電子材料

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)純碳家族新成員，高反射且具磁性

美國(guó)麻州大學(xué)洛厄爾分校（UMassLowell）物理學(xué)家JoelTherrien團(tuán)隊(duì)在一次運(yùn)用廉價(jià)原料的實(shí)驗(yàn)，意外制成一種新的碳同素異形體，這個(gè)新成員除了像鉆石和石墨烯一樣帶有非凡的物理性能，更獨(dú)特的，是它似乎帶有純碳家族首次見到的特殊性質(zhì)——鐵磁性。

這種新材料比不銹鋼堅(jiān)硬、具導(dǎo)電性、能和拋光鋁比擬的反射性，最令人驚訝的似乎還具有鐵磁性，在125℃溫度下會(huì)表現(xiàn)得像永久磁鐵，對(duì)純碳家族來(lái)說(shuō)，這還是首次見到。

研究人員目前只用這種材料制作薄膜，并用電子顯微鏡和X光光譜儀研究，盡管還有更多表征必須進(jìn)行，但特性對(duì)未來(lái)輕型涂層、醫(yī)療產(chǎn)品和新型電子設(shè)備的研發(fā)都有十足潛力。根據(jù)Therrien解釋，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)實(shí)際上是一次“五環(huán)石墨烯”合成失敗后的意外產(chǎn)物。

團(tuán)隊(duì)還沒確定要如何稱呼這種神奇材料，研究合著者PuruJena稱為“U—carbon”，意即：不尋常的碳。Therrien則以歷史上曾用來(lái)描述堅(jiān)硬無(wú)比之物的“adamant”為啟發(fā)，稱為“adamantia”。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

國(guó)外開發(fā)新型電子傳感器，可同時(shí)處理非接觸和觸覺信號(hào)

德國(guó)亥姆霍茨德累斯頓—羅森多夫研究中心（HZDR）和奧地利林茨大學(xué)合作，率先開發(fā)出一種可同時(shí)處理非接觸和直接接觸刺激的電子傳感器。該傳感器可輕松用于人體皮膚，讓人與虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（MR）環(huán)境更直觀、自然地互動(dòng)。

HZDR離子束物理和材料研究所的丹尼斯·馬卡洛夫博士和林茨大學(xué)軟電子實(shí)驗(yàn)室的馬丁·卡滕布倫納教授為制造這種“電子皮膚”傳感器，進(jìn)行了不尋常的設(shè)計(jì)。他們首先在晶圓聚合物膜上連接了一個(gè)巨磁電阻的磁傳感器，該膜封閉了恰好位于第2硅基聚合物層中間的孔，在這個(gè)圓形凹槽中插入了一個(gè)永磁鐵。

這種結(jié)構(gòu)能讓傳感器保持極高靈活性，即使在彎曲條件下，也可正常工作。實(shí)驗(yàn)表明，傳感器可有針對(duì)性地控制物理和虛擬物體，研究人員將虛擬按鈕投射到一塊裝有永磁體的玻璃板上，可以顯示真實(shí)條件，例如室溫、亮度或操控。通過(guò)與永磁體的相互作用，能夠選擇期望的虛擬功能。（中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)）

美開發(fā)出新型可拉伸、可降解半導(dǎo)體材料

美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《ACS核心科學(xué)》上發(fā)表研究報(bào)告稱，他們開發(fā)出一種可拉伸、可完全降解，并能在應(yīng)變時(shí)保持穩(wěn)定電氣性能的半導(dǎo)體材料。

科學(xué)家在嘗試使用不同的方法來(lái)制造柔性、可降解的半導(dǎo)體，但它們要么不能完全分解，要么在拉伸時(shí)會(huì)降低電氣性能。開發(fā)出一種完全可降解、且能在應(yīng)變時(shí)保持穩(wěn)定電氣性能的半導(dǎo)體已成為可伸縮電子學(xué)研究領(lǐng)域面臨的一個(gè)新挑戰(zhàn)。

研究人員表示，這是他們首次研發(fā)出同時(shí)具有半導(dǎo)體性、可拉伸性和完全可降解性這3種不同屬性的新材料，該材料具有不受應(yīng)變影響的機(jī)械和電氣性能，可用于開發(fā)各種多功能電子設(shè)備，有望在醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、信息安全等領(lǐng)域大顯身手。（科技日?qǐng)?bào)）

科學(xué)家研制出行為仿真的人工神經(jīng)細(xì)胞微芯片

巴斯大學(xué)的科學(xué)家們，已經(jīng)開發(fā)出了1款小到可以放在指尖的微小硅芯片。其特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)與人體中存在的生物神經(jīng)細(xì)胞“幾乎相同”的功能，為脊髓損傷和心力衰竭等患者提供了新的治療選擇。研究團(tuán)隊(duì)稱，這種低功耗“片上細(xì)胞”裝置可用于生物電子設(shè)備或植入物，以抵抗影響神經(jīng)系統(tǒng)的疾?。ū热绨柎暮Ｄ。?。神經(jīng)細(xì)胞（或神經(jīng)元）遍布在整個(gè)大腦和神經(jīng)系統(tǒng)中，并通過(guò)細(xì)長(zhǎng)臂來(lái)迅速發(fā)送電信號(hào)，從而將信息從大腦傳遞到身體（并返回）。

神經(jīng)細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)活動(dòng)，涉及將機(jī)械/化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的離子通道。鑒于神經(jīng)沖動(dòng)的原理很是深?yuàn)W復(fù)雜，使得研究人員難以搞清楚細(xì)胞對(duì)某些刺激的反應(yīng)。

通過(guò)將之與大鼠海馬神經(jīng)元和腦干神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)的信號(hào)進(jìn)行比較，研究團(tuán)隊(duì)讓芯片接受了60種不同的刺激方案，并對(duì)相應(yīng)狀況進(jìn)行了建模。

未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將嘗試在芯片基礎(chǔ)上構(gòu)建一套完整的“生物神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué)”模型，同時(shí)添加能夠描述分支活性特征的部分。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

南洋理工開發(fā)出縮小1000倍的量子通信芯片

新加坡南洋理工大學(xué)劉愛群教授和梁川副教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)了一種量子通信芯片，它比目前的量子設(shè)備小1000倍，并提供與量子技術(shù)同樣優(yōu)越的安全性。

與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)相比，這種芯片的尺寸約為3mm，使用量子通信算法來(lái)提高安全性。它通過(guò)將密碼整合到正在傳遞的信息中，形成一個(gè)安全的量子密鑰來(lái)做到這一點(diǎn)。在接收到信息后，信息連同密鑰一起被銷毀，這使得它成為一種非常安全的通信形式。

它需要的空間也比目前的量子通信設(shè)備小1 000倍。目前的設(shè)備可以有冰箱那么大，甚至可以占據(jù)整個(gè)房間或辦公室。新技術(shù)為更安全的通信技術(shù)打開了大門，這些技術(shù)可以部署在智能手機(jī)、平板電腦和智能手表等小型設(shè)備上。它還為更好的在線交易和電子通信加密方法奠定了基礎(chǔ)。

這就像寄一封有擔(dān)保的信。想象一下，寫信的人把信鎖在一個(gè)信封里，信封的鑰匙也在里面。接收者需要相同的鑰匙才能打開它。量子技術(shù)確保了密鑰分發(fā)的安全性，防止對(duì)密鑰的任何篡改。（中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)）

國(guó)際首次碳化硅MEMS微推力器陣列在軌點(diǎn)火試驗(yàn)成功

近日，隨金牛座納星運(yùn)行了37天的碳化硅MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）微推力器陣列芯片接受地面點(diǎn)火指令成功點(diǎn)火，在軌驗(yàn)證了對(duì)金牛座納星的姿態(tài)控制技術(shù)。

金牛座納星由上海埃依斯航天科技有限公司研制，由長(zhǎng)征四號(hào)乙運(yùn)載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，成功實(shí)施了一箭三星發(fā)射，將資源一號(hào)02D星、京師一號(hào)衛(wèi)星和金牛座納星送入太陽(yáng)同步軌道。金牛座納星搭載了由中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第55研究所、南京理工大學(xué)化工學(xué)院等聯(lián)合研制的碳化硅MEMS微推力器陣列芯片，將驗(yàn)證微推力器陣列的空間使用的可靠性以及對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)控制能力，有望解決我國(guó)微納衛(wèi)星精確姿態(tài)控制和自主離軌難題，目前國(guó)內(nèi)外還沒有碳化硅MEMS微推力器陣列在軌試驗(yàn)報(bào)道，本次在軌驗(yàn)證是全球首例。

隨金牛座納星運(yùn)行的碳化硅MEMS微推力器陣列每天要經(jīng)歷12輪的高低溫交替環(huán)境，并且所處空間存在較強(qiáng)的電磁輻射。在軌點(diǎn)火成功，表明了碳化硅MEMS微推力器陣列能適應(yīng)極端溫度環(huán)境、低氣壓環(huán)境以及空間輻照環(huán)境。（南京理工大學(xué)化工學(xué)院）

深圳先進(jìn)院等實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)柔性器件神經(jīng)刺激和突觸可塑性度量

中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所詹陽(yáng)課題組同電子科技大學(xué)薛欣宇、張巖課題組合作，構(gòu)建出基于摩擦電效應(yīng)的柔性電子皮膚，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)電池、自驅(qū)動(dòng)的電刺激并引起神經(jīng)響應(yīng)。

突觸可塑性是生物體學(xué)習(xí)與記憶的主要神經(jīng)機(jī)制之一，長(zhǎng)期記憶的形成需要突觸強(qiáng)度的改變。傳統(tǒng)用于表征突觸可塑性的電神經(jīng)刺激技術(shù)需要外部電源和線控系統(tǒng)，該團(tuán)隊(duì)制造出一種用于突觸可塑性體內(nèi)表征的新型自驅(qū)動(dòng)、無(wú)線控制的神經(jīng)刺激電子皮膚。利用該電子皮膚刺激大腦海馬體神經(jīng)元，通過(guò)測(cè)量興奮性突觸后電位的電活動(dòng)可以研究學(xué)習(xí)和記憶發(fā)生過(guò)程中神經(jīng)突觸強(qiáng)度的改變。

科研人員在動(dòng)物模型中進(jìn)行驗(yàn)證，將電子皮膚連接小鼠腦部海馬CA3區(qū)域，人工使電子皮膚發(fā)生形變產(chǎn)生電刺激，并在海馬CA1區(qū)記錄到興奮性突觸后電位，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明海馬電刺激可誘發(fā)大腦活動(dòng)和突觸改變，通過(guò)對(duì)突觸電位的量化度量可以表征突觸可塑性。這項(xiàng)研究表明，未來(lái)自驅(qū)動(dòng)電柔性電子皮膚可以應(yīng)用于神經(jīng)刺激并有效量化神經(jīng)功能的變化，并且可以擴(kuò)展到新穎的多功能無(wú)電池、無(wú)線控制、神經(jīng)刺激系統(tǒng)。（深圳先進(jìn)技術(shù)研究院）

大連化物所開發(fā)出高能量密度的柔性鈉離子微型超級(jí)電容器

中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件研究組（DNL21T3）研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)與中科院包信和院士團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)出具有高能量密度、高柔性、高耐熱性能的柔性平面鈉離子微型超級(jí)電容器。

該團(tuán)隊(duì)以海膽狀的鈦酸鈉為電池型的負(fù)極、多孔活化石墨烯為電容型的正極，結(jié)合高壓離子液體凝膠電解液，成功構(gòu)建了柔性化平面鈉離子微型超級(jí)電容器。通過(guò)電池型負(fù)極和電容型正極的有效耦合，該鈉離子微型超級(jí)電容器能夠在3.5V的高壓下穩(wěn)定工作，具有高能量密度37.1mWh/cm3和超低的自放電速率（44h）。該鈉離子微型超級(jí)電容器具有多方向快速離子擴(kuò)散通道，極大地降低了電荷轉(zhuǎn)移電阻，并顯著提高了功率密度。同時(shí)，由于器件的平面幾何結(jié)構(gòu)和離子凝膠電解液的不可燃性，該微型器件具有良好的機(jī)械柔韌性和80℃的高溫穩(wěn)定性。（中國(guó)科學(xué)院）

上海硅酸鹽所等在BNT基無(wú)鉛鐵電陶瓷研究方面取得系列進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所信息功能材料與器件研究中心研究員董顯林和王根水帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)以BNT陶瓷為基體，通過(guò)組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了BNT鐵電陶瓷體系抗沖擊應(yīng)力和電荷密度以及儲(chǔ)能密度和儲(chǔ)能效率等性能的顯著提升，并揭示了性能增強(qiáng)的物理機(jī)制。該團(tuán)隊(duì)以BNT—BA材料體系為基體，固溶NaNbO3有效地調(diào)控陶瓷的相結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)，獲得兼具高剩余極化強(qiáng)度Pr（41μC/cm2）、低介電損耗、高電阻率和高Td（175℃）的陶瓷組分。通過(guò)等靜壓以及沖擊波加載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了BNT基鐵電陶瓷在沖擊波下的放電行為和物理機(jī)制，在8.2GPa沖擊壓力下釋放的電荷密度高達(dá)38mC/ cm2，比PZT95/5鐵電陶瓷提高20%以上，抗沖擊應(yīng)力和電荷密度均為目前報(bào)道的最大值。

該團(tuán)隊(duì)還通過(guò)弛豫調(diào)控策略設(shè)計(jì)了一種新型BNT基介電儲(chǔ)能陶瓷材料，儲(chǔ)能密度和儲(chǔ)能效率分別提高至3.08J/cm3和81.4%。該團(tuán)隊(duì)與應(yīng)用單位合作，利用沖擊波加載實(shí)驗(yàn)在BNT基鐵電陶瓷中獲得了目前報(bào)道最高的功率輸出密度，并揭示了其在高壓下的相變機(jī)制。（中國(guó)科學(xué)院）

華為海思加速半導(dǎo)體自主化 下游應(yīng)用商受惠

海思半導(dǎo)體加速供應(yīng)鏈自主化，法人報(bào)告預(yù)期，華為芯片自給速度加快，海思未來(lái)3～5年?duì)I收可望維持較高成長(zhǎng)速度，預(yù)估到2023年，海思采購(gòu)成本約160億美元，其中封測(cè)成本約占采購(gòu)成本25%，估2023年海思封測(cè)訂單市場(chǎng)空間可望達(dá)到40億美元。

在此趨勢(shì)下，法人預(yù)估，日月光投控和長(zhǎng)電科技將是主要受惠者，其中長(zhǎng)電科技占海思的封測(cè)訂單比重，到2023年將提升到25%到30%，海思占長(zhǎng)電科技業(yè)績(jī)比重提升到20%到25%。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

北京經(jīng)開區(qū)第3代半導(dǎo)體現(xiàn)新突破

北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)企業(yè)——世紀(jì)金光半導(dǎo)體有限公司（以下簡(jiǎn)稱“世紀(jì)金光”）研制成功了碳化硅6英寸單晶并實(shí)現(xiàn)小批量試產(chǎn)，研發(fā)的功率器件和模塊也已大批量應(yīng)用于新能源汽車、光伏、充電樁、高能效服務(wù)器電源、特種電源等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)第三代半導(dǎo)體碳化硅關(guān)鍵領(lǐng)域全面布局。

世紀(jì)金光相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)，為了解決行業(yè)難題，世紀(jì)金光研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出新的晶體生長(zhǎng)與晶片加工技術(shù)，提高晶片的出片率，降低成本50%以上，壓低國(guó)際同類產(chǎn)品的價(jià)格；通過(guò)改造創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了6英寸晶體生產(chǎn)的技術(shù)突破，縮短了與國(guó)外的差距。近幾年來(lái)，世紀(jì)金光創(chuàng)新性地解決了高純碳化硅粉料提純技術(shù)、6英寸碳化硅單晶制備技術(shù)、高壓低導(dǎo)通電阻碳化硅SBD、MOSFET材料、結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)技術(shù)等。目前已完成從碳化硅功能材料生產(chǎn)、功率元器件和模塊制備、行業(yè)應(yīng)用開發(fā)和解決方案提供等關(guān)鍵領(lǐng)域的全面布局。

依托在碳化硅領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與儲(chǔ)備，世紀(jì)金光碳化硅6英寸單晶生產(chǎn)已經(jīng)研制成功并實(shí)現(xiàn)小批量試產(chǎn)；自主設(shè)計(jì)開發(fā)的功率元器件和模塊制備覆蓋碳化硅肖特基二極管（SBD）、金屬—氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET），全橋、半橋混合功率模塊及全碳化硅功率模塊，已大批量應(yīng)用于新能源汽車、光伏、充電樁、高能效服務(wù)器電源、特種電源等領(lǐng)域。在應(yīng)用中高效化、小型化、輕量化和低耗化等特性顯現(xiàn)出來(lái)，在光伏行業(yè)，主要應(yīng)用的分布式光伏逆變器，可使逆變器峰值效率達(dá)到99%以上，自身功率損耗降低70%以上，體積減小1/5以上。在高性能服務(wù)器電源行業(yè)，主要為應(yīng)用的SBD產(chǎn)品，可使系統(tǒng)效率提升至超過(guò)99%。（北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)）