電子材料

德國(guó)開發(fā)出多材料陶瓷增材制造技術(shù)

由德國(guó)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)共同開發(fā)了1種多材料陶瓷組件的增材制造（AM）工藝，其可用于通過紅外加熱對(duì)塑料部件進(jìn)行非接觸焊接，通過這種方式，提供了更大的幾何自由度和制造靈活性，導(dǎo)電和電絕緣陶瓷材料的組合被用來制造復(fù)雜的加熱器結(jié)構(gòu)。

德國(guó)PolyMerge GmbH是1家塑料焊接機(jī)械制造商，其發(fā)展目標(biāo)是開發(fā)復(fù)雜的發(fā)射器，用于塑料部件的非接觸加熱和短周期連接。來自弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)和系統(tǒng)研究所（Fraunhofer IKTS）的1個(gè)團(tuán)隊(duì)利用其工藝和材料技術(shù)以及TIWARI Scientific Instruments GmbH的3D打印專業(yè)知識(shí)為開發(fā)提供支持。TIWARI是1家由歐空局支持的德國(guó)初創(chuàng)企業(yè)，該公司使用1臺(tái)帶有改進(jìn)打印頭的商用3D打印機(jī)來額外制造零件，燈絲的精密擠壓和與印刷床的良好附著力使零件的生產(chǎn)具有高細(xì)節(jié)和無變形。

在該項(xiàng)目中，陶瓷熔絲制造（CerAM FFF）用于生產(chǎn)定制發(fā)射器。各種結(jié)構(gòu)的3D打印在160℃的中等溫度、25mm/s的速度和150μm的層高下進(jìn)行。用于導(dǎo)電陶瓷AM生產(chǎn)加熱元件的基材是氮化硅（Si3N4），它與導(dǎo)電二硅化鉬（MoSi2）混合。這種導(dǎo)電陶瓷復(fù)合材料具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，即使在加熱過程中也能承受較高的結(jié)構(gòu)負(fù)荷。第2種成分類似，但MoSi2含量較低的材料用于提供電絕緣或加固導(dǎo)電部件的細(xì)絲結(jié)構(gòu)。通過多材料制造將導(dǎo)電材料和電絕緣材料組合成雙組分部件。該技術(shù)難點(diǎn)在于，挑戰(zhàn)是確保在高達(dá)1800℃的強(qiáng)制熱處理（脫脂和燒結(jié)）期間，使2種材料的熱膨脹和收縮大致相等。

這種多材料陶瓷組件的絕緣部分可以用于保護(hù)導(dǎo)電部件免受腐蝕，防止氧化并提高循環(huán)穩(wěn)定性。除了無接觸焊接相關(guān)應(yīng)用外，該技術(shù)和工藝還可以用于制造航空航天中的輕型自動(dòng)點(diǎn)火噴射器和推進(jìn)系統(tǒng)中的其他類似應(yīng)用。（中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)）

研究人員創(chuàng)造1種讓復(fù)雜半導(dǎo)體材料自行組裝的方法

美國(guó)斯坦福大學(xué)教授Hemamala Karunadasa領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》雜志中發(fā)表文章，介紹了一種更簡(jiǎn)單快捷的復(fù)雜材料自動(dòng)組裝方法。他們用鈣鈦礦培育了二維層，并在大晶體中與其他薄層材料交叉和自組裝。

自組裝過程在反應(yīng)瓶中進(jìn)行，各薄層的化學(xué)成分在水中翻滾，杠鈴狀的分子引導(dǎo)著動(dòng)向。杠鈴分子的每一端都連接有1種可成長(zhǎng)為薄層的模板。當(dāng)薄層結(jié)晶時(shí)，杠鈴分子會(huì)自動(dòng)將它們按適當(dāng)?shù)捻樞蜻B接在一起。

研究人員表示，鹵化物鈣鈦礦具有與天然鈣鈦礦相似的八面體結(jié)構(gòu)，其組裝過程通常是在水中進(jìn)行的。這類材料在太陽能電池領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力，然而，它們的穩(wěn)定性比較差。讓鈣鈦礦和其他材料組合成層狀材料，不僅有望結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，還可能獲得意想不到的界面特性——比如科學(xué)家們?cè)C實(shí)，將2種不同類型的絕緣薄膜堆疊可以制成導(dǎo)體。（科技部）

科研人員運(yùn)用3D打印技術(shù)研制超微型發(fā)電裝置

韓國(guó)蔚山科學(xué)原子能工學(xué)系、新材料工學(xué)系以及韓國(guó)材料研究所聯(lián)合研究小組利用3D打印技術(shù)，開發(fā)體積僅有百微米的超微型熱電發(fā)電模塊。

3D打印熱電材料墨水是關(guān)鍵技術(shù)。研究小組通過納米技術(shù)調(diào)節(jié)墨水電子材料分子表面電荷，并加入活性劑后保持高粘度，可打印出所需的精細(xì)立體結(jié)構(gòu)。此外3D墨水也是熱電發(fā)電的主要材料。通過特制噴管裝置噴墨，打印出微米級(jí)的燈絲形狀的熱電模塊。

此項(xiàng)研究開發(fā)的微熱電模塊發(fā)電機(jī)的電力密度達(dá)到每平方厘米479μW，溫差最多可以維持82.9℃。是目前研究成果中微熱電模塊實(shí)現(xiàn)最大溫差的技術(shù)，比現(xiàn)有微電子控制技術(shù)（MEMS）的薄片形態(tài)發(fā)電效果更好，并大幅節(jié)約生產(chǎn)成本。（科技部）

日本欲聯(lián)手美國(guó)開發(fā)新一代半導(dǎo)體技術(shù)

為強(qiáng)化在經(jīng)濟(jì)安全保障上重要性日益增加的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省近日召開專家會(huì)議，公布了振興日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)緊急強(qiáng)化方案”。

日本期望通過資金援助吸引廠商赴日興建先進(jìn)半導(dǎo)體工廠、且將對(duì)日本現(xiàn)有老舊廠房的設(shè)備更新提供援助，并將攜手美國(guó)研發(fā)次世代半導(dǎo)體，借此提振日本日益下滑的半導(dǎo)體市占率，目標(biāo)在2030年將日本企業(yè)的半導(dǎo)體營(yíng)收提高至13兆日?qǐng)A、將達(dá)現(xiàn)行（2020年）的約3倍水平。

在1988年時(shí)日本于全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的市占率高達(dá)50%、不過2019年時(shí)已下滑至約10%水平。日本經(jīng)產(chǎn)省公布的“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)緊急強(qiáng)化方案”將編列于日本政府預(yù)計(jì)11月19日敲定的經(jīng)濟(jì)對(duì)策內(nèi)，該方案主要將日本半導(dǎo)體振興對(duì)策分3個(gè)階段（短、中、長(zhǎng)期）來推動(dòng)。

其中作為政策核心的第一階段（首輪援助對(duì)策）就是為了確保日本國(guó)內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)能、將以補(bǔ)助金等方式分?jǐn)?shù)年持續(xù)提供援助，來吸引海外廠商赴日設(shè)廠，補(bǔ)助對(duì)象將包含臺(tái)積電計(jì)劃在熊本縣興建的先進(jìn)半導(dǎo)體工廠，且也將對(duì)日本現(xiàn)有的老舊半導(dǎo)體工廠的設(shè)備更新提供資金援助、藉此提升現(xiàn)有廠房的競(jìng)爭(zhēng)力。

就中長(zhǎng)期（第2、3階段）來看，將攜手美國(guó)著手進(jìn)行次世代半導(dǎo)體技術(shù)的研發(fā)，且將建構(gòu)可和全球企業(yè)等進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作的國(guó)際性合作體制。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

科學(xué)家開發(fā)下一代復(fù)合玻璃技術(shù)，可用于照明LED等

昆士蘭大學(xué)的侯京偉博士、王連洲教授和陳薇琪教授領(lǐng)導(dǎo)的全球研究團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)開發(fā)了生產(chǎn)下一代復(fù)合玻璃的技術(shù)，用于照明LED和智能手機(jī)、電視和電腦屏幕。這一發(fā)現(xiàn)將使制造的玻璃屏幕不僅牢不可破，而且還能提供水晶般清晰的圖像質(zhì)量。

侯京偉博士介紹：“發(fā)光材料由納米晶體制成，稱為鉛鹵化物鈣鈦礦，它們可以收集陽光并將其轉(zhuǎn)化為可再生的電力——在低成本、高效率的新一代太陽能電池和許多有前途的應(yīng)用（如照明）中發(fā)揮著重要作用。我們的化學(xué)工程師和材料科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一種工藝，將納米晶體包裹或結(jié)合在多孔玻璃中。這個(gè)過程是穩(wěn)定材料、提高其效率和抑制有毒的鉛離子從材料中浸出的關(guān)鍵”。

目前QLED或量子點(diǎn)發(fā)光二極管屏幕被認(rèn)為是圖像顯示和性能的頂級(jí)表現(xiàn)者，這項(xiàng)研究將能通過提供令人驚嘆的畫面質(zhì)量和強(qiáng)度來改進(jìn)這種納米晶體技術(shù)。

研究團(tuán)隊(duì)不僅可以使這些納米晶體更加堅(jiān)固，而且可以調(diào)整它們的光電子特性，這一發(fā)現(xiàn)為能源轉(zhuǎn)換和催化開辟了新一代的納米晶體—玻璃復(fù)合材料。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

傳蘋果正積極投入Micro LED面板開發(fā)

此前，有報(bào)道稱蘋果正與三星、LG商討為iPadPro、Macbook換裝OLED顯示屏的計(jì)劃，盡管三星做出了原型產(chǎn)品，但似乎沒有達(dá)到蘋果預(yù)期或者蘋果認(rèn)為時(shí)機(jī)不佳，打算延期到2023或者2024年發(fā)布。近日，有爆料稱，蘋果欲采用雙層OLED，較現(xiàn)行智能機(jī)普遍的單層OLED，亮度增加2倍、壽命增加4倍。蘋果正積極投入MicroLED面板的開發(fā)，并已經(jīng)通過收購希望掌握關(guān)鍵技術(shù)。

MicroLED常被和MiniLED混淆，嚴(yán)格來說，前者可以算得上面板，而后者只是1種背光技術(shù)，且其依賴LED發(fā)光芯片存在物理尺寸上的天壤之別。MicroLED幾乎保留了OLED面板的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，同時(shí)更重要的地方在于沒有燒屏的缺點(diǎn)。

目前，三星已經(jīng)推出了MicroLED電視產(chǎn)品，但價(jià)格非常高昂，這證明，MicroLED當(dāng)前比較大的問題是成本高，尤其是向小型化方向走的話，成本問題更加凸顯。（中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)）

上海微系統(tǒng)所等在新型碳基二維半導(dǎo)體材料基本物性研究中獲進(jìn)展

相比于目前研究已經(jīng)比較成熟的石墨烯，對(duì)由碳和氮原子構(gòu)成的類石墨烯蜂窩狀無孔有序結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體（C3N）的研究起步較晚，該材料的基本物性研究仍有大量空白有待填補(bǔ)。

中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所研究人員等于2016年初步實(shí)現(xiàn)AA及AB堆垛雙層C3N的制備。在此基礎(chǔ)上，他們與華東師范大學(xué)研究員袁清紅團(tuán)隊(duì)通過近5年努力，借助實(shí)驗(yàn)技術(shù)與理論研究，在雙層C3N的帶隙性質(zhì)、輸運(yùn)性質(zhì)等研究領(lǐng)域取得突破，進(jìn)一步證明雙層C3N在納米電子學(xué)等領(lǐng)域的重要應(yīng)用潛力。

該工作證明了通過控制堆垛方式實(shí)現(xiàn)雙層C3N從半導(dǎo)體到金屬性轉(zhuǎn)變的可行性。與本征帶隙為1.23eV的單層C3N相比，雙層C3N的帶隙大致可以分為3種：接近金屬性的AA和AA堆垛、帶隙比單層減少將近30%的AB和AB堆垛、與單層帶隙相近的雙層摩爾堆垛。上述帶隙變化可歸因于頂層與底層C3N間pz軌道耦合下費(fèi)米能級(jí)附近能帶的劈裂。在雙層之間相互作用勢(shì)接近的前提下，價(jià)帶頂和導(dǎo)帶底波函數(shù)重疊的數(shù)目決定了能帶劈裂程度，進(jìn)而影響帶隙。其中AA、AA、AB、AB等雙層C3N中，2層波函數(shù)重疊的數(shù)目存在2倍關(guān)系，帶隙劈裂值為近似兩倍關(guān)系。而對(duì)于雙層摩爾旋轉(zhuǎn)條紋結(jié)構(gòu)，上下層原子基本錯(cuò)開，pz軌道的重疊有限，因此其帶隙與單層C3N接近。

更重要的是，研究還發(fā)現(xiàn)通過施加外部電場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)AB堆垛雙層C3N帶隙的調(diào)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在1.4V/nm的外加電場(chǎng)下，AB堆垛的雙層C3N的帶隙下降約0.6eV，可實(shí)現(xiàn)從半導(dǎo)體到金屬性的轉(zhuǎn)變。（中國(guó)科學(xué)院）

同濟(jì)大學(xué)在二階非線性光學(xué)氧化物晶態(tài)材料研究中再獲重要進(jìn)展

同濟(jì)大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)、歐洲科學(xué)院院士張弛研究團(tuán)隊(duì)基于金屬釩酸鹽的溶液化學(xué)方法，提出了一種準(zhǔn)剛性層結(jié)構(gòu)調(diào)制晶態(tài)材料光學(xué)性能的策略，設(shè)計(jì)構(gòu)建了一例中紅外釩酸鹽二階非線性光學(xué)晶體Cs4V8O22，探討并闡明了該晶態(tài)材料紅外吸收截止邊紅移與倍頻性能同步增益的新機(jī)制。

在這一研究中，張弛研究團(tuán)隊(duì)首次提出準(zhǔn)剛性層結(jié)構(gòu)調(diào)制晶態(tài)材料光學(xué)性能的設(shè)計(jì)思路，采用2種d0過渡金屬中心陽離子基多面體[VOn]（n=4，5）構(gòu)建準(zhǔn)剛性層狀結(jié)構(gòu)，探討其對(duì)晶態(tài)材料二次諧波響應(yīng)和紅外透光范圍的重要影響，當(dāng)2種畸變的非線性光學(xué)活性基元[VOn]多面體在層狀結(jié)構(gòu)中對(duì)齊排列時(shí)，其微觀極化方向基本一致，有利于獲得最優(yōu)化的宏觀極性和二次諧波響應(yīng)；相比于傳統(tǒng)的非金屬氧陰離子，由2種釩氧多面體[VOn]構(gòu)建的層狀結(jié)構(gòu)可以提供低能的光學(xué)聲子吸收，而層與層之間的特殊連接方式（如弱的層間相互作用、層間懸掛的氧原子等）可進(jìn)一步降低晶態(tài)材料的最高聲子頻率，賦予材料寬的紅外吸收截止邊。

研究團(tuán)隊(duì)還通過第一性原理計(jì)算，揭示了Cs4V8O22強(qiáng)的二次諧波響應(yīng)源自于準(zhǔn)層狀結(jié)構(gòu)中的釩氧多面體。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過聲子態(tài)密度的計(jì)算闡明了準(zhǔn)剛性的層狀結(jié)構(gòu)阻礙了V—O基團(tuán)的振動(dòng)，削弱了高頻聲子與外界光子的相互作用，最終導(dǎo)致了材料紅外吸收截止邊的紅移。實(shí)驗(yàn)研究顯示，該釩酸鹽晶體Cs4V8O22是一致熔融化合物，表現(xiàn)出高的激光損傷閾值（24×AgGaS2），其光學(xué)透過范圍覆蓋重要的大氣窗口（3～5μm）Cs4V8O22同時(shí)具有強(qiáng)的倍頻效應(yīng)（12.0×KDP@1064nm，2.2×AGS@2100nm），是一例性能優(yōu)異的中紅外二階非線性光學(xué)晶體材料。（中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)）

東陽光擬不超過20億元投資建設(shè)鋁電解電容器、超級(jí)電容器生產(chǎn)基地

日前，廣東東陽光科技控股股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“東陽光”）發(fā)布公告，擬與浙江省東陽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)管理委員會(huì)就東陽光在東陽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)投資建設(shè)鋁電解電容器、超級(jí)電容器生產(chǎn)基地簽署《鋁電解電容器項(xiàng)目合作協(xié)議》，投資金額不超過20億元。同時(shí)，將在東陽市注冊(cè)成立全資子公司作為項(xiàng)目公司。

據(jù)披露，合作項(xiàng)目東陽光鋁電解電容器項(xiàng)目分2期建設(shè)，其中第1期投資10億元，建設(shè)期2年，第2期投資將根據(jù)后續(xù)情況另行約定。建設(shè)內(nèi)容擬定為焊針式大鋁電解電容器生產(chǎn)線、引線式大鋁電解電容器生產(chǎn)線、螺栓式大鋁電解電容器生產(chǎn)線、小引線鋁電解電容器生產(chǎn)線、固態(tài)引線鋁電解電容器生產(chǎn)線、超級(jí)電容器生產(chǎn)線等。（中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)）

天通股份擬建400kg級(jí)藍(lán)寶石晶體及其加工制造項(xiàng)目

日前，天通控股股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“天通股份”）發(fā)布公告，為進(jìn)一步搶占藍(lán)寶石襯底和大尺寸窗口材料市場(chǎng)，擴(kuò)大藍(lán)寶石晶體的生產(chǎn)規(guī)模，提升C向400kg級(jí)藍(lán)寶石晶體的產(chǎn)能，天通股份控股子公司天通銀廈新材料有限公司（“天通銀廈”）擬實(shí)施建設(shè)400kg級(jí)藍(lán)寶石晶體及其加工制造項(xiàng)目，該項(xiàng)目總投資6.71億元。

據(jù)披露，該項(xiàng)目將分為3個(gè)子項(xiàng)目分別實(shí)施，即：投資2.07億元建設(shè)“大尺寸藍(lán)寶石晶體節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目”、投資2.28億元建設(shè)“高端顯示材料用藍(lán)寶石晶體產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”、投資2.36億元建設(shè)“大尺寸藍(lán)寶石晶體制造及超精密加工項(xiàng)目”。（中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)）