美国研究人员在单层半导体上直接形成量子光源
美国海军研究实验室（NRL）和空军研究实验室（AFRL）的科学家们已经开发出一种可以在单层半导体材料直接形成量子光源的方法。单光子发射器（SPEs）或量子发射器是新兴量子技术的关键组成部分，包括计算、安全通信、传感和计量。
传统的发光二极管会同时发射出数十亿的光子，从而形成稳定的光子流。理想的SPEs不同于传统发光二极管，它每次只发射出一个光子，且每个光子之间都无法区分，这些特性是光量子技术发展不可或缺的。此外，这些特性的实现需要在一个精确、可重复放置SPEs的材料平台，并可以与现有的半导体芯片制造技术相兼容。
美国海军研究实验室（NRL）的科学家使用原子力显微镜（AFM）在以聚合物薄膜为衬底的二硒化钨（WSe2）单分子层材料上制造纳米级的凹陷或凹痕。凹痕附近产生局部化的高应变场，应变场导致WSe2产生单光子发射态。空军研究实验室（AFRL）对这种光发射进行时间相关的测量证实了这些单光子的性质。这些单光子发射器所发出的光子频率高、光谱稳定，符合新兴应用技术的关键要求。
资深科学家兼首席研究员Berend Jonker博士表示，这种量子光源制作方法可以实时设计以及准确的放置单光子发射器，方便与光子波导、空腔和等离子体结构耦合。同时，纳米级的凹痕技术将使阵列或模式化的量子发射器实现晶圆级别的制造。（工业和信息化部电子第一研究所）
日本科学家研发氮化镓铝基深紫外发光二极管
日本东北大学的Kazunobu Kojima从事于量子光学的研究，如光对固态半导体材料的量子效应等。他与其同事采用多种显微技术来研究氮化镓铝（AlGaN）的结构，试图理解影响其光电效率的原理。
他們在蓝宝石衬底上生长了一层氮化铝（AlN）薄膜，并与其表面形成一个很小角度的偏差，由此制造出了一种基于AlGaN的发光二极管。接下来，他们在AlN层上生长了一层含有硅杂质的AlGaN。在此基础上，又在上面生成了3个AlGaN“量子阱”。“量子阱”是非常薄的层，它将亚原子粒子（电子和空穴）限制在垂直于“量子阱”表面的维度内，而不限制它们在其他维度的运动。“量子阱”顶部覆盖了一层由AlN和含铝镁杂质的AlGaN形成的电子阻挡层。
微观研究表明，AlN与AlGaN之间存在阶梯式台阶。这些阶梯式台阶会影响上方“量子阱”层的形状。富含镓的条纹将底部台阶与它们在上部“量子阱”层中造成的微小畸变连接起来。这些条纹代表了AlGaN层中电流的微路径。研究人员说，这些微路径以及“量子阱”层中电子和空穴局部化的强烈运动，似乎是提升发光二极管光电转换效率的原因。（工业和信息化部电子第一研究所）
加州大学研究团队开发了一种高性能的硅量子点锁模激光器
最近，加州大学圣巴巴拉分校电子和计算机工程教授John Bowers与其研究团队在硅量子点锁模激光器方面取得了重要的进展。这种技术不仅可以提高未来数据中心、电信公司和网络硬件产品的数据传输能力，而且具有硅光子的高稳定、低噪声和能源效率等特性。一般来说，最先进电信基础设施的传输速率和数据容量必须大约每2年翻一番，才能维持高水平的性能。
Bowers研究团队在硅衬底上直接生长出多通道、20 kMHz、被动锁模量子点激光器。这台激光机具有4.1Mbps/s的传输能力，比目前的商业标准超前了10年，目前以太网的数据传输速度达到400 Gbps/s。
这项技术利用的是成熟的波分复用（WDM）技术。波分复用（WDM）技术使用不同波长（颜色）在一根光纤上传输大量并行信号。它使我们的通信、娱乐和商业所依赖的快速数据传输成为可能。Bowers研究团队的这项技术利用了电信、光子学和材料等领域的一些进展，利用量子点激光（一种微小的光源）发射光波，并通过光波来传输数据。（工业和信息化部电子第一研究所）
新技术为新一代柔性电子元件铺平道路
英国埃克塞特大学的研究人员开发出一种创新技术，可以帮助创造下一代日常柔性电子产品。由工程专家组成的团队开创了一种新方法，通过采用高K电介质的原子级薄的二维晶体材料，简化了“范德瓦尔斯异质结”的生产。
虽然范德瓦尔斯异质结的优点显而易见，但复杂生产方法限制了它的发展。现在，研究团队开发了一种新技术，通过嵌入高K氧化物电介质，使范德瓦尔斯异质结可以实现合适的电压调节、改善性能以及新增功能。
最新研究概述了一种新方法，即仅在范德瓦尔斯器件中嵌入功能纳米级高K氧化物，而不会降低相邻二维材料的性能。
这种新技术允许创建多种基础纳米电子器件和光电器件，包括双栅极石墨烯晶体管，以及垂直发光和检测隧道晶体管。（工业和信息化部电子第一研究所）
科学家利用聚吡咯—铜金属海绵制备能量转换和存储一体化器件
近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员李舟课题组和深圳大学化学与环境工程学院副教授周学昌研究团队合作，首次利用聚吡咯-铜金属海绵制备了一种集能量转换和能量存储功能于一体的柔性电子器件。依据现有的非电沉积法，深圳大学硕士生杨梦嫣制备得到了易形变、密度小的铜金属海绵。
北京纳米能源所博士研究生李喆和助理研究员胡宽通过附载聚吡咯，制备了柔性、稳定的聚吡咯—铜金属海绵，使这种复合海绵具有较稳定的高导电性，为摩擦纳米发电机和超级电容器同时提供了更为优质的柔性电极选择。他们将聚吡咯—铜金属海绵用在电容器上，与聚乙烯醇—氢氧化钾凝胶组装成三明治结构，得到了一种全固态双电极超级电容器。一方面利用来自于铜金属海绵内表面较高的双电层电容，另一方面来源于聚吡咯产生的赝电容，实现了电容器结构和性能的优化，有效提高了电容器的稳定性和循环寿命，也增加了界面处的感应电流。博士研究生邹洋利用聚吡咯—铜金属海绵作为纳米发电机的摩擦层又作为电极层，制备了多孔、质轻的单电极摩擦纳米发电机，并通过材料本身处理，有效提高了纳米发电机的电学输出。研究人员将以上摩擦纳米发电机和超级电容器组装成一个器件，制得了集能量转换和能量存储功能于一体的柔性电子器件。
该器件在不改变性能的情况下，可被压缩50%或弯曲180°，适用于可穿戴装置。摩擦纳米发电机产生的2.4V电压的能量能被存储在与其串联的多个超级电容器中，并可驱动LED灯工作。该研究工作为聚吡咯—铜金属海绵的应用提供了新方向，也为可穿戴电子器件和弹性多功能能量存储复合系统的研制提供了新思路。（北京纳米能源与系统研究所）
我国人工突触模拟忆阻器研究方面取得进展
目前，模仿生物神经系统中突触间隙神经递质释放过程与电信号传递处理调控构建的多栅极人造神经元晶体管常表现出高低电阻态的突变。然而，基于二维材料的2端电阻开关器件通常表现出从高电阻状态到低电阻状态的突变。
为解决上述问题，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员丁古巧课题组与深圳大学电子科学与技术学院副教授韩素婷、深圳大学高等研究院研究员周晔合作，利用新型碳基二维半导体材料C3N实现了可调突触行为的人工突触模拟忆阻器。该器件可以实现电阻值随着连续的电压扫描而逐渐变化的典型的忆阻行为。近常压X射线光电子能谱证实C3N薄膜中的质子传导过程实现了器件的忆阻特性。C3N中大量的晶格氮原子使其成为高质量的质子接受材料。该忆阻器能实现多种生物突触中的突触可塑性模拟，包括兴奋性突触后电流、双脉冲易化、双脉冲抑制、双脉冲易化转换为双脉冲抑制以及强直后增强等。
该项工作表明，基于质子传导忆阻器的人工突触在进一步构建神经形态计算系统中具有巨大潜力。同时，该工作也是新型碳基二维半导体材料C3N应用研究的又一突破。（中科院上海微系统与信息技术研究所）
我国柔性应变敏感材料研究中取得进展
最近，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员孙静帶领的科研团队以MXene材料——Ti3C2Tx为研究对象，通过对Ti3C2Tx进行材料微结构设计，成功研制了基于Ti3C2Tx纳米颗粒-纳米片混合网络结构的高性能柔性应变传感器。利用纳米颗粒-纳米片的协同运动，该柔性应变传感器同时实现了高灵敏度及宽响应范围，在整个应变感应范围内（53%）的灵敏度高于100（GF>178.4），并具有极低的检测限（0.025%）和高循环稳定性等优势，能够精准检测呼吸、脉搏等生理信号。该研究首次提出了限制式裂纹增值感应新机制，为高性能柔性应变传感器的设计提供了新思路。（中科院上海硅酸盐研究所）
中科院在多铁材料纳米力学性能表征领域取得进展
近日，中国科学院深圳先进技术研究院纳米调控与生物力学研究室在多铁材料纳米力学性能表征领域取得新进展，提出了一种能够同时表征多铁纳米材料纳米尺度压电性能和力学性能的技术。
多铁材料是一种同时具有铁弹、铁电、铁磁2种或2种以上序参数耦合的多功能材料。多铁磁电材料能展现出独特的磁电耦合效应，其在传感器、多态存储、自旋电子器件等领域具有广阔的应用前景。多铁纳米材料由于能够促进电子器件的多功能化、集成化及微型化，近年来受到广泛的关注和研究。
中国科学院深圳先进技术研究院研究团队提出的局部激励压电力显微技术很好地弥补了这一空白。该技术将经典的力学理论有机结合起来，在传统的压电力显微技术基础上进行延伸，实现了同时表征多铁纳米材料纳米尺度压电性能和力学性能。与传统技术相比，该技术具有实验装置简单，能够实现真正意义上的局域微纳尺度测量，且能无损地实现对材料杨氏模量和压电性能的高速、高分辨率成像等优点，这为多铁材料纳米尺度力学性能的表征提供了新思路，具有很好的应用前景。（中科院深圳先进技术研究院）
中国电科成功制备4英寸氧化镓单晶
近日，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。
但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。（中国电子材料行业协会）
山东天岳碳化硅功率半导体芯片项目开工
山东天岳碳化硅功率（SiC）半导体芯片研发与产业化项目正式开工。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，主要将建设碳化硅功率芯片生产线和碳化硅电动汽车驱动模块生产线各一条。
该项目以硅烷和甲烷在氢气和氩气条件下制得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SiC MOSFET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1200万只/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。（中国电子材料行业协会）
厦门企业加入半导体材料“国家队”
厦门恒坤新材料科技获批加入集成电路材料产业技术创新战略联盟（ICMTIA），这是我市唯一获批的本土企业。据介绍，该联盟目前有会员企业128家，是推动半导体材料产业发展的“国家队”。
ICMTIA整合全国集成电路材料领域创新资源，加快推进科技成果产业化，促进集成电路材料企业与用户间在技术开发、质量管理、产品应用、市场拓展、人才发展等多方面的合作，力争实现我国集成电路制造用材料的本地化供应。
恒坤新材料公司是国内首家实现量供集成电路超高纯前驱体和高端光刻胶的企业，前驱体和高端光刻胶是公司目前的2大拳头产品，是国内多家高端芯片企业的材料供应商，填补了国内半导体先进电子材料的空白。（厦门日报）
相关热词搜索： 材料 电子