|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
大尺寸多频段应用BiLuIG单晶薄膜材料
本项目属于电子信息功能材料技术领域。 特色及先进性：为了实现同一种单晶薄膜即可应用于磁光器件，又可应用于微波器件中，本项目提出了铋镥铁石榴石（BiLuIG）薄膜的设计体系，为了使其同时具有良好的磁光和微波特性，本项目很好的根据晶格匹配原则设计了材料配方，并选用无铅液相外延技术，大大提高了薄膜的性能。本项目提出了在钆镓石榴石（GGG）衬底上直接外延大口径磁光BiLuIG单晶体的思路，解决我国无大晶格常数掺杂钆镓石榴石（SGGG）晶圆片技术、无铅液相外延大尺寸BiLuIG晶体圆片的不足，突破纯GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶体这一难点科学问题。研究内容包括：（1）BiLuIG薄膜材料的配方设计研究：基于四能级跃迁模型，并结合离子替代规律和多离子掺杂技术，寻找最佳配方；（2）液相外延单晶薄膜材料的工艺技术研究：包括薄膜均匀性、缺陷控制、无铅配方、生长速率和薄膜镜面条件控制等；（3）材料在器件中的验证研究，设计制备平面波导型磁光开关对材料磁光性能的验证。 技术指标：（1）建成了我国第一条大尺寸磁光单晶薄膜液相外延的生产线，最大尺寸达到3英寸，单面薄膜厚度达到1μm－20μm。（2）单晶薄膜具体微波和磁光参数：4πMs=1500-1750Gs，△H=0.6-2.0Oe，Θf≥1.6-2.1度/μm＠633nm。（3） 掌握了进行单晶薄膜材料在磁光和微波器件中的设计、制备和测试工作。 促进科技进步作用意义：本项目突破了我国在3英寸石榴石系列单晶体材料以及相关器件研究上的瓶颈技术，获得了高法拉第效应和低铁磁共振线宽的大尺寸高质量石榴石单晶薄膜材料。满足了国内在磁光、微波及毫米波集成器件方面对石榴石系晶体材料的需求，摆脱了完全依赖进口、受制于人的不利局面。该项目研制的材料已提供给中电集团41所、美国Delaware大学、天津大学、中国工程物理研究院、深圳市通能达电子科技有限公司（中电九所下属）、陕西金山电器有限公司（4390厂）等单位使用，并为中电集团9所、33所等单位提供批量样品，用于制备磁光和微波器件，受到好评。
电子科技大学
2021-04-10
大尺寸多频段应用BiLuIG单晶薄膜材料
本项目提出了在钆镓石榴石（GGG）衬底上直接外延大口径磁光BiLuIG单晶体的思路，解决我国无大晶格常数掺杂钆镓石榴石（SGGG）晶圆片技术、无铅液相外延大尺寸BiLuIG晶体圆片的不足，突破纯GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶体这一难点科学问题。
电子科技大学
2021-04-10
大尺寸多频段应用BiLuIG单晶薄膜材料
本项目共包括8项授权专利，另有20余项专利正处于公开阶段。 项目主要创新点为：（1）提出了一种Bi+Lu共掺杂新配方，实现了在传统GGG衬底上外延出具有大法拉第效应的BiLuIG石榴石单晶薄膜材料。 （2）提出了“缓冲法”技术，克服了无铅液相外延工艺中熔体粘度偏高，薄膜均匀性差的难题，成功制备出3英寸的高质量单晶BiLuIG薄膜材料，厚度可达20微米以上，其法拉第效应是含铅工艺制备材料的10倍。项目总体达到国际先进水平，其中在Bi+Lu共掺杂材料设计和无铅液相
电子科技大学
2021-04-14
大尺寸铌酸锂晶体、单晶薄膜及器件
本技术涵盖大尺寸铌酸锂晶体生长工艺及装备、晶圆制备、单晶薄膜制备及声表面波器件，实现材料、装备、器件协同发展。主要针对8英寸铌酸锂晶体、单晶薄膜及声表面波器件进行开发研究，该技术属于我国“卡脖子”技术，目前国际市场空白。在铌酸锂晶体生长方面，开发了大尺寸智能单晶生长设备及工艺，包括大尺寸铌酸锂晶体生长模拟仿真设计、铌酸锂熔体-晶体固液界面特性与控制、大尺寸铌酸锂晶体生长工艺开发、生长-检测-分析-控制人工智能系统。采用离子束切片键合技术制备铌酸锂单晶薄膜，突破传统的薄膜制备方法无法制备单晶铌酸锂薄膜
山东大学
2021-04-14
高品质大尺寸微波单晶石榴石薄膜材料
本项目共包括10项授权专利，其中高品质微波单晶薄膜的制备工艺获得3项专利技术，同时将这种单晶薄膜应用在微波器件/结构、太赫兹结构/器件和自旋逻辑器件中等，共获得7项专利技术。本项目突破了我国在3英寸石榴石系列单晶体材料以及相关器件研究上的瓶颈技术，获得了高法拉第效应和低铁磁共振线宽的大尺寸高质量石榴石单晶薄膜材料。满足了国内在磁光、微波及毫米波集成器件方面对石榴石系晶体材料的需求，摆脱了完全依赖进口、受制于人的不利局面。（1）建成了我国第一条大尺寸磁
电子科技大学
2021-04-14
一种钇铁石榴石单晶薄膜及其制备方法
专利内容是本发明针对背景技术存在的缺陷，提出了一种钇铁石榴石单晶薄膜及其液相外延制备方法，本发明得到的钇铁石榴石单晶薄膜的铁磁共振线宽很窄，达到了1Oe以下（0.4Oe），薄膜表面的粗糙度、晶格匹配、应力、含铅量、杂相等都得到了较大的改善。
电子科技大学
2021-02-01
借助石墨烯实现Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长
北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心沈波和杨学林课题组与俞大鹏、刘开辉课题组合作，成功实现了Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长，相关工作于2019年7月23日在Advanced Functional Materials上在线刊登 [doi.org/10.1002/adfm.201905056]。 GaN基宽禁带半导体具有带隙大、击穿电场高、饱和电子漂移速度大等优异，能够满足现代电子技术对高温、高频、高功率等性能的要求，对国家的高技术发展和国防建设具有重要意义。由于缺乏天然的GaN单晶衬底，GaN基半导体材料和器件主要在异质衬底上外延生长。因具有大尺寸、低成本及易于集成等优点，Si衬底上外延GaN成为近年来学术界和产业界高度关注的热点领域。 目前用于GaN外延生长的Si衬底主要是Si(111)衬底，其表面原子结构为三重排列，可为六方结构的GaN外延提供六重对称表面。然而，Si(100)衬底是Si集成电路技术的主流衬底，获得Si(100)衬底上GaN外延薄膜对于实现GaN器件和Si器件的集成至关重要。但Si(100)表面原子为四重对称，外延生长时无法有效匹配；同时Si(100)表面存在二聚重构体，导致GaN面内同时存在两种不同取向的晶畴。迄今国际上还未能实现标准Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长。图 Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长 沈波和杨学林课题组创造性地使用单晶石墨烯作为缓冲层，在Si(100)衬底上实现了单晶GaN薄膜的外延生长，并系统研究了石墨烯上GaN外延的成核机理和外延机制。该突破不仅为GaN器件与Si器件的集成奠定了科学基础，而且对当前国际上关注的非晶衬底上氮化物半导体外延生长和GaN基柔性器件研制具有重要的指导价值。
北京大学
2021-04-11
晶圆级二维半导体单晶薄膜外延生长的研究
主流硅基芯片CMOS（互补金属氧化物半导体）技术正面临短沟道效应等物理规律和制造成本的限制，需要开发基于新材料和新原理的晶体管技术来延续摩尔定律。高迁移率二维半导体因其超薄的平面结构和独特的电子学性质，有望成为“后摩尔时代”高性能电子器件和数字集成电路的理想沟道材料，进一步缩小晶体管的尺寸和提高其性能。为满足集成电路加工工艺和器件成品率对沟道材料的苛刻要求，二维半导体单晶薄膜的大面积制备尤为关键与重要。然而，现有二维半导体材料体系（过渡金属硫族化合物、黑磷等）薄膜制备仍未满足现实要求，因此亟需实现晶圆级二维半导体单晶薄膜制备技术的突破。 该研究瞄准二维半导体材料的晶圆级单晶制备，率先实现了同时具有高电子迁移率、合适带隙、环境稳定的二维半导体（硒氧化铋，Bi2O2Se)单晶晶圆的外延生长。他们基于自主设计搭建的双温区化学气相沉积系统，在商用的钙钛矿单晶基底【SrTiO3，LaAlO3，或(La, Sr)(Al,Ta)O3】上，利用Bi2O2Se与钙钛矿完美的晶格匹配性及较强的界面相互作用，促使Bi2O2Se晶核同一取向外延并融合生成晶圆级单晶薄膜。Bi2O2Se单晶薄膜在晶圆尺寸上表现出优异的材料和电学均匀性，可被用于批量构筑高性能场效应晶体管。基于晶圆级二维Bi2O2Se单晶薄膜的标准顶栅型场效应晶体管展现了高的室温表观迁移率（>150 cm2/V s）、大的电流开关比（>105）和较高的开态电流（45μA/μm）。相关成果发表在Nano Letters (Wafer-Scale Growth of Single-Crystal 2D Semiconductor on Perovskite Oxides for High-Performance Transistors. Nano Lett. 2019, 19, 2148)。
北京大学
2021-04-11
单晶机器人
该研究在微纳尺度下对单晶智能材料（二氧化钒）进行相畴结构的工程化有序调控，是目前为止最为简化的驱动器件结构设计。这一成果也使得高性能、高稳定性的微纳单晶机器人成为可能。
南方科技大学
2021-04-14
大尺寸蓝宝石单晶
蓝宝石单晶作为一种优良的透波材料，在紫外、可见光、红外波段、微波都具有良好的透波率，可以满足多模式复合制导（如电视等）的要求；同时蓝宝石单晶具有优良的机械性能、化学稳定性和耐高温性能高，强度高、硬度大、可在2000℃的恶劣环境下工作。由于蓝宝石电绝缘、透明、易导热、硬度高，在民用领域得到广泛应用，作为集成电路的衬底材料，替代了高价氮化硅衬底而被广泛用于超高速微电子电路；是发光二极管（LED）衬底的首选材料，采用蓝宝石衬底材料制成的发光二极管，其光源无灯丝、工作电压低，使用寿命可达5万到10万小时，
哈尔滨工业大学
2021-04-14