电子材料

研究人員测量出低成本半导体近乎完美的性能

斯坦福大学的研究人员专注于研究量子点重新发射它们所吸收的光时效率，这是衡量半导体质量的一个指标。之前对量子点效率的研究至多能推断出量子点的高性能，此次研究则首次给出了一种测量方法，使研究人员能够自信地证明量子点可以比肩单晶。

研究小组成员之一，加州大学伯克利分校纳米科学和技术学教授Alivisatos强调，某些新技术和新材料要求研究人员清楚地了解半导体的效率，因此该测量技术能够引领这些新技术和新材料的发展。

能够替代昂贵的制造设备并不是量子点的唯一优势。甚至在此项研究之前，就有迹象表明量子点的性能可以接近或超过一些最好的晶体。量子点还是高度个性化定制的。通过调节它们的大小就可以调节它们发出的光的波长，这对基于颜色的应用程序来说是一个有用的特性，比如标记生物样本、电视或电脑显示器。

研究小组使用的技术包括检查被激发的量子点产生的余热，而不是仅仅评估光的发射，因为余热是低效发射的标志。这种技术通常用于其他材料，从未以这种方式被用于测量量子点，而它的精确度是过去用过的其他方法的100倍。（中国电科发展战略研究中心）

美国建设弹道导弹防御氮化镓（GaN）雷达系统

阿拉斯加州安克雷奇——美国正在阿拉斯加州中部建造一个新的弹道导弹防御系统，该系统包括一个基于氮化镓（GaN）的固态有源电子扫描阵列（AESA）预警雷达。固态GaN雷达使用了洛克希德·马丁公司的开放式GaN铸造模型，该模型充分利用了战略GaN供应商的关系。（工业和信息化部电子第一研究所）

半导体堆叠起来时，材料趋于量子化

由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）领导的一个研究小组已经开发出一种简单的方法，可以将普通的半导体材料转变为量子计算机——以非凡的电子行为为特点的超薄设备。这种进步有助于革新许多旨在实现节能电子系统的行业，并为新颖的物理学提供平台。

最近在《自然》杂志上在线发表的研究报告描述了这一新方法。该方法将二维材料——二硫化钨和二硒化钨层叠在一起，形成具有复杂图案的材料，也称为超晶格。二维材料只有一个原子厚，类似于纳米尺寸的构建块，可以任意堆叠形成微小的器件。当两种2D材料的晶格相似且匹配良好时，可形成“莫尔超晶格”的重复图案。

研究人员接下来计划测量这种新的量子系统如何应用于光电子学，这涉及光学在电子学中的应用。（工业和信息化部电子第一研究所）

日本研发高电子迁移率单极N型薄膜晶体管

日本东京理工大学的研究人员研发了一种处于世界领先地位的单极N型薄膜晶体管，其电子迁移率可达7.16 cm2/Vs。这一成就预示着有机电子器件激动人心的未来，包括创新的柔性电子显示器和可穿戴技术的发展。

N型半导体材料具有电子优势，而P型材料具有空穴优势，研究人员解释说，由于电子与空穴相比，更加的不稳定，因此想要得到稳定的N型半导体聚合物是有机电子器件的一大挑战。合成的材料具有更好的分子结构和更强的强度，这有助于提高电子的迁移率。（工业和信息化部电子第一研究所）

俄罗斯研制出新型振动传感器

俄罗斯国立研究型技术大学莫斯科国立钢铁合金学院研究人员研制了一种新型振动传感器，用于建筑物和桥梁状态诊断仪器以及航天器。传感器使用无铅铌酸锂（LiNbO3）晶体。研究成果发表在《Sensors》杂志上。

铌酸锂晶体比振动传感器制造商目前使用的锆—钛酸铅陶瓷稳定得多。振动传感器的工作原理基于压电效应——压电元件在施加振动时变形并发出报警信号。到目前为止，传感器制造商在使用锆—钛酸铅陶瓷基的压电元件时遇到了许多问题，这种压电元件毒性极大并且在温度变化时失去灵敏度。研究人员认为，现在所有这些问题都得到了彻底解决，因为铌酸锂不像锆—钛酸铅陶瓷含有细颗粒。此外，铌酸锂的性能在宽温度范围内都很稳定。（科技部）

新型混合电容器研究取得系列进展

中国科学院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室研究员阎兴斌团队一直致力于新型碳材料与储能器件研究，发展了一系列双碳高性能新型金属离子混合电容器。

研究人员利用热固相烧结一步制备了三维网络碳材料，获得了网络碳材料关键制备技术；并进一步采用化学活化技术制备了具有优异电容特性的多孔三维网络碳材料（正极材料）。利用双碳体系电极材料电化学特性稳定、导电性优异且与电解液匹配性好等特点，通过优化正负极活性材料质量和动力学匹配特性，最终构筑了兼具高能量密度和功率密度且循环稳定性优异的双碳钠离子混合电容器。（中国科学院）

稳态强磁场装置助力发现超高电导率材料

复旦大学物理系教授修发贤领衔的研究团队在砷化铌纳米带中观测到其表面态具有超高电导率，这也是目前二维非超导体系中的最高电导率，其低电子散射几率的机制源自外尔半金属特有的费米弧结构。

为了进一步确认导致砷化铌纳米带具有超高电导率的原因，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心副研究员张警蕾等人利用稳态强磁场实验装置，系统地研究了砷化铌纳米带的量子振荡。得益于较高的测试磁场（最高使用场为32T），研究团队观测到一系列由费米弧表面态构成的量子振荡。通过对这些量子振荡分析，研究人员发现砷化铌中的这种费米弧表面态具备低散射率的特性，即使在较高电子浓度的情况下，体系仍然保持低散射几率。这些实验结果证明了砷化铌超高导电的机制源自外尔半金属特有的费米弧结构。值得指出的是，和常规的量子现象不同，费米弧这一特性即使在室温仍然有效。

这一发现为材料科学寻找高性能导体提供了一个可行思路。利用这种特殊的电子结构，可以在提高电子数量的同时，降低电子散射，从而实现优异的导电特性，这在降低电子器件能耗等方面有潜在应用。（中国科学院）

更小更强的光子芯片取得理论突破

南京理工大学蒋立勇教授团队提出一种新方法，实现了表面等离激元空间编码功能，从理论上为多功能、多自由度调控的光子芯片的应用开发助力，让人们距离光子芯片更近一步。蒋立勇介绍，在尺寸更小的芯片上通过全光调控加载更多的功能，拥有更大的存储密度及更高的运行效率，是芯片发展的趋势。但要将光子芯片由概念变为现实，仍有许多理论与技术难关亟待突破，如半导体集成工艺兼容性以及光子的多功能、多自由度调控等。

与电子调控类似，人们可以通过精确调控光子行为让光实现数据的存储与运算，目前主流的调控方法之一是全光相干调控。其以相干完美吸收效应为理论基础，采用“面外”对称入射进行相干调控，但受制于这一理论基础固有的局限性，全光相干调控的模式选择性、空间选择性及集成性等性能指标有所欠缺。

蒋立勇团队另辟蹊径，以表面等离激元模式相干机理为理论基础，创新性地提出了“面内”全光相干调控方法，该方法突破了“面外”全光相干调控方法的机理限制，具有独特的模式选择性和空间选择性，更有利于芯片集成。（科技日报）

我国科学家研发出准确预言具有拓扑性质材料的新方法

寻找新型拓扑量子材料，是国际上凝聚态物理研究中的重大挑战之一。晶体结构和电子结构的复杂性，使得在直接实验中测量材料的拓扑性质十分困难。

在国家重点研发计划“量子调控与量子信息”重点专项的支持下，中国科学院物理研究所方辰、翁红明、方忠课题组，与南京大学物理学院万贤纲课题组，各自独立研发出自动计算材料拓扑性质的方法。利用该方法，找到了数千种新的拓扑材料，十几倍于前人在十年间找到的拓扑材料数目总和。新方法的特点是将复杂的能带拓扑性质的计算，化简为能带的高对称点的不可约表示的计算。后者则可以通过一个全自动化的流程，在“第一性原理”的材料计算中得以实现。任何材料经过上述流程，都会被贴上一个“拓扑标签”，上面写明了它是否具有、以及具有哪些拓扑性质。大批拓扑量子材料在理论上的发现，改变了拓扑量子材料这一研究方向的研究范式，并给未来的实验研究提供了很多线索和机会。（科技部）

中科钢研碳化硅项目今年投产

中科钢研碳化硅项目总投资10亿元，主要生产高品质、大规格碳化硅晶体衬底片。项目全部达产后，可实现年产5万片4英寸碳化硅晶体衬底片，5 000片4英寸高纯度半绝缘型碳化硅晶体衬底片。（中国半导体行业协会）

国内首家氮化镓衬底晶片批量供应商落地山东

山东大学氮化镓单晶衬底项目是山东加睿晶欣新材料股份有限公司与山东大学进行产学研合作建设，项目总投资15亿元，建设涵盖生产车间、研发中心、检测等全系列产业链的标准化园区。一期购置晶体生长炉、大型多线切割机、自动倒角机等先进设备266台（套），形成长晶、切割、抛光、激光剥离等全链条生产线，年生产2英寸氮化镓单晶衬底10万片，预计每年实现销售收入12亿元，利税3.7亿元，项目建成后将彻底打破国外垄断格局，成为国内首家氮化镓衬底晶片批量供应商。（中国半导体行业协会）

山东天岳碳化硅功率半导体芯片项目开工

碳化硅功率半导体芯片及电动汽车模组研发与产业化项目是济南2019年市级重点项目之一，据此前济南市发改委公布的消息，该项目总投资65 000万元。

该项目以硅烷和甲烷在氢气和氩气条件下制得碳化硅（SiC）衬底外延片后，经掩膜淀积、光刻、显影、灰化、刻蚀和检验封装等工序，生产SiCMOSFET晶体管，设计年生产规模为400万只/年；以碳化硅外延材料为原料，经晶圆标记、离子注入、厂板淀积、欧姆接触、肖特基电极、钝化层制备等工序，生产SiC功率二极管，设计年生产规模为1 200万只/年；以碳化硅芯片为原料，经焊接、清洗、铝引线键合灌封硅凝胶等工序，生产碳化硅电动汽车驱动模块，设计年生产规模为1万只/年。（中国半导体行业协会）

中国电科成功制备4英寸氧化镓单晶

中国电子科技集团公司第四十六研究所（简称“中国电科46所”）经过多年氧化镓晶体生长技术探索，通过改进热场结构、优化生长气氛和晶体生长工艺，有效解决了晶体生长过程中原料分解、多晶形成、晶体开裂等问题，采用导模法成功制备出高质量的4英寸氧化镓单晶。由于氧化镓属于单斜晶系，具有高熔点、高温分解以及易开裂的特性，因此大尺寸氧化镓单晶制备极为困难。中国电科46所制备的氧化镓单晶的宽度接近100mm，总长度达到250mm，可加工出4英寸晶圆、3英寸晶圆和2英寸晶圆。经测试，晶体具有很好的结晶质量，将为国内相关器件的研制提供有力支撑。（中国半导体行业协会）

中晶（嘉兴）半导体打破日德半导体垄断

中晶（嘉兴）半导体有限公司年产480万片12英寸硅片项目位于浙江省嘉兴科技城。项目将新建拉晶厂房、抛光打磨厂房、综合楼等，购置硅片晶体检测及分析、拉晶炉、切磨抛光、清洗等生产检测设备，总投资60.2亿元，建设单位为中晶（嘉兴）半导体有限公司，建设工期为2019—2024年，2019年计划投资10亿元。该项目投产后将形成年产480万片12英寸硅片产能，年销售额可达35亿元，实现纳税约2.8亿元，全面提升嘉兴市集成电路产业规模、推进数字经济强市建设外。这一项目将打破德国、日本12英寸硅片材料生产垄断地位。（中国电子材料行业协会）

银和半导体集成电路大硅片项目7月试投产

截至目前，银和半导体集成电路大硅片二期项目所有土建工程全部结束，正在对车间内的地平、内装进行改造。前期30台8英寸拉晶炉设备，预计安装时间在3月15日以后，7月份之前，所有设备安装调试完毕，总体安装8英寸、12英寸拉晶炉共70台。计划7月试投产。今年，一期项目满产，设计产能8英寸半导体单晶硅片120万/片；二期项目今年预计产能达到60%。”2月27日，银和半导体科技有限公司行政部部长董文强介绍说。这标志着“中国芯”向高端领域进一步延伸。（中国电子材料行业协會）