等电子和光电子器件的重要组成部件。氧化铟锡(ITO)是当前应用最为广泛的透明导电薄膜材料,但ITO不具有柔性且铟资源稀缺,难以满足柔性电子器件等的发展需求。单壁碳纳米管(SWCNT)相互搭接形成的二维网络结构具有柔韧、透明、导电等特点,是构建柔性透明导电薄膜的理想材料。但已报道SWCNT薄膜的透明导电性能仍与ITO材料有较大差距。 /p p style=" text-indent: 2em " 因此,进一步提高SWCNT薄膜的透明导电特性是实现其器件应用的关键。分析表明,SWCNT透明导电薄膜中的管间接触电阻和管束聚集效应是制约其性能提高的主要瓶颈。一方面,由于SWCNT之间的接触面积小且存在肖特基势垒,载流子在搭接处的隧穿效应较弱,使得管间接触电阻远高于SWCNT的自身电阻;另一方面,虽然SWCNT的直径一般仅为1-2nm,但由于范德华力的作用其通常聚集成直径几十、上百纳米的管束以降低表面能;管束内部的SWCNT会吸光而降低薄膜的透光率,但对薄膜的电导几乎没有贡献。因此,研制高性能SWCNT柔性透明导电薄膜的关键是获得单根分散、低接触电阻的SWCNT网络结构。 /p p style=" text-indent: 2em " 最近,中国科学院金属研究所与上海科技大学物质学院联合培养的博士研究生蒋松在金属所先进炭材料研究部的导师指导下与合作者采用浮动催化剂化学气相沉积法制备出具有“碳焊”结构、单根分散的SWCNT透明导电薄膜(图1A)。& nbsp /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " span style=" text-align: center text-indent: 0em " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/d1a3d102-e0c5-4683-b29e-cc493258961c.jpg" title=" 1 高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展 仪器信息网.jpg" / & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /span /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px " 图1. 单根分散、具有碳焊结构的SWCNT网络。 /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px " (A)典型TEM照片;(B)单根SWCNT的百分含量统计; /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px " (C-D)无碳焊结构的金属性-半导体性SWCNT的I-V传输特性; /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px " (E-F)有碳焊结构的金属性-半导体性SWCNT的I-V传输特性。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 通过控制SWCNT的形核浓度,所得薄膜中约85%的碳管以单根形式存在(图1B),其余主要为由2-3根SWCNT构成的小管束。进而,通过调控反应区内的碳源浓度,在SWCNT网络的交叉节点处形成了“碳焊”结构(图1A)。 /p p style=" text-indent: 2em " 研究表明该碳焊结构可使金属性-半导体性SWCNT间的肖特基接触转变为近欧姆接触(图1C-F),从而显著降低管间接触电阻。由于具有以上独特的结构特征,所得SWCNT薄膜在90%透光率下的方块电阻仅为41Ω □-1;经硝酸掺杂处理后,其方块电阻进一步降低至25Ω □-1,比已报道碳纳米管透明导电薄膜的性能提高2倍以上,并优于柔性基底上的ITO(图2A-B)。利用这种高性能SWCNT透明导电薄膜构建了柔性有机发光二极管(OLED)原型器件,其电流效率达到已报道SWCNT OLED器件最高值的7.5 倍(图2C-D),并具有优异的柔性和稳定性。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/31a1c88d-964d-4fda-af47-d5b192bb42f2.jpg" title=" 2高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展 仪器信息网.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 图2. SWCNT 柔性透明导电薄膜和SWNCT 有机发光二极管。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " (A-B)SWCNT 柔性透明导电薄膜的光学照片及其透明导电性能对比;(C-D)SWCNT 有机发光二极管原型器件的光学照片及其光电性能对比。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 该研究从SWCNT网络结构的设计与调控出发,有效解决了限制其透明导电性能提高的关键问题,获得了具有优异柔性和透明导电特性的SWCNT薄膜,可望推动SWCNT在柔性电子及光电子器件中的实际应用。主要研究结果于5月4日在Science Advances在线发表(Sci. Adv. 4, eaap9264 (2018),DOI: 10.1126/sciadv.aap9264)。该研究工作得到了科技部、基金委、中科院等部署的相关项目的支持。 /p
  • 薄膜拉力测试仪在医药包装性能测试中的重要性
    随着医药行业对包装材料性能要求的不断提升,薄膜拉力测试仪在评估和确保包装质量中的作用显得尤为重要。本文将探讨薄膜拉力测试仪如何满足医药包装性能的测试需求。1. 医药包装的特殊要求医药包装不仅需要保护药品免受外界因素的影响,还需符合安全、有效、便捷等多重要求。因而,包装材料的机械性能,特别是拉力强度、耐撕裂性和耐穿刺性等,成为了检测的重点。2. 薄膜拉力测试仪的基本原理薄膜拉力测试仪通过施加均匀的拉力,测量材料在受力下的变形及断裂情况。它能够提供精确的数据,帮助研发和生产团队分析包装材料的性能。3. 应对医药包装性能需求的优势3.1 精确测试薄膜拉力测试仪具备高精度测量功能,可以准确评估医药包装材料在不同环境条件下的拉伸性能,从而确保药品在运输和储存过程中的安全性。3.2 多功能性除了拉力测试,许多现代薄膜拉力测试仪还配备了其他功能模块,如撕裂强度、穿刺强度等测试。这使得其能够全面评估包装材料的性能。3.3 兼容性强薄膜拉力测试仪适用于多种材料,包括塑料薄膜、复合材料等,符合当今医药包装日益多样化的趋势。4. 数据分析与质量控制4.1 结果的可视化薄膜拉力测试仪常配备数据分析软件,能够将测试结果以图表形式展示,便于研发团队直观分析。这有助于发现潜在问题,并及时进行改进。4.2 质量管理体系的支持测试数据可以作为品质保证的依据,帮助企业建立和完善质量管理体系,符合国际标准和法规要求。5. 展望未来随着科技的不断进步和医药行业需求的变化,薄膜拉力测试仪也在不断发展。未来,智能化、自动化的测试设备将更好地服务于医药包装行业,提升包装材料的质量和安全性。结语薄膜拉力测试仪在医药包装性能测试中扮演着不可或缺的角色。不仅能提供精准的测试数据,还能通过多功能性和数据分析,提高包装材料的质量与安全性。随着行业的发展,薄膜拉力测试仪的应用前景将更加广阔。
  • 行业解决方案 | 布劳恩赋能钙钛矿薄膜制备
    钙钛矿(Perovskite)是具有特定晶体结构的材料,晶体结构中可以嵌入许多不同的阳离子,从而可以开发多种工程材料。在过去几年中,这种材料已被广泛用于钙钛矿太阳能电池(PSC)的研发。钙钛矿太阳能电池是一类以金属卤化物钙钛矿材料作为吸光层的太阳能电池。作为第三代新型太阳能电池,在过去的几年里发展极为迅速。单节钙钛矿太阳能电池的转换效率已经从 2009年的3.8%上升到2023年的26.1%。钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池转换效率已达到33.7%,超过了单节晶硅太阳能电池所达到的最高转换效率。相比于晶硅电池,钙钛矿电池具有原料成本低、生产工艺简单,极限转换效率高、高柔性等优势,可以应用于光伏发电、LED等领域,发展前景广阔。作为光伏行业的重要参与者,MBRAUN在钙钛矿薄膜制备应用方面具备丰富的研发和产业经验。可结合客户需求,为客户提供从研发、中试到量产级别的设备,系统和半自动/自动化整体解决方案。以下是MBRAUN部分相关产品概览:01物理气相沉积钙钛矿材料具有蒸发温度低,腐蚀性强,难以共蒸等特点,从而影响工艺的可重复性和稳定性。MBRAUN专门设计了拥有专利技术的真空镀膜系统用于蒸镀低沸点钙钛矿材料。该系统的核心理念是对整个系统进行温度控制,以防止出现沉积后的二次蒸发现象。所有部件均均采用耐腐蚀材料和易于清洁维护的特殊设计,特别适用于具有腐蚀性和毒性的钙钛矿材料。目前该系统已被多个知名学府和研究机构应用,2022年12月,德国HZB使用PEROvap蒸镀系统制备的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的转换效率达到32.5%。02旋涂在实验室级别的钙钛矿研究中,旋涂法是最被广泛应用的一种方法。尽管这种方法材料利用率很低,且随着基底面积增大,中心和其辐射边缘成膜不再均匀,但是对于优化薄膜厚度,研究钙钛矿结晶及其分解机理有极大的方便之处。MBRAUN提供的旋涂设备具有可编程功能,能够编辑储存包括速度、加速度和旋涂时间在内的多个参数,方便用户灵活地开展前沿研究,尤其是研究对空气敏感的材料。同时可提供各种可选配件,如半自动注液系统、脚踏开关和内衬(便于清洁)等。全系列标准的和定制的真空吸盘,带有快速更换装置,使旋涂功能变得更加全面完善。03狭缝涂布狭缝涂布机的设备造价显著低于真空镀膜设备,却可以达到很高的材料利用率(高达95%)。狭缝涂布技术广泛应用于许多前沿高科技领域,可以将液体材料涂布到刚性或柔性基板上以制备功能膜层。特别是在大尺寸大容量薄膜太阳能电池的生产制造上,狭缝涂布技术不断获得业界关注并被普遍认为具备产业化潜力。在狭缝涂布技术应用中应特别注意环境中粉尘对涂布工艺的影响。在不合格的无尘环境下进行狭缝涂布工艺,纳米级薄膜(干膜厚度)将被完全破坏。为了避免这个问题,MBRAUN开发了小型洁净系统,可以在惰性气体环境下运行,并在该环境内同时实现ISO1的洁净等级。04热板湿法制膜设备需要经过良好的固化后才能形成均匀的薄膜,以制备高效率的器件。热板是MBRAUN工艺设备系列中的最新设计之一,用于在可控条件下固化在刚性基片上沉积的有机薄膜。具有非常好的温度均匀性、温控精度、工艺稳定性、可重复性,以及高度的灵活性,应用范围覆盖基础研究到复杂的制造工艺。05自动化当用户开始关注如何消除人为失误、增加产能以及提高工艺重复性和稳定性时,就一定会需要自动化解决方案。MBRAUN作为钙钛矿电池领域的整体方案头部厂商,在超净生产环境管控(无水、无氧、无尘),自动化物流,工艺生产和检测设备集成整合,生产安全管理,生产信息记录等领域具备丰富的技术和经验储备。多年来,MBRAUN设计并交付了一系列从半自动化到全自动化范围的高度集成的系统,为客户量身定制解决方案,充分满足客户的每个特定需求,在行业内获得高度好评。如果您有相关需求,欢迎致电布劳恩!
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