研究人員測量出低成本半導(dǎo)體近乎完美的性能

斯坦福大學(xué)的研究人員專注于研究量子點(diǎn)重新發(fā)射它們所吸收的光時(shí)效率，這是衡量半導(dǎo)體質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。之前對量子點(diǎn)效率的研究至多能推斷出量子點(diǎn)的高性能，此次研究則首次給出了一種測量方法，使研究人員能夠自信地證明量子點(diǎn)可以比肩單晶。

研究小組成員之一，加州大學(xué)伯克利分校納米科學(xué)和技術(shù)學(xué)教授Alivisatos強(qiáng)調(diào)，某些新技術(shù)和新材料要求研究人員清楚地了解半導(dǎo)體的效率，因此該測量技術(shù)能夠引領(lǐng)這些新技術(shù)和新材料的發(fā)展。

能夠替代昂貴的制造設(shè)備并不是量子點(diǎn)的唯一優(yōu)勢。甚至在此項(xiàng)研究之前，就有跡象表明量子點(diǎn)的性能可以接近或超過一些最好的晶體。量子點(diǎn)還是高度個(gè)性化定制的。通過調(diào)節(jié)它們的大小就可以調(diào)節(jié)它們發(fā)出的光的波長，這對基于顏色的應(yīng)用程序來說是一個(gè)有用的特性，比如標(biāo)記生物樣本、電視或電腦顯示器。

研究小組使用的技術(shù)包括檢查被激發(fā)的量子點(diǎn)產(chǎn)生的余熱，而不是僅僅評估光的發(fā)射，因?yàn)橛酂崾堑托Оl(fā)射的標(biāo)志。這種技術(shù)通常用于其他材料，從未以這種方式被用于測量量子點(diǎn)，而它的精確度是過去用過的其他方法的100倍。（中國電科發(fā)展戰(zhàn)略研究中心）

美國建設(shè)彈道導(dǎo)彈防御氮化鎵（GaN）雷達(dá)系統(tǒng)

阿拉斯加州安克雷奇——美國正在阿拉斯加州中部建造一個(gè)新的彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)基于氮化鎵（GaN）的固態(tài)有源電子掃描陣列（AESA）預(yù)警雷達(dá)。固態(tài)GaN雷達(dá)使用了洛克希德·馬丁公司的開放式GaN鑄造模型，該模型充分利用了戰(zhàn)略GaN供應(yīng)商的關(guān)系。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所）

半導(dǎo)體堆疊起來時(shí)，材料趨于量子化

由美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室（伯克利實(shí)驗(yàn)室）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種簡單的方法，可以將普通的半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)變?yōu)榱孔佑?jì)算機(jī)——以非凡的電子行為為特點(diǎn)的超薄設(shè)備。這種進(jìn)步有助于革新許多旨在實(shí)現(xiàn)節(jié)能電子系統(tǒng)的行業(yè)，并為新穎的物理學(xué)提供平臺。

最近在《自然》雜志上在線發(fā)表的研究報(bào)告描述了這一新方法。該方法將二維材料——二硫化鎢和二硒化鎢層疊在一起，形成具有復(fù)雜圖案的材料，也稱為超晶格。二維材料只有一個(gè)原子厚，類似于納米尺寸的構(gòu)建塊，可以任意堆疊形成微小的器件。當(dāng)兩種2D材料的晶格相似且匹配良好時(shí)，可形成“莫爾超晶格”的重復(fù)圖案。

研究人員接下來計(jì)劃測量這種新的量子系統(tǒng)如何應(yīng)用于光電子學(xué)，這涉及光學(xué)在電子學(xué)中的應(yīng)用。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所）

日本研發(fā)高電子遷移率單極N型薄膜晶體管

日本東京理工大學(xué)的研究人員研發(fā)了一種處于世界領(lǐng)先地位的單極N型薄膜晶體管，其電子遷移率可達(dá)7.16 cm2/Vs。這一成就預(yù)示著有機(jī)電子器件激動(dòng)人心的未來，包括創(chuàng)新的柔性電子顯示器和可穿戴技術(shù)的發(fā)展。

N型半導(dǎo)體材料具有電子優(yōu)勢，而P型材料具有空穴優(yōu)勢，研究人員解釋說，由于電子與空穴相比，更加的不穩(wěn)定，因此想要得到穩(wěn)定的N型半導(dǎo)體聚合物是有機(jī)電子器件的一大挑戰(zhàn)。合成的材料具有更好的分子結(jié)構(gòu)和更強(qiáng)的強(qiáng)度，這有助于提高電子的遷移率。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所）

俄羅斯研制出新型振動(dòng)傳感器

俄羅斯國立研究型技術(shù)大學(xué)莫斯科國立鋼鐵合金學(xué)院研究人員研制了一種新型振動(dòng)傳感器，用于建筑物和橋梁狀態(tài)診斷儀器以及航天器。傳感器使用無鉛鈮酸鋰（LiNbO3）晶體。研究成果發(fā)表在《Sensors》雜志上。

鈮酸鋰晶體比振動(dòng)傳感器制造商目前使用的鋯—鈦酸鉛陶瓷穩(wěn)定得多。振動(dòng)傳感器的工作原理基于壓電效應(yīng)——壓電元件在施加振動(dòng)時(shí)變形并發(fā)出報(bào)警信號。到目前為止，傳感器制造商在使用鋯—鈦酸鉛陶瓷基的壓電元件時(shí)遇到了許多問題，這種壓電元件毒性極大并且在溫度變化時(shí)失去靈敏度。研究人員認(rèn)為，現(xiàn)在所有這些問題都得到了徹底解決，因?yàn)殁壦徜嚥幌皲啞佀徙U陶瓷含有細(xì)顆粒。此外，鈮酸鋰的性能在寬溫度范圍內(nèi)都很穩(wěn)定。（科技部）

新型混合電容器研究取得系列進(jìn)展

中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所清潔能源化學(xué)與材料實(shí)驗(yàn)室研究員閻興斌團(tuán)隊(duì)一直致力于新型碳材料與儲能器件研究，發(fā)展了一系列雙碳高性能新型金屬離子混合電容器。

研究人員利用熱固相燒結(jié)一步制備了三維網(wǎng)絡(luò)碳材料，獲得了網(wǎng)絡(luò)碳材料關(guān)鍵制備技術(shù)；并進(jìn)一步采用化學(xué)活化技術(shù)制備了具有優(yōu)異電容特性的多孔三維網(wǎng)絡(luò)碳材料（正極材料）。利用雙碳體系電極材料電化學(xué)特性穩(wěn)定、導(dǎo)電性優(yōu)異且與電解液匹配性好等特點(diǎn)，通過優(yōu)化正負(fù)極活性材料質(zhì)量和動(dòng)力學(xué)匹配特性，最終構(gòu)筑了兼具高能量密度和功率密度且循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)異的雙碳鈉離子混合電容器。（中國科學(xué)院）

穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場裝置助力發(fā)現(xiàn)超高電導(dǎo)率材料

復(fù)旦大學(xué)物理系教授修發(fā)賢領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)在砷化鈮納米帶中觀測到其表面態(tài)具有超高電導(dǎo)率，這也是目前二維非超導(dǎo)體系中的最高電導(dǎo)率，其低電子散射幾率的機(jī)制源自外爾半金屬特有的費(fèi)米弧結(jié)構(gòu)。

為了進(jìn)一步確認(rèn)導(dǎo)致砷化鈮納米帶具有超高電導(dǎo)率的原因，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場科學(xué)中心副研究員張警蕾等人利用穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)裝置，系統(tǒng)地研究了砷化鈮納米帶的量子振蕩。得益于較高的測試磁場（最高使用場為32T），研究團(tuán)隊(duì)觀測到一系列由費(fèi)米弧表面態(tài)構(gòu)成的量子振蕩。通過對這些量子振蕩分析，研究人員發(fā)現(xiàn)砷化鈮中的這種費(fèi)米弧表面態(tài)具備低散射率的特性，即使在較高電子濃度的情況下，體系仍然保持低散射幾率。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了砷化鈮超高導(dǎo)電的機(jī)制源自外爾半金屬特有的費(fèi)米弧結(jié)構(gòu)。值得指出的是，和常規(guī)的量子現(xiàn)象不同，費(fèi)米弧這一特性即使在室溫仍然有效。

這一發(fā)現(xiàn)為材料科學(xué)尋找高性能導(dǎo)體提供了一個(gè)可行思路。利用這種特殊的電子結(jié)構(gòu)，可以在提高電子數(shù)量的同時(shí)，降低電子散射，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的導(dǎo)電特性，這在降低電子器件能耗等方面有潛在應(yīng)用。（中國科學(xué)院）

更小更強(qiáng)的光子芯片取得理論突破

南京理工大學(xué)蔣立勇教授團(tuán)隊(duì)提出一種新方法，實(shí)現(xiàn)了表面等離激元空間編碼功能，從理論上為多功能、多自由度調(diào)控的光子芯片的應(yīng)用開發(fā)助力，讓人們距離光子芯片更近一步。蔣立勇介紹，在尺寸更小的芯片上通過全光調(diào)控加載更多的功能，擁有更大的存儲密度及更高的運(yùn)行效率，是芯片發(fā)展的趨勢。但要將光子芯片由概念變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，仍有許多理論與技術(shù)難關(guān)亟待突破，如半導(dǎo)體集成工藝兼容性以及光子的多功能、多自由度調(diào)控等。

與電子調(diào)控類似，人們可以通過精確調(diào)控光子行為讓光實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲與運(yùn)算，目前主流的調(diào)控方法之一是全光相干調(diào)控。其以相干完美吸收效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，采用“面外”對稱入射進(jìn)行相干調(diào)控，但受制于這一理論基礎(chǔ)固有的局限性，全光相干調(diào)控的模式選擇性、空間選擇性及集成性等性能指標(biāo)有所欠缺。

蔣立勇團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，以表面等離激元模式相干機(jī)理為理論基礎(chǔ)，創(chuàng)新性地提出了“面內(nèi)”全光相干調(diào)控方法，該方法突破了“面外”全光相干調(diào)控方法的機(jī)理限制，具有獨(dú)特的模式選擇性和空間選擇性，更有利于芯片集成。（科技日報(bào)）

我國科學(xué)家研發(fā)出準(zhǔn)確預(yù)言具有拓?fù)湫再|(zhì)材料的新方法

尋找新型拓?fù)淞孔硬牧?，是國際上凝聚態(tài)物理研究中的重大挑戰(zhàn)之一。晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使得在直接實(shí)驗(yàn)中測量材料的拓?fù)湫再|(zhì)十分困難。

在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“量子調(diào)控與量子信息”重點(diǎn)專項(xiàng)的支持下，中國科學(xué)院物理研究所方辰、翁紅明、方忠課題組，與南京大學(xué)物理學(xué)院萬賢綱課題組，各自獨(dú)立研發(fā)出自動(dòng)計(jì)算材料拓?fù)湫再|(zhì)的方法。利用該方法，找到了數(shù)千種新的拓?fù)洳牧?，十幾倍于前人在十年間找到的拓?fù)洳牧蠑?shù)目總和。新方法的特點(diǎn)是將復(fù)雜的能帶拓?fù)湫再|(zhì)的計(jì)算，化簡為能帶的高對稱點(diǎn)的不可約表示的計(jì)算。后者則可以通過一個(gè)全自動(dòng)化的流程，在“第一性原理”的材料計(jì)算中得以實(shí)現(xiàn)。任何材料經(jīng)過上述流程，都會被貼上一個(gè)“拓?fù)錁?biāo)簽”，上面寫明了它是否具有、以及具有哪些拓?fù)湫再|(zhì)。大批拓?fù)淞孔硬牧显诶碚撋系陌l(fā)現(xiàn)，改變了拓?fù)淞孔硬牧线@一研究方向的研究范式，并給未來的實(shí)驗(yàn)研究提供了很多線索和機(jī)會。（科技部）

中科鋼研碳化硅項(xiàng)目今年投產(chǎn)

中科鋼研碳化硅項(xiàng)目總投資10億元，主要生產(chǎn)高品質(zhì)、大規(guī)格碳化硅晶體襯底片。項(xiàng)目全部達(dá)產(chǎn)后，可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)5萬片4英寸碳化硅晶體襯底片，5 000片4英寸高純度半絕緣型碳化硅晶體襯底片。（中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會）

國內(nèi)首家氮化鎵襯底晶片批量供應(yīng)商落地山東

山東大學(xué)氮化鎵單晶襯底項(xiàng)目是山東加睿晶欣新材料股份有限公司與山東大學(xué)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作建設(shè)，項(xiàng)目總投資15億元，建設(shè)涵蓋生產(chǎn)車間、研發(fā)中心、檢測等全系列產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)化園區(qū)。一期購置晶體生長爐、大型多線切割機(jī)、自動(dòng)倒角機(jī)等先進(jìn)設(shè)備266臺（套），形成長晶、切割、拋光、激光剝離等全鏈條生產(chǎn)線，年生產(chǎn)2英寸氮化鎵單晶襯底10萬片，預(yù)計(jì)每年實(shí)現(xiàn)銷售收入12億元，利稅3.7億元，項(xiàng)目建成后將徹底打破國外壟斷格局，成為國內(nèi)首家氮化鎵襯底晶片批量供應(yīng)商。（中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會）

山東天岳碳化硅功率半導(dǎo)體芯片項(xiàng)目開工

碳化硅功率半導(dǎo)體芯片及電動(dòng)汽車模組研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目是濟(jì)南2019年市級重點(diǎn)項(xiàng)目之一，據(jù)此前濟(jì)南市發(fā)改委公布的消息，該項(xiàng)目總投資65 000萬元。

該項(xiàng)目以硅烷和甲烷在氫氣和氬氣條件下制得碳化硅（SiC）襯底外延片后，經(jīng)掩膜淀積、光刻、顯影、灰化、刻蝕和檢驗(yàn)封裝等工序，生產(chǎn)SiCMOSFET晶體管，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)規(guī)模為400萬只/年；以碳化硅外延材料為原料，經(jīng)晶圓標(biāo)記、離子注入、廠板淀積、歐姆接觸、肖特基電極、鈍化層制備等工序，生產(chǎn)SiC功率二極管，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)規(guī)模為1 200萬只/年；以碳化硅芯片為原料，經(jīng)焊接、清洗、鋁引線鍵合灌封硅凝膠等工序，生產(chǎn)碳化硅電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)模塊，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)規(guī)模為1萬只/年。（中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會）

中國電科成功制備4英寸氧化鎵單晶

中國電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所（簡稱“中國電科46所”）經(jīng)過多年氧化鎵晶體生長技術(shù)探索，通過改進(jìn)熱場結(jié)構(gòu)、優(yōu)化生長氣氛和晶體生長工藝，有效解決了晶體生長過程中原料分解、多晶形成、晶體開裂等問題，采用導(dǎo)模法成功制備出高質(zhì)量的4英寸氧化鎵單晶。由于氧化鎵屬于單斜晶系，具有高熔點(diǎn)、高溫分解以及易開裂的特性，因此大尺寸氧化鎵單晶制備極為困難。中國電科46所制備的氧化鎵單晶的寬度接近100mm，總長度達(dá)到250mm，可加工出4英寸晶圓、3英寸晶圓和2英寸晶圓。經(jīng)測試，晶體具有很好的結(jié)晶質(zhì)量，將為國內(nèi)相關(guān)器件的研制提供有力支撐。（中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會）

中晶（嘉興）半導(dǎo)體打破日德半導(dǎo)體壟斷

中晶（嘉興）半導(dǎo)體有限公司年產(chǎn)480萬片12英寸硅片項(xiàng)目位于浙江省嘉興科技城。項(xiàng)目將新建拉晶廠房、拋光打磨廠房、綜合樓等，購置硅片晶體檢測及分析、拉晶爐、切磨拋光、清洗等生產(chǎn)檢測設(shè)備，總投資60.2億元，建設(shè)單位為中晶（嘉興）半導(dǎo)體有限公司，建設(shè)工期為2019—2024年，2019年計(jì)劃投資10億元。該項(xiàng)目投產(chǎn)后將形成年產(chǎn)480萬片12英寸硅片產(chǎn)能，年銷售額可達(dá)35億元，實(shí)現(xiàn)納稅約2.8億元，全面提升嘉興市集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模、推進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)強(qiáng)市建設(shè)外。這一項(xiàng)目將打破德國、日本12英寸硅片材料生產(chǎn)壟斷地位。（中國電子材料行業(yè)協(xié)會）

銀和半導(dǎo)體集成電路大硅片項(xiàng)目7月試投產(chǎn)

截至目前，銀和半導(dǎo)體集成電路大硅片二期項(xiàng)目所有土建工程全部結(jié)束，正在對車間內(nèi)的地平、內(nèi)裝進(jìn)行改造。前期30臺8英寸拉晶爐設(shè)備，預(yù)計(jì)安裝時(shí)間在3月15日以后，7月份之前，所有設(shè)備安裝調(diào)試完畢，總體安裝8英寸、12英寸拉晶爐共70臺。計(jì)劃7月試投產(chǎn)。今年，一期項(xiàng)目滿產(chǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能8英寸半導(dǎo)體單晶硅片120萬/片；二期項(xiàng)目今年預(yù)計(jì)產(chǎn)能達(dá)到60%?！?月27日，銀和半導(dǎo)體科技有限公司行政部部長董文強(qiáng)介紹說。這標(biāo)志著“中國芯”向高端領(lǐng)域進(jìn)一步延伸。（中國電子材料行業(yè)協(xié)會）