電子材料

華盛頓大學研究出像蒲公英一樣傳播的微型傳感器

華盛頓大學團隊根據(jù)蒲公英的傳播方式，決定將其注入到農(nóng)場和森林等廣闊區(qū)域的無線傳感器分散中。該團隊一共測試了75種設計，找到其中一種后，他們進行了不同尺寸的設計。據(jù)研究人員稱，各種尺寸將使傳感器以不同的速度下降。盡管尺寸有所不同，但該設計將確保系統(tǒng)在微風的情況下可以達到100m。放置后，這些設備可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到最遠60m的地方。（中國電子元件行業(yè)協(xié)會）

哈佛大學開發(fā)出首個鈮酸鋰片上集成激光器

哈佛大學工程與應用科學院（SEAS）的研究人員，聯(lián)合Freedom Photonics和HyperLight公司，成功開發(fā)出首個鈮酸鋰芯片全集成高功率激光器，為高功率電信系統(tǒng)、全集成光譜儀、光學遙感和量子網(wǎng)絡高效頻率轉換等應用發(fā)展路徑提供了可能性。通過使用工業(yè)友好的工藝將薄膜鈮酸鋰（TFLN）器件與高功率激光器相結合，這項研究成為業(yè)界向大規(guī)模、低成本和高性能發(fā)射器陣列和光網(wǎng)絡邁出的關鍵一步。接下來，該團隊的目標是提高激光器的功率和可擴展性，以適應更多應用。（中國電子元件行業(yè)協(xié)會）

世界首個原子級量子集成電路推出

澳大利亞新南威爾士大學量子計算機物理學家團隊設計了一個原子尺度的量子處理器，能夠模擬小有機分子的行為，攻克了大約60年前理論物理學家理查德·費曼提出的挑戰(zhàn)。該校初創(chuàng)企業(yè)“硅量子計算”公司（SQC）日前宣布創(chuàng)造出世界上第一個原子級量子集成電路。

SQC團隊用量子處理器精確地模擬了一個小的有機聚乙炔分子的量子態(tài)，從而證明了他們的量子系統(tǒng)建模技術的有效性。通過精確控制原子的量子態(tài)，新處理器可模擬分子的結構和特性，有望幫助科學家“解鎖”未來的全新材料和催化劑。

首席研究員、SQC創(chuàng)始人米歇爾·西蒙斯稱，這就是我們在做的事情，我們實際上是在自下而上構建它，通過將原子放入硅中來模擬聚乙炔分子，其精確的距離表示碳碳單鍵和碳碳雙鍵。（科技日報）

美國科學家開發(fā)出可拉伸全聚合物LED顯示器

美國斯坦福大學鮑哲南團隊開發(fā)出可拉伸全聚合物發(fā)光二極管（APLED），可作柔性顯示器用途。APLED具有較好的明亮度和耐用性，其最大亮度至少是普通手機顯示器的2倍，且在拉伸至原有長度2倍時仍能正常工作。APLED全聚合物薄膜可以粘貼在手臂或手指上，在彎曲時不會撕裂。同時，這一研究成果還具備其他潛在用途，如用于制作可變形的交互式屏幕，以及在地圖上形成三維景觀等。（科技部）

英特爾與荷蘭國有科研機構合作制造“硅量子比特”

英特爾D1工廠與荷蘭國有科研機構Qtech合作生產(chǎn)了“硅量子比特”，即在傳統(tǒng)硅材料芯片的產(chǎn)線上制造量子比特，形成硅基半導體自旋量子。同時，這也是該工廠首次大規(guī)模制造量子比特，并將其與傳統(tǒng)半導體生產(chǎn)線進行接軌。英特爾表示，此次的生產(chǎn)規(guī)模可以生產(chǎn)超過10000個帶有多個硅量子比特的陣列，芯片生產(chǎn)率達到95%以上。據(jù)了解，量子比特是計算機比特的量子版本，是計算機中最小的數(shù)據(jù)單元。（中國半導體行業(yè)協(xié)會）

日企制備2英寸金剛石外延片可用于量子計算

一家日本工業(yè)鉆石制造商與佐賀大學合作，成功在藍寶石襯底上制備出超高純度金剛石外延片，直徑達到2英寸。資料顯示，高純度金剛石中的氮—空位中心具有獨特性質(zhì)，在量子計算領域有較大應用價值，可用于量子信息存儲。該公司表示計劃在2023年將這一技術商業(yè)化，并正在著手開發(fā)更具實用性的4英寸外延片。（中國半導體行業(yè)協(xié)會）

三星即將開始量產(chǎn)3nm芯片

三星電子將于2022年中期正式批量生產(chǎn)基于環(huán)繞式柵極（GAA）晶體管結構的3nm芯片，這一日程早于臺積電，后者計劃于2022年下半年批量生產(chǎn)3nm芯片。三星電子認為，3nm芯片的量產(chǎn)將為其在系統(tǒng)半導體領域成為世界第一的目標提供強大的動力。分析認為，如果三星電子開始批量生產(chǎn)3nm芯片，就可以向企業(yè)客戶證明，三星電子在技術上領先于臺積電，從而鞏固在代工市場的地位，同時削弱臺積電在代工市場的主導地位。（中國半導體行業(yè)協(xié)會）

我國科學家發(fā)現(xiàn)碳家族單晶新材料

中國科學院化學研究所研究員鄭健團隊在常壓下通過簡單的反應條件，創(chuàng)制了一種新型碳同素異形體單晶——單層聚合C60。這是一種全新的簇聚二維超結構，由C60簇籠在平面上通過C—C鍵相互共價鍵合形成規(guī)則的拓撲結構。這種新型碳材料具有較高的結晶度和良好的熱力學穩(wěn)定性，并具有適度的禁帶寬度，為碳材料的研究提供了全新思路。

通過調(diào)節(jié)鎂（Mg）和C60的比例，他們在常壓條件下制得了2種緊密排列的準六方相和準四方相的Mg插層聚合物單晶，通過新的有機陽離子切片策略，使用四丁基水楊酸銨作為切割試劑，從準六方相結構中剝離得到單層C60聚合物。研究人員利用單晶X射線衍射（XRD）和掃描透射電子顯微鏡（STEM）對該單層C60聚合物進行了結構表征，結果顯示C60之間通過C—C橋連單鍵和[2+2]環(huán)加成的四元環(huán)橋連鍵在平面內(nèi)連接形成了一種全新的二維拓撲超結構。單層聚合C60的帶隙約為1.6eV，是典型的半導體，預示其在光/電半導體器件中具有潛在應用。此外，該結構具有良好的熱力學穩(wěn)定性，在約600K（326.85℃）下仍舊穩(wěn)定存在。

由于不對稱成鍵結構，單層聚合C60中每個C60單元被拉伸成方向一致的橢球形，從而使得這種新的碳材料具有顯著的平面各向異性，如各向異性聲子模式和電導率，這意味著該材料在非線性光學和功能化電子器件方面可能具有應用前景。此外，由于其獨特的共軛碳結構、巨大的超晶格和多孔骨架結構，該二維簇聚碳材料或在超導、量子計算、自旋輸運、信息及能量存儲、催化等領域也具有潛在應用價值。（中國科學院）

穩(wěn)定高壓合成金剛石烯研究獲進展

中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院固體物理研究所王賢龍課題組在穩(wěn)定高壓合成金剛石烯研究中取得新進展。研究表明，硼和氮摻雜可調(diào)控其電子結構性質(zhì)（半導體、金屬、超導），可降低形成能，增強金剛石烯在常溫常壓下的穩(wěn)定性。

金剛石烯是由雙層石墨烯層間形成sp3鍵構成的二維單層金剛石，兼具石墨烯和金剛石的特性，有望發(fā)展成為與石墨烯并列的一類新型二維碳材料，用于電子器件的超薄保護涂層，在納米光電器件方面具有潛在的應用價值。目前，實驗上通過在高壓下壓縮雙層石墨烯合成的金剛石烯，在撤壓后均轉變回石墨烯，較難在常溫常壓下穩(wěn)定存在。

通過壓縮氮氣摻雜雙層石墨烯來合成金剛石烯在實驗上最易實現(xiàn)，這是由于此時的形成能不依賴摻雜原子的分布形式。此外，摻雜原子在不同的替代位會呈現(xiàn)出不同的電子結構（半導體、金屬、超導～4K），可應用于二維電子器件領域。（中國科學院）

科學家制備出微型光電一體化集成鉆石量子磁傳感器

中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所傳感技術國家重點實驗室采用微納加工技術，制備了一種基于氮空位（NV）色心的微型光電一體化集成鉆石量子磁傳感器。

NV色心是鉆石晶體結構中常見的點缺陷，由氮原子取代碳原子和相鄰空穴而形成，利用其在磁場中的量子順磁共振效應及熒光輻射特性可進行精密磁測量。NV色心在常溫下具有穩(wěn)定的量子態(tài)，可以在非制冷的室溫下工作。同時，鉆石量子磁傳感器以其高空間分辨率、高靈敏度、高生物兼容性等技術優(yōu)勢，在近場微觀磁共振、磁異常探測、生命科學等領域具有重要的應用前景。

該團隊基于晶圓級微機電工藝平臺，利用標準微納加工技術，制備出鉆石量子磁傳感器的核心——鉆石芯片。芯片內(nèi)部集成了微波輻射結構，實現(xiàn)了原位微波量子態(tài)操控。研究采用金屬熱壓鍵合技術，實現(xiàn)了鉆石單晶與硅晶圓的異質(zhì)集成，確保了機械穩(wěn)定性。鉆石芯片耦合帶有梯度變化折射率透鏡的光纖模塊，實現(xiàn)了“光進光出”的工作模式，縮小了探頭尺寸，實現(xiàn)了鉆石磁強計探頭的高集成度。研究進一步表明，采用雙頻共振技術可以同時進行磁場和溫度場的同步實時測量，不僅通過溫漂抑制提高了磁場測量的信噪比，而且確保了傳感器的溫度穩(wěn)定性。（中國科學院）

8英寸碳化硅單晶研究獲進展

近期，中科院物理研究所科研人員通過優(yōu)化生長工藝，進一步解決了多型相變問題，持續(xù)改善晶體結晶質(zhì)量，成功生長出單一4H晶型的8英寸碳化硅（SiC）晶體，晶坯厚度接近19.6mm，加工出了厚度約2mm的8英寸SiC晶片，并對其進行相關測試。Raman散射圖譜和X射線搖擺曲線測試結果表明，生長的8英寸SiC為4H晶型；（0004）面的半高寬平均值為46.8arcsec。

8英寸SiC導電單晶的研制成功是物理所在寬禁帶半導體領域取得的重要進展，研發(fā)成果轉化后，將有助于增強我國在SiC單晶襯底的國際競爭力，促進我國寬禁帶半導體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。（中國科學院）

黑硅光電探測材料與器件研究進展

近期，昆明物理研究所唐利斌課題組在《紅外技術》期刊上發(fā)表了以“黑硅光電探測材料與器件研究進展”為主題的綜述文章。這項研究首先簡單介紹了黑硅材料的結構，然后討論了基于飛秒激光刻蝕法、濕法腐蝕、反應離子刻蝕法等方法制備的黑硅材料的性質(zhì)。其次概述了基于以上方法制備的不同黑硅光電探測器的結構及性能，并討論了黑硅器件在不同領域的應用。最后對黑硅光電探測技術進行了分析與展望，探討了黑硅材料及器件未來的發(fā)展方向。（中國電子元件行業(yè)協(xié)會）

二維材料光電探測器研究方面取得新進展

中科院合肥研究院固體所納米材料與器件技術研究部李廣海研究員課題組的李亮研究員與香港理工大學應用物理系嚴鋒教授合作，在二維材料光電探測領域取得新進展，成功研制了基于層狀三元碲化物InSiTe3的光電探測器。該光電探測器具有超快的光響應（545～576ns）以及從紫外到近紅外（UV—NIR）光通信區(qū)域的寬帶探測能力（365～1310nm）。（中國電子元件行業(yè)協(xié)會）

臺積電首度揭曉2nm制程技術 預計2025年量產(chǎn)

臺積電于日前首度揭曉2nm制程技術，與3nm相比，在相同功耗下，2nm的速度提高10%～15%，或在相同速度下，功耗降低25%～30%。

臺積電揭示了支持N3及N3E的TSMCFINFLEX技術。這項技術平臺，除了涵蓋臺積電即將于2022年下半年量產(chǎn)的3nm（N3）技術，并將搭配創(chuàng)新的TSMCFINFLEX架構。

據(jù)悉，TSMCFINFLEX技術是在開發(fā)3nm時，同時讓2nm（N2）獲得重大突破。這項技術提供多樣化的標準元件選擇：3—2鰭結構支持超高性能、2—1鰭結構支持最佳功耗效率與電晶體密度、2—2鰭結構則是支持平衡兩者的高效性能。

臺積電指出，通過各功能區(qū)塊最優(yōu)化的結構，向全球揭示N2技術可提供代工服務，與3nm相比，功效大幅往前推進。臺積電2nm制程技術采用納米片電晶體架構，使其效能及功耗效率提升一個世代，除移動計算的基本版本，2nm技術平臺也涵蓋高效能版本及完備的小芯片整合解決方案，并預定2025年開始量產(chǎn)。（中國半導體行業(yè)協(xié)會）

中國科大6G濾波器研發(fā)取得重大突破

中國科學技術大學（以下簡稱“中國科大”）微電子學院左成杰教授研究團隊在6G濾波器領域取得重要進展，該研究成果在鈮酸鋰壓電薄膜上設計并實現(xiàn)了Q值超過100000的高頻（6.5GHz）微機電系統(tǒng)諧振器，把Q值提升了2個數(shù)量級。（中國電子元件行業(yè)協(xié)會）

滬硅產(chǎn)業(yè)擬在芬蘭投建200mm硅片擴產(chǎn)項目

上海硅產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司（以下簡稱“滬硅產(chǎn)業(yè)”）擬以全資子公司芬蘭Okmetic作為項目實施主體，在芬蘭萬塔市投資建設200mm半導體特色硅片擴產(chǎn)項目。項目建成后，Okmetic將新增每年313.2萬片200mm半導體拋光片產(chǎn)能，進一步鞏固其在先進傳感器、功率器件、射頻濾波器及集成無源器件等高端細分領域的市場地位。（中國電子元件行業(yè)協(xié)會）