电子材料

美研发柔性混合材料电子技术 可制柔软硅集成电路

美国莱特—帕特森空军基地空军力量实验室展示了他们最新的柔性混合材料电子技术。研究人员认为，未来超薄的弹性高性能电子产品将会逐渐取代刚性印制电路板，在军事及日常生活中均大有用武之地。

该实验室本杰明·J·利威尔博士说：“这种混合电子技术，能充分融合传统的柔性电子元器件、高性能电子产品和新兴的3D打印方法，能将金属、聚合物和有机材料整合到‘墨水中，将整个系统以电子方式连接在一起。用这种技术，可以制成像塑料一样柔软、可以弯曲甚至折叠的硅基集成电路基材。”

利威尔介绍，为了让电子器件在装配后可弯曲或伸展，帕特森团队采用了液体镓合金作为电器互连材料。他说：“虽然这些液态合金通常在几分钟内就可以氧化成无用的材料，但研究团队找到了减少这种氧化过程的方法。”用特殊方法制作的超薄可折叠材料允许电路很贴合材料空间，甚至融入复杂的诸如飞机机翼或人类皮肤的弯曲表面。

在飞行器中，这种混合柔性系统可用来监测压力和应力；通过微型嵌入式天线，可向地面人员报告飞行员的健康信息；可穿戴的生物传感器在测量心跳、出汗水平、温度和其他生命体征的同时，还能实时测量疲劳和潜在认知问题的指标。

利威尔透露，另一个军事应用是将其放置在“地堡克星”炸弹上，初步测试表明柔性电路能在炸弹被释放出飞机后、与地面接触的初期保持活性并引爆武器。

在日常生活中，利威尔预测，这种灵活的电子系统可以实时监测桥梁和其他基础设施的施工条件；在医疗应用中，可以反馈运动员训练时的身体指标或实时监控病人的重要生命体征。（科技日报）

新型材料有望带来超快全光通讯技术比传统硅基电子设备要快10倍

美国普渡大学研究人员开发出一种新的“等离子氧化材料”，有望带来超快全光通讯技术，至少比传统技术要快10倍。相关论文发表在近期美国光学协会的《光学》杂志上。

光通信是用激光脉冲沿光纤来传输信息，用于电话服务、互联网和有线电视；而全光技术无论是数据流还是控制信号都是光脉冲，不用任何电信号来控制系统。论文第一作者、博士生纳萨尼尔·金赛说，对数据传输来说，能调制反射光的量是必要条件，“我们能设计一种薄膜使反射光增加或减少，利用光反射的增减来编码数据，反射的变化会导致传输的变化。”

研究人员证明了铝掺杂氧化锌（AZO）制造出的光学薄膜材料是可调制的。他们用铝掺杂氧化锌，在氧化锌中浸满了铝原子以改变材料的光学性质，使它在特定波长下变得像一种金属，而在其他波长下像高电阻介质。

AZO薄膜的折射率接近于零，它能利用电子云状的表面等离激元来控制光。脉冲激光会改变AZO的折射率，从而调制反射光的量。这种材料能在近红外光谱范围工作，可用在光通讯中，并与互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容。

研究人员的设想是利用这种材料来创造一种“全光等离子调制器”，或叫光学晶体管。在电子设备中，硅基晶体管负责开关电源、放大信号。光学晶体管是用光而不是电来执行类似任务，会使系统运行大大加速。

用脉冲激光照射这种材料，材料中的电子会从一个能级（价带）移动到更高能级（导带）并留下空穴，最终与这些空穴再次结合。晶体管开关的速度受限于完成这一周期的时间。在他们的AZO薄膜中，这一周期约为350fs，比晶体硅要快约5 000倍。把这种速度提升转化到设备中，至少比传统硅基电子设备要快10倍。（科技日报）

AMD推出全球最小、最省电显示卡

AMD持续将显示卡设计推向极致，发表全新产品AMDRadeonR9Nano，为史上最快的MiniITX显示卡，透过超静音、超精巧的PC设计，让玩家可以在自家客厅尽情享受4K游戏。今年6月，AMDRadeonR9Nano显示卡首次在洛杉矶的E3电子娱乐展上曝光，向全球玩家展示其优异性能，搭载代号“Fiji”绘图晶片，包括先前推出的AMDRadeonR9Fury与R9FuryX显示卡，AMDRadeonR9Nano为今年推出的第3款“Fiji”产品。AMDRadeonR9Fury系列显示卡产品以“Fiji”晶片作为运算核心，象征PC游戏的全新转捩点，采用高频宽记忆体（HBM），在超高解析度模式下，提供极致功耗效率与运算效能，同时也提供卓越的VR虚拟实境体验及流畅的游戏画面，而AMDRadeonR9Nano更为世界各地的狂热级玩家带来革命性的小型尺寸，满足各种需求。

和上一代AMDRadeonR9290X显示卡相比，AMDRadeonR9Nano显卡效能提升30%，以及功耗降低30%，功耗仅为175W，是全球超节能的MiniITX狂热级显示卡。仅6寸长的空冷电路板，代表的是全新的一个产品类别，不论是游戏玩家、PC改装玩家或系统整合业者，皆能打造前所未见的外型精巧且独特的超小型电脑尺寸，开创崭新的时尚PC设计时代，这些PC整体体积不超过家用DVR录影机或游乐器大小，并且可完全契合而不显突兀。

AMD全球副总裁暨运算与绘图事业群产品部门总经理MattSkynner表示，藉由RadeonR9Nano显示卡，AMD将4K游戏体验完美融入至客厅环境中，拥有超静音且超迷你的设计外型，却可在最新的API包括DirectX12与Vulkan上，运行多款现今热门游戏，是目前市面上绝无仅有的卓越设计。AMDRadeon显示卡产品为PC游戏开创全新时代，搭载优异效能、无与伦比的GPU设计，并带来许多革命性技术。（工商时报）

日本2016年量产OLED照明调光/调色面板成本有望再降2/3

Pioneer、三菱化学（Mitsubishi Chemical）8月26日宣布，已研發出制造成本可压低至现行约1/3以下水准、且可变更光线强度/光色的OLED照明用调光/调色型面板产品，并预计于2016年初开始进行量产出货。

新闻稿指出，此次研发的产品有92mm×92mm、69mm×66mm和55mm×50mm等3款，其最大亮度为2000cd/m2、色温为3000～5000K、厚度为1.08mm。

Pioneer和三菱化学于2012年就开始出货“真空蒸镀式”OLED照明模组（面板），之后于2014年开始量产采用“发光层涂布型（借由涂布制程形成发光层）”生产技术、可压低制造成本的OLED照明模组。

有关数据表明，预计2020年底全球OLED市场可达14亿美元。

OLED以片状光源取代LED的点状光点，光线不眩目刺眼，也不需遮光罩阻隔，还可折叠弯曲，用途更广。除Pioneer/三菱化学之外，OLED照明面板厂还包括KonicaMinolta、飞利浦（Philips）、杜邦（DuPont）等。（中国半导体行业协会）

新加坡国立大学研究新发现：蓝色LED可保鲜食物

新加坡国立大学的一个研究团队的最新研究发现，蓝色LED可能成为一种不含化学物质的食物保鲜法。科学家们表示，使用这种方法的最佳条件是4～15℃下，pH4.5的弱酸环境。刚切开的水果和即食肉类等酸性食物在低温和蓝色LED的环境下，不需要进一步化学处理就能保鲜。

虽然LED通常作为节能光源，但它们同时有抑菌效果。细菌的细胞中含有光敏感化合物，会吸收电磁波谱中的可见部分（400～430nm）而这部分主要就是蓝色LED光。暴露在蓝光LED下会引发细胞内部的一系列反应，最终导致其死亡。

研究团队将3种主要食源病原体--李斯特菌（Listeria monocytogenes）、大肠杆菌O157：H7（Escherichia coli O157：H7）和鼠伤寒沙门氏杆菌（Salmonella Typhimurium）置于蓝光LED下，并分别调整到不同的酸碱值。

结果发现，在酸性或碱性条件下，抑菌效果都比中性要好。酸性条件对李斯特菌抑制性更强，而对于大肠杆菌O157：H7和鼠伤寒沙门氏杆菌来说，碱性环境效果最好，但酸性环境也能达到有效的抑制。该研究团队2013年的一项研究发现，低温下蓝光LED对细菌的抑制作用最强。

研究负责人Yuk Hyun-Gyun副教授说：“把这些结果结合起来，我们发现了一种在低温下不用化学处理来保存酸性食物的可能方法。这可能满足人们对天然食物不断增长的需求，而不需要依靠酸味剂和人工防腐剂等化学物质来保藏食物。”

这些发现对食品保鲜柜和食品供应有着潜在价值，用来保鲜切好的水果、即食的海鲜例如寿司和熏三文鱼以及冷肉产品。这项技术还可以用于零售商，例如美食街和超市。（中国电子材料行业协会）

美国科学家成功研发不含稀土的LED荧光粉

美国研究人员声称已经成功研发出更便宜、寿命更持久的白光LED。他们将在近期举办的第250届美国化学学会（ACS）全国会议暨博览会上讨论此项发明。来自美国罗格斯大学且参与该项研究的团队成员ZhichaoHu介绍说：“如果美国有更多的人在家里或企业使用LED，那么该国的耗电量可减少一半。”当时，他是一名研究生。现在，他是罗格斯大学博士后，主要研究稀土元素领域。

当前的LED技术通常是使用单个半导体芯片来产生蓝光，然后依靠黄光发光荧光粉涂层将颜色转换成白色。这种荧光粉由掺杂了铈的钇铝石榴石（由稀土元素组成）制成。而这些稀土元素非常昂贵，且供应有限，他们主要来自于美国以外的采矿作业。

该研究团队正在研发以混合磷为基础的技术，其声称该技术可使LED的寿命更持久、效率更高、成本更低。他们结合普通富含土壤的金属和有机发光分子产生可控的LED白光熒光粉。通过改变金属及有机成分，研究人员可以系统地调整荧光粉对人眼最能接受的区域可见光光谱的颜色。他们还继续试验研发其他基于不同的金属和有机化合物的不含稀土的LED荧光粉。

许多材料都存在组合的可能，所以他们最初计算了各种排序的可能性，预测各种金属和有机物组合会发出何种颜色的光，然后进行试验测试，找到最佳组合。

他们这种方法允许覆盖包括黄色和白色的整个可见范围的带隙和光发射能够进行系统微调。因此，他们研发的LED灯能够微调出一种暖白光，类似于廉价低效的白炽灯。这在普通照明应用中有着重要意义。

对某些材料进行试验的结果显示，该团队运用目前的方法能够减少LED90%的成本。他们已申请美国专利，并在探讨生产的可能性。

该项目研究的经费由国家科学基金会和美国罗格斯大学提供。Hu目前也受到了美国国家能源部重要材料研究所的资助。（中国半导体行业协会）

日本研制出耗电减半的下一代半导体

日本松下电器研发出利用氮化镓制作的半导体，电能损耗较现有同类制品降低50%。计划于2016年实现量产。

目前，氮化镓做为半导体材料多被用于蓝光二级管（LED）。控制电压的半导体多用碳化硅制作。由于其优异的节电性能，氮化镓被称为替代碳化硅的“终极半导体材料”，世界各国正在加紧研制。

松下率先推出氮化镓半导体量产计划，期待以此改变其半导体事业连年赤字的被动局面。据称，目前已有10家日本国内外企业与之开展供货洽谈。（科技部）

美解决激光短板研发基于LED的超快速WiFi

由美国亚利桑那州立大学电子、计算机和能源工程学院的宁存政（音译）领导的团队研制出一种新奇的纳米薄片。这块纤细半导体的大小仅为头发丝的1/5，厚度仅为头发丝厚度的千分之一，其拥有3个平行的部分，每部分能发出红、蓝、绿三原色中的一种颜色的激光。整个设备能发射所有可见光的激光，从红色到绿色再到蓝色，或2者之间的任何颜色，当三原色“相遇”时，就出现了白色的激光。

最新研究让激光替代LED成为主流LED光源向前进了一步。激光更亮、能效更高且能提供更精确和生动鲜艳的显示颜色，可用于计算机和电视屏幕上。研究人员也证实，他们的新型设备能发出比目前的显示器工业标准多70%的颜色。

该研究的另一个重要应用或将是可见光通讯领域，未来室内照明系统或也可用于通讯。科学家们目前正在研发的技术名为“Li-Fi”（也就是可见光无线通信，利用快速的光脉冲无线传输信息）。而现在的“Wi-Fi”使用的是无线电波。Li-Fi的速度可以达到Wi-Fi的10多倍，而白色激光Wi-Fi可能是目前正在研发的基于LED的Li-Fi的10～100多倍。

尽管这个概念非常重要，但要想将这种发白光的激光器应用于现实生活中的照明或显示屏系统内，还面临很大的障碍。研究人员表示，接下来的关键是在电池的驱动下获得同样的白色激光。就目前的演示而言，研究人员必须使用一台激光器来让电子发光。最新实验将为最终在电操作下获得白色激光铺平道路。（中国半导体行业协会）

国产液晶显示技术首次领先世界

国家显示技术研发基地东南大学显示技术研究中心今天给出了一份相当有意思的报告，其中显示中国显示技术已经全球登顶，远超日韩。

东南大学显示技术研究中心发布高端电视对比研究结果显示，海信ULED电视在画质等方面超越SUHD和OLED。据东南大学显示技术研究中心李晓华教师介绍，此次对比研究选取了三星SUHD（UA65JS9900）、LG OLED（65EC9700CA）、海信ULED（LED65XT910X3DU），由20名博导、教授及研究生对清晰度、色彩等10项核心指标进行对比研究。

研究结果显示，在10项最主要的画质指标中，ULED的峰值亮度、动态对比度、色域覆盖率、功耗等5个指标优于三星SUHD和LG OLED。黑场亮度、水平、垂直像素数3项指标三者相当，整体参数ULED占明显优势。（东南大学）

中科大首次成功研制高维固态量子存储器

近日，中国科技大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组，日前在固态系统中首次实现对三维量子纠缠态的量子存储，保真度高达99.1%，存储带宽达1000MHz，存储效率为20%，该存储器还具有对高达51维量子态的存储能力。成果8月13日发表在物理学国际权威期刊《物理评论快报》上。

远程量子纠缠，是实现长程量子通信、分布式量子计算及量子精密计量的核心资源。但由于光子损耗，量子纠缠分配的距离被限制在百公里量级。理论上，基于纠缠光子的量子存储及纠缠交换技术构建量子中继，可以建立千公里量级的量子网络，但预期传输速率非常低。提升速率主要有两种手段，即对量子态进行高维编码，或使用多模式量子存储器，但当前进展并不如意。

李传锋研究组2012年建立我国首个固态量子存储研究平台，并在国际上率先实现光子偏振态的两维固态量子存储，创造了99.9%的保真度这一世界最高水平。近2年来，他们通过优化设计和改进技术，存储带宽由100MHz提升至1000MHz，存储效率由5%提升至20%。在此基础上，他们利用光的轨道角动量进行编码，首次研制出窄带高维纠缠光源，然后将此纠缠源存入固态量子存储器中，结果显示三维纠缠态的存储保真度达99.1%。

李传锋表示，高维轨道角动量存储技术可用于存储器的多模式存储，以提升量子网络传输速率及未来量子U盘的存储容量。利用多模式存储，这种新颖的量子存储器存储容量有望超过100万个量子比特。本成果為固态量子存储器的集成化、规模化应用打下重要基础。（安徽日报）

合工大研究LED荧光材料获重大成果

近日，从合肥工业大学科研小组在钇铝石榴石系列LED荧光材料及其光色调控机制方面取得重要成果，为进一步提高LED荧光材料性能提供了重要手段。

大功率LED器件广泛应用于家庭及户外公共照明，然而LED照明光源在长时间使用时，会出现亮度变暗并发生颜色漂移问题。合肥工业大学材料科学与工程学院陈雷副教授和蒋阳教授课题组对这个问题展开科研。他们通过一系列实验手段，结合理论计算，对钆（Gd）离子取代造成的光谱红移、强度下降和热稳定性变差的本征机制给出了一种全新解释。由于Gd离子半径较大，在钇铝石榴石刚性结构中会造成电子云挤压变形，造成晶体场增强、电子有效质量减轻、电子铺展能级范围扩大和带隙减小，进而导致发光效率下降与热稳定性降低。近日，这一研究成果刊登于英国《自然》杂志的系刊《科学报告》上。

据介绍，这一理论不仅科学解释了Gd取代后的钇铝石榴石荧光粉发光现象，而且对开发新型刚性结构荧光材料具有重要的指导意义。“未来可以指导开发具有特定色泽的人造宝石晶体，赋予更加绚丽多彩的颜色，例如各种人造钻石、蓝宝石和红宝石等，不但呈现高透光率与反光率，而且可以订制特定色泽使之光鲜夺目。”陈雷副教授介绍。（合肥工业大学）

我国首片自适应芯片发布 有部分损坏也可正常使用

青岛若贝电子有限公司近日发布了中国首片自适应芯片，具有完全自主知识产权。从美国硅谷回国创业的80后吴国盛，带领公司团队通过近2年的努力，实现了自适应芯片研发的突破，申请了国际专利，填补了国内芯片领域的空白。自适应芯片是一种快速动态可重构的芯片，利用时间和空间进行转化，让计算机根据不同的任务动态改变芯片的架构，实现不同功能。芯片可以设置自检，一旦发现有损坏的单元，可避开损坏单元进行重配置。即使芯片有部分损坏，也不影响正常使用，这是其他芯片无法实现的。自适应芯片在航空航天、机器人、监控和医疗器械等领域应用广泛。（经济日报）