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电子材料

2017-04-23

新材料产业 2017年2期
关键词:钙钛矿芯片

新加坡研究人员在柔性电子器件研发领域获得重大突破

最近,新加坡国立大学的一个科学家团队,成功开发出一种导电聚合物膜,它具有前所未有的良好欧姆接触特性,可在包括有机发光二极管、太阳电池和晶体管在内的塑料电子器件中显示优越的性能。

研究人员最为关键的发现是找到了使聚合物膜达到指定欧姆接触特性所需的极限功函的方法。功函是电子从聚合物膜表面逃逸到真空中所需要的最小能量。研究人员用低成本制作工艺制得的聚合物膜,功函高至5.8eV,低至3.0eV。

新加坡国立大学理学院物理系的高级研究员,研究团队的负责人Png RuiQi博士解释说,一直以来,缺少获得良好欧姆接触特性的方法都是阻碍柔性电子器件发展的瓶颈所在。我们的研究工作彻底克服了这一挑战,为获得更多、性能更加优良的有机半导体器件开辟出了一条全新的道路。(工业和信息化部电子科学技术情报研究所)

俄罗斯航天系统公司研发出小型电位传感器将有助于增加卫星寿命

近日,俄罗斯航天系统控股公司称,其开发出一款小型电位监测装置,可用于保护航天器的电子器件不受电磁损坏和干扰,延长航天器寿命。该装置尺寸仅是现有类似产品的1/4,因此在微卫星上也可使用,其性能已经通过各项试验完整确认,具备量产条件。

太空中等离子体和电磁辐射环境会造成航天器表面带电,其表面各部分的充电情况根据材料性质和与太阳相对方向的差异而有所不同,产生的电势值可以达到几十千伏。航天器表面各部分的电压差将引起放电风险,可能破坏有效信息传输,或损坏部分电子元器件。因此航天器和火箭上都安装有特殊的传感器,用来监控表面静电场和放电情况。

新型传感器的质量只有40g,而当前同类产品为300g,因此原来安装1个传感器的航天器上现在可以安装7个,这将显著增加航天器主被动电气保护系统的计算精度。

研制小型传感装置是新一代小型航天器(微卫星和纳卫星)机载设备制造工作的重要部分。未来,新的传感器还将用于监控航天器的仪器内部带电情况。小尺寸、低质量、低功耗,加上高可靠性和高辐射稳定性,新的传感器将为各类航天器提供电位监测保障。(中国航天系统科学与工程研究院)

美国开发可用于下一代电力电子器件的新型半导体

美国研究人员利用一种名为β氧化镓的半导体开发出高性能晶体管,可制造用于电力网、军用舰船和飞机的新型超高效开关。该技术可用于取代现用低效和笨重的电力电子开关并降低能源消耗。该晶体管全称为绝缘体上氧化镓(GOOI)场效应晶体管,由于具有超宽能带,因此特别适合用于制作高压设备的开关。

研究人员称,与其他可用于制作晶体管的半导体相比,用β氧化镓制作的器件拥有更高的击穿电压,即设备的失效电压。

研究人员称普渡大学研究团队已经实现了高于其他半导体研究团队10~100倍的电流。该材料面临的一个问题是材料热性能差。为解决这问题,未来研究将考虑把材料附加在金刚石或氮化铝基片上。(中国船舶工业综合技术经济研究院)

新型多铁性材料有望实现更好的存储器

传统的计算机存储器,称为“DRAM”,使用电场来存储信息。在DRAM中,电荷的有无由数字1或数字0表示。但这种类型的信息存储是暂时的,并且当计算机关闭时信息会丢失。新型的存储器,MRAM和FRAM,使用铁磁性和铁电性持久的存储信息。然而,迄今为止没有任何技术将这2者结合起来。

为了应对这一挑战,由东京工业大学材料与结构实验室Masaki Azuma教授,以及东京科技九州大学Hajime Hojo副教授领导,名古屋研究所Ko Mibu教授和其他5个研究人员参与的研究团队展示了铋铁氧体BiFe1-xCoxO3(BFCO)薄膜的多铁性质。多铁性材料表现出铁磁性和铁电性,有望用于多状态存储器件。此外,如果2个性质被强耦合在一起,并且通过施加外部电场反转磁化,则多铁材料可用作低功耗磁存储器。

Azuma教授的团队通过使用脉冲激光在SrTiO3(STO)基板上沉积并进行外延生长,成功地合成了纯BFCO薄膜。然后他们进行了一系列测试,表明BFCO在室温下具有铁电性和铁磁性。他们通过施加电场来操纵铁电极化的方向,结果显示BFCO具有与BiFeO3基本相同的低温环形自旋结构,在室温下变为具有铁磁性的共线自旋结构。(工业和信息化部电子科学技术情报研究所)

新型添加剂使钙钛矿 LED更稳定高效

美国普林斯顿大学研究人员发表论文称,他们开发出一种新技术,通过添加有机卤化铵,制造出了成本更低、效率更高且性能更稳定的钙钛矿LED。

钙钛矿多为立方体或八面体,具有奇特属性。它可以是半导体,也可以是超导体,取决于其结构。作为一种新型功能材料,钙钛矿在环境保护和工业催化等领域具有很大的开发潜力。近几年,因其在太阳能电池领域的应用而受到持续关注。

有机无机杂化的钙钛矿材料也被很多科学家视为氮化镓等LED制备材料的替代品,但成膜效率低、稳定性不高这2个缺点制约了其在LED领域的应用。此次,普林斯顿大学研究人员开发的新技术解决了这一问题。他们在论文中称,在制造钙钛矿薄膜时,在钙钛矿溶液中添加有机卤化铵,尤其是长链有机卤化铵,会使钙钛矿晶体颗粒小很多,制成的钙钛矿薄膜更薄、更光滑。而这样的钙钛矿薄膜意味着更好的外部量子效率,会使LED的效率更高,稳定性更好。(科技日报)

惠普实验室打造新型光学芯片

近日,惠普实验室的研究人员已经构建出一种新型光学芯片,这称得上是全球最复杂的光学芯片之一。据称,该光学芯片能比常规芯片更高效、更快速地执行优化计算任务,消耗的能量也更少。

据相关报告称,惠普实验室团队构建了一个光学设备,包含有1 052个光学组件协同工作,可以进行复杂计算任务。

这就像是一种基于光的所谓的伊辛机。伊辛机设備通常用温度波动编码复杂计算问题,并且通过辨别电子自旋方向如何在外界温度变化的影响下随着时间稳定而获得问题的解决方案。

相比之下,惠普实验室的新型光学芯片则用光束代替电子,利用光的偏振特性模拟电子的2个自旋态。同样的,该新型光学器件通过小型加热器编码问题,光束在芯片的各个区域周围扫动,直到光束达到稳定状态,则获得解决方案。(麻省理工科技评论)

美研发出可拉伸晶体管

斯坦福大学化学工程系教授鲍哲楠课题组日前研制出一种可拉伸晶体管,即便被拉伸至原有2倍长度,其导电性也只有极微小下降。现有坚硬的可穿戴电子产品有望因此变得像人的皮肤一样柔软富有弹性,甚至可以成为具有功能性的人体“第2层皮肤”。

斯坦福化学工程系博士后徐洁和王思泓表示,此前设计一种能在被拉伸时维持导电性的晶体管颇为困难。测试显示,在被拉伸至原来长度的2倍时,该薄膜的导电性仅下降了6%,100个拉伸周期后,薄膜并未出现明显的裂缝。用该薄膜和碳纳米管作为电极制成的可拉伸晶体管能贴在人手指关节皮肤处,在手指来回弯曲时,该晶体管的导电性保持稳定。

在医疗领域,可使植入式医疗器件变得柔软有弹性,极大降低对人体带来的侵入损害和排异性反应,同时显著增加生物信号采集和原位治疗的位点密度和准确性。(科技日报)

中国成功研制世界上最亮的极紫外光源

中国科学院研制的“大连光源”发出了世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲,单个皮秒激光脉冲产生140万亿个光子,成为世界上最亮且波长完全可调的极紫外自由电子激光光源。

在这样的极紫外光照射下,区域内几乎所有原子和分子都“无处遁形”。因此,“大连光源”可被用于观测与燃烧、大气以及洁净能源相关的物理化学过程。

中科院副院长王恩哥说,这是中国科学院乃至中国又一项具有极高显示度的重大科技成果,装置中90%的仪器设备均由中国自主研发,标志着中国在这一领域占据了世界领先地位,将大大促进中国在能源、光学、物理、生物、材料、大气雾霾、光刻等多个重要领域研究水平的提升。

自由电子激光是国际上最先进的新一代先进光源,也是当今世界先进国家竞相发展的重要方向,在科学研究、先进技术、国防科技发展中有着重要的应用前景。

“大连光源”是中国第1台大型自由电子激光科学研究用户装置,是当今世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置,也是世界上最亮的极紫外光源。

据介绍,“大连光源”的波长可在极紫外区域完全连续可调,具有完全的相干性;该激光可以工作在飞秒或皮秒脉冲模式,可以用SASE(自放大自发辐射)或HGHG(高增益谐波放大)模式运行。(新华社)

重庆液晶面板低成本光刻工艺取得突破

中国科学院重庆绿色智能技术研究院近日成功研制了用于微电子光刻的“2-12英寸UVLED平行光曝光模组”及用于PCB、液晶面板和触摸屏等光刻装备的“5kW、8kW、10kW汞灯替代UVLED光源模组”系列产品。

据相关项目负责人介绍,光刻机是液晶面板制造装备中投资份额最大的关键装备,其关键技术始终受制于国外企业,限制了行业发展。为打破液晶面板行业光刻装备国外垄断的局势,针对电子信息领域对技术先进、节能环保的低成本曝光装备需求,中科院重庆研究院开展了基于UVLED光源的新型曝光模组研究,突破了LED/LD光学扩展量求解与束角变换理论、LED多自由曲面精确配光技术、紫外波段自由曲面无机光学元件批量化制造技术、光机电系统集成等多项关键技术,成功研制了用于微电子光刻的“2~12英寸UVLED平行光曝光模组”及用于PCB、液晶面板和触摸屏等光刻装备的“5KW、8KW、10KW汞灯替代UVLED光源模组”系列产品,产品强度、均匀度等多项关键指标均优于国外原厂配置,并可满足2um级线条的制作,产品技术达到国际领先水平。目前,研发团队已与重庆方正、深南電路等大型企业达成合作协议,配合企业完成光刻装备的升级改造,市场上该类光刻装备超过5万台,产值将达50亿元以上。(中国电子材料行业协会)

郑州大学研究团队在高性能钙钛矿LED研究方面取得新进展

近日,郑州大学材料物理教育部重点实验室的史志锋副教授等人与吉林大学合作,在新型钙钛矿基发光器件方面取得新进展,他们创新性地设计并制备了一种全无机异质结构的钙钛矿LED,其发光效率和稳定性大大优于已有的钙钛矿基发光器件报道。

郑州大学的史志锋等人创新性地采用无机氧化物半导体作为电荷注入层,首次制备出基于CsPbBr3量子点的全无机异质结构,该器件的亮度可达3 809cd/m2,外量子效率约为2.39%。更重要的是,该多层异质结构器件在无封装、空气环境条件下,可在直流驱动下连续工作10h以上,其工作稳定性要大大优于采用传统聚合物材料作为载流子注入层的钙钛矿LED报道。该器件结构既可以充分发挥CsPbBr3量子点材料高光学增益的独特优势,又能结合Zn(Mg)O、Ni(Mg) O系薄膜材料工艺成熟、导电稳定和结晶特性良好等优点,这对未来高稳定性钙钛矿基LED的设计与发展提供了新的思路,有望推动其产业化进程。(中国半导体行业协会)

高通推出体积更小芯片智能手机有望进一步瘦身

移动芯片制造商高通近日推出了最新旗舰处理器——骁龙835。据悉,骁龙835所占用的体积比其前代产品小约35%,而且节能约25%。

由于消费者对智能手机的要求越来越多,电池续航能力已经成为手机用户的最大痛点。高通高级副总裁兼骁龙产品经理凯斯·克莱辛(Keith Kressin)表示,该公司推出的这款芯片在节能上有着非同寻常的提升,其耗电量为数年前同类产品的一半。手机制造商目前寻求新途径实现自身产品的差异化,以便在增长缓慢的智能手机市场吸引更多的消费者。包括三星电子、LG以及小米在内的高通客户有意在其旗舰机型中配置最新骁龙芯片,预计搭载这款芯片的手机最快将于2017年上半年问世。

雷同的方块型外部设计最近数年几乎没有发生变化,不过克莱辛预计,由于骁龙芯片的重大提升,今年智能手机的外观将出现更多实验性改变。克莱辛预计今年将出现模块化的设计、可折叠显示屏以及更轻薄的手机。(中国半导体行业协会)

索尼称造出世界最小100万像素传感器

索尼日前对外展示了一款新摄像头,其搭载的是一块2mm款100万像素的传感器。索尼宣称,这是世界上最小的100万像素传感器,它可以缩小智能手表、其它小型轻量设备的尺寸,或者使产品更具特色。

索尼为传感器搭配了一个镜头,尺寸2.6mm。摄像头通过电路与小型设备的其它部分连接,电路同样很小,其导线针数减少到20针,从而缩小了连接器的尺寸。镜头与传感器整合在一起,当中还包括了柔性电路板,总重量不到1/10g。

除了尺寸超小,索尼还说新的摄像头模组能耗极低。如帧速降低,摄像头的功耗最高只有8MW,如帧速率保持在60fps,功耗最高只有55mw。摄像头可以用240fps的速度捕捉图像,支持3种不同的高速扫描模式,如果按最速度拍摄,分辨率会降低到324像素。

传感器和镜头模组有2个版本,彩色版和黑白单色版。索尼说传感器主要针对可穿戴设备、移动设备、小型无人机。(中国半导体行业协会)

中电海康存储芯片研发及中试基地项目开工

1月13日,中电海康存储芯片研发及中试基地项目开工。据悉,该项目投资13亿元,占地50亩,计划于2017年9月投用;中试运营成功稳定后,后期产业化投资将达到百亿元级规模。

目前,国际芯片巨头因特尔、三星、东芝、美光以及全球最大的2家半导体厂商台积电和格罗方德等,都在磁旋存储器领域进行布局并即将规模产业化。

海康驰拓的研发团队,由多位在信息存储芯片设计与制造领域有着丰富经验的“国千”和“省千”专家领军,成员均来自国际著名的半导体设计及生产厂商、知名存储业务公司或是全球规模最大的非私营信息存储技术研究机构,掌握着高端信息存储器件产业的相关核心技术。(中国半导体行业协会)

国科微电子发布全国产标准直播卫星高清芯片—GK6202S

国科微电子近期正式发布新一代支持国家标准与技术集大成的直播卫星高清芯片——GK6202S。该芯片完全支持TVOS2.0、AVS+、ABSS、DRA、DCAS、北斗等国产标准,不仅能为广大直播卫星电视用户提供画面质量高达1080P@60fps的高清视觉体验,也能为众多的直播卫星机顶盒厂商提供性能更强、性价比更高的高清机顶盒方案。

该芯片搭载双核ARMA7CPU,提供近4000DMIPS的处理能力,能很好支持我国自主创新研发的智能电视操作系统(TVOS2.0)TVOS-H5单平台方案,并且支持AVS+、DRA等多种国产自主音视頻编解码标准。

GK6202S内置有安全CPU,支持TEE可信任执行环境,满足高级安全要求,支持我国自主知识产权的可下载条件接收(DCAS),提供更安全灵活的直播卫星广播电视业务保护方案。同时,内置的北斗接收模块可快速准确进行北斗定位,并且在芯片内为位置信息提供安全数据通路,防止位置信息被篡改或伪造。为高精度、高可靠的绝对位置定位管理提供了技术手段和安全保证。GK6202S还集成直播星解调及多种PHY和DAC,可为新一代直播卫星高清机顶盒提供高性价比解决方案,并方便进行增值业务扩展。(重庆日报)

木林森55亿元LED项目开工 义乌打造LED全产业链

日前,总投资55亿元的木林森LED项目举行开工仪式。据了解,该项目是省级特别重大产业项目,也是浙商回归项目,主要生产LED照明、半导体材料及其配套的五金材料等,总建筑面积51万m2,建设周期为6年。项目达产后,预计可实现年销售收入100亿元以上,年纳税6亿元以上,可解决就业1万人。

木林森股份有限公司是国内领先的集LED应用产品为一体的综合性光电高新技术企业,LED销售规模位列国内第1。作为LED产业链下游企业,木林森LED项目的落地,标志着义乌LED光电全产业链已初步形成。而在2016年5月,总投资60亿元的华灿光电项目正式落地义乌,这个以LED外延、芯片生产和蓝宝石深加工为主的项目,填补了义乌乃至全省LED产业链上游的空白。此外,总投资20亿元的瑞丰光电LED扩产暨新能源项目一期工程也将于近日建成投产。(中国半导体行业协会)

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