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#电子材料周报#芯片超材料助力量子计算机发展
发布:lee_9124   时间:2015/10/28 12:18:26   阅读:1126 
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电子材料一周纵览
20151021-20151027
 
电子材料是指以电子为载体、用于制造各种电子元器件和半导体集成电路的材料,包括介电材料、半导体材料、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料以及其他相关材料。电子材料是现代电子工业和科学技术发展的物质基础。电子材料的质量决定了电子元器件和半导体集成电路的性能好坏,一代电子新材料的出现将促进新一代电子产品的诞生,因此,电子材料的发展一直受到人们的关注和重视。为此,我们推出电子材料周报,为大家呈现电子材料领域最新的研究进展。
 
1.纳米水滴在石墨烯表面“冲浪”

Water nanodroplets observed surfing across graphenes surface 
 
 
 
水滴在石墨烯表面“冲浪”图
 
伦敦大学的研究团队提出了水滴在石墨烯表面的扩散新机制,他们的模拟计算结果表明,水滴能够随着石墨烯涟漪如同“冲浪”一般在其表面进行扩散,并且扩散速率要比先前的观测结果高10倍左右。不仅局限于水滴,其他的液滴通过适当调整分子的类型以及石墨烯波纹的尺寸也可实现这种快速可控的扩散。这种新的扩散机制对于过滤器、传感器等多方面的应用有重要意义。
 
相关研究成果已发表在 Nature Materials 上,论文地址:
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4449.html
 
2.氧化石墨烯的一种新型环保工艺

Eco-friendly process paves way for integration of graphene oxide into future technologies 
 
 
 
氧化石墨烯
 
Binghampton University 的研究团队采用仅在较低的温度下便可实现的环境友好型实验方案制备出了迄今为止尺寸最小的,仅有4nm大小的氧化石墨烯局部导电区域,该制备方法的提出对于氧化石墨烯在未来实现产业化应用具有重要意义。氧化石墨烯为绝缘体,但与石墨烯相比,具有低温、低成本、规模化量产的优势,通过移去氧化石墨烯表面的氧原子可以使其产生局部的导电性,从而使其在太阳能电池、传感器、电子设备等多方面得以应用。
 
相关研究成果已发表在 Carbon 上,论文地址:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S000862231530244X
 
3.钙钛矿太阳能电池的重大突破

Significant advance in stabilizing perovskite solar cells
 
 
含有金属氧化物孔和电子传输层的钙钛矿太阳能电池
 
加州大学洛杉矶分校的教授Yang Yang带领其研究团队开发出一种全新的高效率太阳能电池。该团队用两层金属氧化物来保护钙钛矿层,防止钙钛矿型物质在空气中暴露受潮致其降解,从而大大提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性,保留较高的太阳能转化效率。该团队打算进一步优化金属氧化物层,延长电池寿命,尽可能使电池效率零损失。钙钛矿光伏电池的主要问题已得到解决,大规模工业生产将成为可能。
 
相关研究成果已发表在 Nature Nanotechnology 上,论文地址:
http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2015.230.html
 
4.下一代节能设备发展的新突破——新的半导体测试方法

Breakthrough to the development of energy-saving devices for the next generation - a new evaluation method of semiconductors
 
 
 
如图所示,氮化镓表面能带由于表面电势的存在发生弯曲,激光可使能带更加弯曲而产生太赫兹辐射,而缺陷的存在会使其辐射强度发生变化。
 
大阪大学激光工程研究所的研究人员与SCREEN Holdings 有限公司合作,成功地用太赫兹激光显微镜(LTEM)观察GaN表面缺陷密度的变化。该项发现使LTEM可用于宽禁带半导体质量的测量,太赫兹辐射强度的变化反应了半导体表面的变化。这种显微镜测量技术或可成为突破下一代光学器件、超频器件与能源器件的关键。
 
相关研究成果已发表在 Scientific Reports 上,论文地址:
http://www.nature.com/articles/srep13860
 
5.芯片超材料助力量子计算机发展

On-chip metamateria
 
 
 
哈佛大学的研究者首次设计出了用在芯片上折射率为零的超材料,这意味着光的相位速度可以传输至无限快。这种超材料可以操纵光从一个芯片到另一个芯片、挤压、弯曲、扭转,以及把光线从宏观尺度减少到纳米尺度。这是一种操纵光的新方法。
 
如图,研究者设计的超材料由硅阵列柱组成,在阵列间嵌入金属基体,并附上镀金薄膜,这样就可以连接硅导波管与标准集成光子器件和芯片。该超材料为控制不同波导结构的电磁能提供了解决方法,并且在芯片上有着极具前景的应用,可助力量子计算机的发展。
 
相关研究成果已发表在 Nature Photonics 上,论文地址:
http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2015.198.html
 
6.磁控电池助力电网能量储存

Magnetically controlled battery could store energy for power grids
 
 
 
斯坦福大学Yi Cui教授带领的研究团队制作了含有磁性液体的电池,这些液体可以在磁场的作用下向任意方向流动。新电池设计的关键是阴极电解液的组成成分:多硫化锂与磁性氧化铁纳米颗粒的混合物。通过施加磁场,研究人员可以使磁性胶质颗粒运动至预想的位置。由于多硫化锂与磁性氧化铁纳米颗粒之间磁场的约束,多硫化锂会拉动磁性颗粒。
 
这种磁控电池对液体电池非常有用,因为它不需要泵把电解液从外部储存器移向内部能源模块以提供电能,并且极大提高了能量转换效率,降低了能量消耗。该电池可以移动活性分子,使得这些活性分子可以与电流收集器紧密接触。大量活性材料的使用,使得该电池有着较高的能量密度。
 

来源:材料人网
 
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