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电子材料

2019-12-27

新材料产业 2019年11期
关键词:碳纳米管半导体传感器

科学家研发厚度仅500nm的传感器

近日,一则类皮肤材质的传感器的研究论文在《Soft Robotics》杂志上被刊登出来。该传感器采用了自感应柔性氣动装置,拉伸弹性好,而它的厚度仅有500nm。

这种特性的类皮肤材质能够利用充气膜带来压力,从而模拟触感,宣称效果比目前触觉反馈方案更真实,而且主要依靠振动技术模拟碰撞的感觉。该材质的可拉伸性能超过其尺寸的4倍,最多可拉伸100万次。其中手指前端拥有一个电极传感器,其能够检测皮肤变形数据,从而反馈给控制模块。

该论文第一作者Harshal Sonar表示:这是我们首个集成传感器和执行模块的柔性人造皮肤。这也意味着,通过其闭环控制系统能够准确的模拟振动刺激,是可穿戴设备的理想选择,包括医疗领域触感恢复等。(中国电子元件行业协会)

剑桥大学创业公司推出首款颗粒物传感器

从剑桥大学孵化出来的创业企业Sorex Sensors基于其突破性传感技术推出了首款颗粒物传感器。

这款颗粒物传感器附带开发套件,专为空气净化系统等设备而设计,甚至可以嵌入智能手机,使每台智能手机都成为“移动监测站”。此外,它还可以用于原子层沉积设备,以监测沉积速率和量。

Sorex开发的传感器基于薄膜体声波谐振器(FBAR)技术。FBAR技术包含由压电材料制成的谐振薄膜。当有颗粒物(质量)附着在谐振器表面时,会改变谐振频率,由此提供了传感区域上颗粒物质量的精确测量。Sorex的FBAR传感器可全部在硅晶圆上完成制造。

Sorex推出的这款FBAR颗粒物传感器非常小,像人的头发丝直径一样薄,具有极高的质量灵敏度(飞克级,大约为病毒颗粒的质量)。这使它比现有的传感器更准确、响应更快,因此甚至可以检测到痕量的有害化合物。其分立的非特定传感器能够检测亚PM2.5范围内的微小颗粒。(中国电子元件行业协会)

打破日本垄断 韩国成功开发5G天线用薄膜材料

Jinyoung Global与LG电子为商用化聚对苯二甲酸环己烷二甲酯(PCT)工程塑料开发的5G高频天线传输线、覆盖材料,正在进行相关测试。

现有的LTE智能手机中,主要使用雷射在热塑性树脂上设计回路,并使用以聚醯亚胺为基底的软性印刷电路板。在5G通信中,则以液晶高分子(LCP)制作软性印刷电路板为主,但该技术主要日本企业所垄断。

LCP薄膜由日本东丽、可乐丽、村田制作所等企业垄断,虽然日本出口交易限制中,LCP薄膜未在名单中,但LCP原料却被包含在内。

Jinyoung Global利用PCT薄膜带电的特性,以PCT薄膜的金属回路印刷板为基础,成功研发5G高频用天线,该成品受50Ω阻抗测试时,能发挥出与日制同等级的性能。(中国电子元件行业协会)

国巨推出车规 X8G MLCC积层陶瓷电容

全球领先的被动元件领导厂商——国巨股份,于近日推出X8G(亦即NPO介质的车规产品),其温度特性最高可承受150℃高温的工作环境。第一批推出的陶瓷电容容值范围1~10nF,额定电压为100V。这代表国巨车规MLCC产品线已齐备X8R和X8G两种耐高温150℃的介质。

为了安全或娱乐、舒适的考量,许多原本用在高阶车款的汽车电子配备亦渐渐应用在一般车款,因而增加的电子系统让MLCC的需求量急剧增加。另一方面,由于拥有宽敞舒适的乘坐空间非常重要,这些新增的电子配备被安装于高温环境的引擎区块,也因此产生MLCC需耐高温环境的需求。

X8G拥有绝佳的温度特性及极小的容值范围,被归纳为Class I MLCC,拥有优越的容值稳定性,容值变化量小于±30ppm/℃,可承受的温度范围为从-55~150℃。X8G的材料特性,让其SRF(自我共振频率)高于Class II MLCC。因此,如同NPO,X8G对高频率产品的应用上能发挥出很大的功效,而具有高度需求。(中国电子元件行业协会)

日本村田制作所将继续扩大在华生产

日本知名电子零部件生产商村田制作所董事长兼社长村田恒夫日前表示,中国人口众多,各种电子设备消费有望继续增加,企业将进一步扩大在中国的生产规模。

村田恒夫在日本千叶县召开的2019年日本高新技术博览会期间接受新华社记者采访时说,随着中国汽车电动化、自动化的发展,以及汽车安全性能的提高,中国国内需要的电子零部件将不断增加。

作为专注于电子零部件生产的大型上市公司,村田制作所于20世纪90年代进军中国市场,在江苏无锡成立了生产公司。目前,村田制作所在上海、北京、深圳等地拥有生产、销售和研发基地20余处。

村田恒夫说,企业在中国生产的电子零部件直接出口到美国的非常少,因此几乎未受贸易摩擦影响。虽然中国劳动力成本上升,但企业完全没有想过把工厂转移到第3国。(新华网)

中科院半导体所在柔性湿度传感器与非接触控制方面取得进展

最近,中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室研究员沈国震课题组成功研制出一种柔性透明的高性能湿度传感器,该传感器基于三氧化钼(MoO3)纳米片,采用低成本、简便的溶液方法合成。所制备的湿度传感器对外部相对湿度(RH)表现出出色的灵敏度,RH从0变为100%时电流变化了5个数量级。此外传感器具有快速响应(<0.3s)和恢复时间(<0.5s),还表现出长期稳定性(>1个月),并且具有很好的机械灵活性。同时,研究人员开发了一种可穿戴湿度分析系统,用于环境RH监测和非侵入性人体呼吸监测。此外,该湿度传感器的远程非接触式交互式传感特性被应用于非接触式多级开关和柔性非接触控制屏幕2个人机交互系统中。

该项工作为基于氧化物纳米材料的湿度传感器在智能人机交互系统方面提供了巨大的应用前景和可行性工艺。(中科院半导体研究所)

清华大学魏飞团队实现一步法制备99.9999%半导体碳纳米管阵列

清华大学化学工程系魏飞教授团队题为“超纯半导体性碳纳米管的速率选择生长”(Rateselectedgrowthoftheultrapuresemiconductingcarbonnanotubear rays)的论文在《自然—通讯》(NatureCommunications)上在线发表。

该论文研究指出,碳纳米管在生长过程中的原子组装速率与其带隙相互锁定,金属管数量随长度的指数衰减速率比半导体管高出数量级,在长度达到154mm后可实现99.9999%超长半导体管阵列的一步法制备,这一方法为制备结构完美、高纯半导体管水平阵列这一世界性难题提供了一项全新的技术路线,对新一代碳基电子材料的可控制备具有重要价值。

魏飞教授团队进一步研究发现,金属和半导体管的数量也各自满足Schulz—Flory分布,但半导体管的半衰期长度是金属管的10倍以上。拉曼散射、瑞利散射光学表征及同位素标记的生长速度测试表明,金属与半导体管的半衰期长度差异源于碳纳米管自身带隙锁定的生长速度。缩小非均相催化中外扩散与毒化过程的活化能差异,从而提高碳纳米管的长度,是实现具有窄带隙分布的半导体管陣列可控制备的关键。据此,该团队设计层流方形反应器,精准控制气流场和温度场并优化恒温区结构,将催化剂失活几率降至百亿分之一,成功实现了超长水平阵列碳纳米管在7片4英寸硅晶圆表面的大面积生长,最长长度650mm,单位反应位点转化数达到1.53×106s-1,是一般工业反应的上亿倍。用154mm处的碳纳米管阵列作为沟道材料制作的晶体管器件,开关比108,迁移率4000cm2/Vs以上,电流密度14μA/μm,首次展现了超长碳纳米管在阵列水平的优异电学性能。这种利用带隙锁定生长速度实现高纯半导体管可控制备的方法,为原位自发提纯半导体材料提供了一种全新路线,为发展新一代高性能碳基集成电子器件奠定了坚实的基础。(中国半导体行业协会)

中国科大实现纳米级空间分辨电磁场量子传感

中国科大郭光灿院士团队在实用化量子传感的研究中取得重要进展,该团队的孙方稳小组实验实现50nm空间分辨力高精度多功能量子传感。该系列研究成果发表在应用物理权威期刊《PhysicalReviewApplied》上。

孙方稳小组首先基于金刚石氮—空位色心中电荷态的调控,提出并实现了具有纳米级空间分辨力超低泵浦功率的电荷态耗尽纳米成像术(ChargeStateD epletionnanoscopy,CSD),实现了4.1nm空间分辨力的电子自旋量子态的成像与检测。实验获得的成像分辨力是光学衍射极限的1/86,超过了受激辐射损耗荧光显微成像术所获得的1/67的精度,所用的泵浦功率仅仅是STED成像术的1/1000,将有望能应用在活体生物检测中。此外,提出时间门控技术,实现成像信号对比度的提高,完成了高对比度的量子成像。进一步将CSD纳米成像术与荧光寿命成像、光学偏振态检测、电子自旋态高保真度量子操控技术相结合,实现了对金属纳米线结构所携带的光场态密度、偏振、电流及其产生的磁场等多个物理量的进行了非破坏性测量,空间分辨力达50nm。因为空间分辨力的提高,使得该微纳光电磁场的探测精准度超过了96%。

该系列工作为高空间分辨力非破坏电磁场检测和实用化的量子传感打下了基础,将应用在微纳电磁场及光电子芯片的检测,以及微纳尺度电磁场与物质相互作用的研究。(中国半导体行业协会)

上海镓特半导体全球发售4英寸自支撑氮化镓衬底

镓特半导体科技(上海)有限公司(简称“镓特”)全球发售4英寸自支撑氮化镓衬底。镓特使用自主研发的HVPE设备生长自支撑氮化镓(GaN)衬底,攻克了GaN高质量生长工艺、高良率剥离工艺、低成本研磨抛光工艺等关键技术,完成了中试开发,具备了量产4英寸自支撑GaN衬底的能力。

基于镓特的研发成果,成立了镓特半导体科技(铜陵)有限公司,规划年产36 000片4英寸自支撑GaN衬底,产业规模居世界第一。在价格上,镓特4英寸自支撑GaN衬底价格与同尺寸碳化硅衬底相当,以推动GaN—on—GaN技术的大规模应用。(中国半导体行业协会)

山西打造半导体晶体材料50亿级特色产业集群

《山西省新材料产业高质量发展3年行动计划(2019—2021)》(以下简称《行动计划》)指出到2021年末,山西省新材料产业年销售收入将突破1500亿元,实现“1+5+4”产业高质量发展目标。

2018年山西省新材料生产企业主营业务收入1153亿元,同比增长9.5%。新材料产业工业增加值增速11.4%,其总量占全省规上企业工业增加值比重1.5%、占山西省战略性新兴产业工业增加值比重15.1%。2019年上半年,新材料产业营业收入599亿元,增加值占全省规上企业工业增加值比重1.4%。

通过实施“1+5+4”产业高质量发展行动,山西将打造镁铝铜合金、先进化工、先进无机非金属、生物医药、半导体晶体材料等5个具有全国影响力的50亿级特色产业集群。(科创板日报)

国内首条自主研制OLED蒸镀产线成功点亮

江苏省产业技术研究院宣布,在国家重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项项目“高效大面积OLED照明器件制备的关键技术及生产示范”的实施过程中,江苏省产业技术研究院有机光电技术研究所联合苏州方昇光电股份有限公司、苏州大学李述汤院士团队,历经3年的团结协作,从设计、加工、组装到调试,成功打造了国内首条自主设计的OLED照明G2.5代量产线!

该量产线可在370mm×470mm基板上,根据需要制备多种类型的OLED照明器件。产线中自主设计的线性蒸镀源和全自动控制系统,可满足蒸镀均匀性为97%、生产节拍时间为120s的技术要求,预计年产能力为22万片。该条蒸镀线已实现红光、绿光、蓝光和白光OLED照明面板的制造并成功点亮,发光面板各项性能达到项目预期结果。团队将对设备的稳定性做进一步优化,使装备整体性能不低于国外同类产线。预计明年上半年该产线可进行小批量出货。

此次在自主设计和制造的生产线上成功制造和点亮OLED照明面板,证明中国已具备开发和制造中小尺寸OLED生产线的能力、具备突破OLED“卡脖子”技术的能力。这为我国实现高世代大面积真空蒸镀设备国产化迈出了重要的第一步。(江苏省产业技术研究院)

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