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柔性薄膜组装集成芯片传感器
硅芯片是当代信息技术的核心,当前正向“深度摩尔”(More Moore)和“超越摩尔”(More than Moore)两个方向发展。物联网(IoT)应用是“超越摩尔”技术路线中相当重要的一环,需要数量巨大的集成电路芯片来分析处理来自外部传感器件的海量信号。目前,大多数传感信号采集器件和信号处理单元均为分离设计,将在整体上产生更大功耗并占据更大的空间。由此,复旦大学材料科学系教授梅永丰课题组提出了将信号检测和分析功能集成于同一个芯片器件中的全新概念。作为演示,研究团队将单晶硅薄膜柔性光电晶体管与智能薄膜材料相结合和组装,构造了对不同环境变量进行检测和分析的柔性硅芯片传感器及其系统。这一思路不仅具有优异的可扩展性,还可与当前集成电路先进制造工艺相兼容。5月2日,相关研究结果以《面向智能数字灰尘的硅纳米薄膜光电晶体管多功能集成传感器研究》(“Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust”)为题发表在《科学进展》(Science Advances)上。研究团队从器件的传感机理入手,利用柔性薄膜组装集成芯片传感器,实现了多种环境参数探测功能的集成。图1:(A) 器件主要功能层示意图;(B) 贴附于曲面上的柔性传感器件阵列;(C) 智能传感器件功能区的光学显微照片;(D)用于湿度传感的集成系统构造图;(E) 氢气通入前后参比器件与检测器件的电流变化,红色为参比电流,蓝色为检测电流。智能材料在环境刺激中可以发生折射率、颜色、晶体结构等方面的光学性质变化,但一般需要光谱设备或比色卡才能进行比对。而翻转的硅薄膜光电晶体管由于没有栅极金属阻挡功能区域的光信号吸收,可以更容易获得高灵敏的传感特性。利用这一点,研究团队将多种智能薄膜材料贴合在器件功能区,智能材料内部物理性质变化引起了微小光学性能改变,从而表现在输出的光电流上,因此可以在同一个芯片上实现对多种不同信号的同时检测。图1A展示了传感器件典型的功能层结构,顶层的智能薄膜材料对环境刺激发生响应,进而改变下方硅单晶薄膜光电晶体管的输出信号。具有2微米厚的热氧化二氧化硅层则作为光电晶体管的封装,对下方器件进行保护。硅薄膜光电晶体管完全由晶圆级先进集成电路工艺方法制备而成,结合了传统硅基光电子器件的高性能和硅纳米薄膜超薄厚度下的优良柔性。图1B是贴附于半径仅为2毫米直径玻璃管上的柔性器件阵列,表现出良好的弯曲性能。图1C是单个器件功能区域的特写,在蓝色虚框部分集成不同智能材料即可实现对不同环境信号的检测。图1D是具有完备传感与数据处理功能的柔性系统合成图,包括传感与参比器件、逻辑与存储单元、信号放大器和电源。研究团队利用该系统实现了对环境中湿度的实时、快速检测,演示的信号为依次减小的三个湿度脉冲。整个过程中直接对环境变化做出响应的信号,即参比器件与传感器件输出电流随时间的变化如图1E中所示。当环境发生变化(如图所示通入氢气),传感器件的输出电流大幅增加,而参比电流保持平稳,再利用差分电路处理,即可给出所检测的环境参数的值。研究团队开发了将智能材料与光电传感结合的新颖传感机制,并将传感模块与后续信号处理等模块集成在一起,展示了其在气体浓度、湿度、温度等多种环境参数检测方面的能力,已经初步具备了未来的“智能数字灰尘”的雏形。该策略也可以应用于其他的数字传感系统,在后摩尔时代中将具有巨大的应用潜力。论文主要由李恭谨博士,博士研究生马喆和尤淳瑜合作完成,并获得韩国延世大学Taeyoon Lee教授和中科院微系统所狄增峰研究员的合作支持。该工作得到国家自然科学基金委、上海市科委、复旦大学和专用集成电路与系统国家重点实验室等大力支持。
复旦大学 2021-04-11
一种薄膜制备装置(未授权)
西南大学 2021-04-13
氮化铝薄膜和高频滤波器
高效率制备高品质氮化铝薄膜,并研究应用于 4G、5G 通信(智能手机和基站)的高频滤波器。制备薄膜质量高于现有工艺,制备效率提高十倍以上。作为制备滤波器的关键薄膜性能指标,薄膜的取向性良好(XRD摇摆曲线半高宽2度左右), 薄膜表面起伏小于 1 纳米;薄膜制备效率比传统工艺提高 10 倍以上 
中国科学技术大学 2021-04-14
新型薄膜太阳能电池技术
CZTS薄膜太阳电池:虽然CIGS 是目前薄膜太阳能电池中光电转换效率最高的太阳能电池,但是由于In和Ga元素是稀有金属,在面向大规模生产时受到元素稀缺的制约。有机-无机杂化钙钛矿太阳电池:将无机材料电子迁移率高、机械性能良好、稳定性高和有机材料光吸收率较高、易加工的优点加以整合,发挥协同效应,提高光伏电池的整体性能,是未来太阳能电池最重要的研究方向。
常州大学 2021-04-14
氮化镓陶瓷薄膜电路的激光直写
LPKF ProtoLaser R4可针对敏感基材实现高精度加工
乐普科(天津)光电有限公司 2022-06-22
分布式小型光伏电站系统施工建设仿真实训
分布式小型光伏电站系统施工建设仿真实训让学员以现场施工工程师的身份根据提供的项目说明书、施工图纸和材料到现场进行小型电站的模拟施工,提高学员的实践能力和动手能力。 1.1. 场景设计 虚拟场景主要由厂户楼顶施工场景组成; 场景模型主要包括:厂户建筑模型、支架基础桩、支架前后立柱、横梁、侧梁、接地扁钢、晶硅光伏组件、边压块、中间压块、接线盒、连接线、直流汇流箱、进线、出线、熔断器盒、断路器、避雷器、逆变器、PVC保护线管、五金螺丝螺母、安全帽、施工工具等 1.2. 互动设计 在施工场景看懂图纸,检查施工物料 根据提示到指定位置使用工具把支架、光伏组件、汇流箱、逆变器一一安装起来 进行组件阵列间串联和并联接线 进行防雷焊接 施工完成后进行投切并网操作 场景植入VR太阳模块,精准计算该项目所在位置的太阳位置,太阳高度角和方位角,在虚拟场景中全时仿真太阳产生的阴影。
广东顺德宙思信息科技有限公司 2025-06-02
两亲性Pt(II)配合物气致发光变色性质及存储器件
通过click反应设计合成了一类具有两亲性的磺酸根三齿Pt(II)配合物,这类配合物对VOC的刺激响应具有高度的选择性。在水蒸气和各种醇蒸气分子(甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等)之间具有迅速的变色和发光响应性行为,并进一步制备成薄膜,利用醇蒸气实现了快速写入?擦除功能。在溶液体系中,通过调控溶剂的组成,实现了配合物动态组装?解组装?重新组装的过程。研究组与香港大学任咏华教授合作,进一步制备了存储器件,阈值电压为3.4V,开关比可达105,保持时间达104s,具有良好的二进制存储性能。
中山大学 2021-04-13
光伏电站模拟仪
本发明公开了一种智能光伏电站模拟仪的汇流箱电路.本发明包括控制电路,供电电路,接口电路,通信电路和外围电路.本发明可以用于光伏发电系统与阵列板,采集板的通信,使得主控板可以控制采集板及阵列板.本发明可以实现8块太阳能电池板的电压以及电流汇总输出.
杭州电子科技大学 2021-05-06
高出光效率LED芯片
近年来,半导体光源正以新型固体光源的角色逐步进入照明领域。由于半导体照明具有高效、节能、环保、使用寿命长、响应速度快、耐振动、易维护等显著优点,所以在国际上被公认为最有可能进入通用照明领域的新型固态冷光源。随着其价格的不断降低,发光亮度的不断提高,半导体光源在照明领域中展现了广泛的应用前景。业界普遍认为,半导体灯取代传统的白炽灯和荧光灯,是大势所趋。而半导体发光二极管(Light Emitting Diode , 简称LED)被认为是最有可能进入普通照明领域的一种绿色照明光源,按固体发光物理学原理,LED发光效率能近似100 % ,并具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、响应时间极短、光色纯、抗冲击、性能稳定可靠及成本低等优点,因此被誉为21 世纪新光源,有望成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。虽然LED具有以上的很多优点,但是发光效率和使用寿命仍是制约其普及应用的主要因素。 目前国内大多致力于LED外部封装结构的研究,而公司里多采用进口芯片,如cree芯片,再在现有基础上进行外部封装结构和设计。而即便是散热好,寿命长,取光效率比较好的封装结构,国内所能达到的水平也就是刚刚超出100lm/w。主要原因在于其封装材料的选择和封装结构的不合理性,浪费了芯片的出射光,从而降低了取光效率。而国外LED不仅在外部封装结构,而且在芯片方向都明显优于国内水平,所以基本垄断国内LED的市场,尤其对于功率型白光LED的垄断相当严重。而这些高亮度半导体LED芯片生产技术掌握在以美国Cree和Lumileds、日本的Nichia和Toyoda Gosei,以及欧洲的Osram等为首的少数大公司手中。 现在功率型白光LED 的光效已提高到80~100lmPW,而真正能够取代白炽灯和荧光灯进入通用照明市场,其光效需要达到150lm/ W。这一方面要求在芯片的制作上不断提高LED 的量子效率,同时还要求在LED 的封装及灯具的设计制作过程中尽可能提高出光效率。现有的LED出光效率低的原因之一是,LED芯片的折射率较高,LED发出的光在出射芯片的时候,有相当一部分光被芯片与外界(环氧树脂)的界面反射。本产品是通过特殊镀膜方法,使LED芯片出光效率提高了10%。可以有效的增加LED的使用寿命,达到2万小时以上,而且可以使发光效率达到120lm/w到160lm/w。拥有这样长寿命和高出光效率的白光LED,必将引领整个照明市场,必将产生丰厚的利润,具有非常好的发展前景。
上海理工大学 2021-04-11
新型光伏农业系统
光伏农业行业面临光伏发电和植物生长“争光”的矛盾,本项目利用低成本的聚合物多层膜将农作物光合作用所需要主要光谱成分滤出来,其余大部分太阳光都反射, 这样在投射到农地表面的太阳光就大幅减少,水蒸发也会大幅减少,同时采用现代太阳能聚光光伏技术将 80%以上太 阳光收集起来用于发电,实现“种地”+“发电”两不误。 可提高农户收入,并从源头上帮助实现中国大片干旱缺水农地水蒸发与降水量的平衡。 
中国科学技术大学 2021-04-14
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