磁性传感材料与器件研究进展 被引量：9

1

作者 门阔 赵鸿滨 +1 位作者 魏峰 魏千惠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第15期15056-15064,共9页

磁性材料是一种既古老又新颖的功能材料,磁性材料本身具有诸多特殊性质,正是基于此类特性,磁性材料可以完成外界物理量与磁信号之间的相互转换,由此制成各种类型的磁性传感器。随着传感器向着智能化、微型化、多功能化、高灵敏度、低功... 磁性材料是一种既古老又新颖的功能材料,磁性材料本身具有诸多特殊性质,正是基于此类特性,磁性材料可以完成外界物理量与磁信号之间的相互转换,由此制成各种类型的磁性传感器。随着传感器向着智能化、微型化、多功能化、高灵敏度、低功耗、高可靠性发展,新型磁性传感器种类也迅速增加,应用场景愈加广阔。然而,由于人类对磁信号的探测及处理远不如电学信号成熟,磁性传感器的应用仍有诸多问题尚未解决。材料的研究者们更关注新磁学现象,而能成功应用于传感器的磁性材料除了其特有的磁敏特性外,还应根据其具体应用场景提高它的其他物理性能,而传感器的研究者们在解决传感器微型化、高灵敏度等问题时并不会优先从材料角度考虑问题,导致某一类磁性材料从发现到其成熟应用于传感器所经历的周期过长,而很多已发现的磁性材料并未找到合适的应用场景。从材料角度而言,目前在传感器领域应用最多的是磁电阻材料,其广泛应用于位移传感器、角速度传感器、硬盘磁头、非接触电流测量等领域。其他研究较成熟的磁性材料如软磁材料、磁致伸缩材料、磁电复合材料、磁流体材料等在传感器领域也有一定的应用,如力学传感器、生物传感器、光学传感器等。为了使磁性传感器有广泛的应用,磁性材料及磁性传感器的研究者们应从应用角度出发,根据不同应用场景,提出更为全面具体的材料性能要求,以此为目标,对现有的磁性材料进行改性处理,或研发新型磁性材料,加快磁性材料及磁性传感器领域的发展。本文综述了多种磁性材料(包括磁电阻材料、高磁导率软磁材料、巨磁阻抗材料、磁致伸缩材料、磁光材料、磁电复合材料、磁流体材料等)在磁场探测、光学传感、力学传感、生物传感、电流传感等方面的应用以及研究进展,并从应用的角度出发,展望了未来磁性材料及磁性传感器的发展前景,以期为新型磁性传感器的制造及应用提供参考。 展开更多

关键词 磁性传感器 磁电阻材料 磁通门传感器 巨磁阻抗材料 磁光材料 磁致伸缩材料 磁电复合材料 磁流体

在线阅读 下载PDF 职称材料

克服FET生物传感器德拜屏蔽效应的研究进展 被引量：1

2

作者 熊恩毅 魏淑华 +4 位作者 张兆浩 魏千惠 张双 方敏 张青竹 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第3期169-177,共9页

目前场效应晶体管生物传感器(BioFET)已成功用于生物医学检测。虽然BioFET在生物检测方面具有快速响应、无标记和高灵敏度检测等优点,但是BioFET用于生理环境检测时,容易受到德拜屏蔽效应的影响,导致灵敏度降低甚至无法检测。阐述了Bio... 目前场效应晶体管生物传感器(BioFET)已成功用于生物医学检测。虽然BioFET在生物检测方面具有快速响应、无标记和高灵敏度检测等优点,但是BioFET用于生理环境检测时,容易受到德拜屏蔽效应的影响,导致灵敏度降低甚至无法检测。阐述了BioFET的工作原理;介绍了BioFET目前面临的挑战之一——德拜屏蔽效应;解释了德拜屏蔽效应的原理;探讨了克服德拜屏蔽效应的典型方法:增加德拜长度、优化目标物、优化器件结构以及降低电双层影响,并对这4个方面的研究进展从增强机理、具体方法及检测效果等方面进行了详细的分析和总结。 展开更多

关键词 场效应晶体管(FET) 生物传感器 德拜屏蔽效应 电双层 灵敏度

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向新兴产业和未来产业的新材料发展战略研究 被引量：17

3

作者 赵鸿滨 周旗钢 +2 位作者 李志辉 李腾飞 屠海令 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期23-34,共12页

新材料是新兴产业和未来产业发展的根基,是抢占科技和经济发展制高点的重要领域,也是我国推进新型工业化的重要驱动力。本文梳理了新材料在信息、能源、生物、深空与深海探测等领域的发展趋势,发现新材料联用或与其他学科、领域的深度... 新材料是新兴产业和未来产业发展的根基,是抢占科技和经济发展制高点的重要领域,也是我国推进新型工业化的重要驱动力。本文梳理了新材料在信息、能源、生物、深空与深海探测等领域的发展趋势,发现新材料联用或与其他学科、领域的深度融合正在成为新材料发展的重要特点;系统分析了我国新材料产业在规模、技术创新能力、企业和集群等方面的发展现状,总结了新材料产业发展存在的关键原材料依赖进口、核心装备尚未实现自主可控、高端产品自给率不高、部分重点产品缺乏应用迭代、标准和评价体系不完善等问题;提出了面向新兴产业亟需发展的9个重点方向以及面向未来产业亟需布局的7个重要方向。为推动新材料产业的高质量发展,研究建议:着力筑牢新材料产业发展根基,扎实提升新材料产业链水平,营造良好的产业发展生态环境,完善产业发展配套政策。 展开更多

关键词 新材料 关键核心技术 新兴产业 未来产业 新型工业化

在线阅读 下载PDF 职称材料

钨及钨合金基体热阴极的研究进展

4

作者 袁志谦 周增林 +3 位作者 李艳 何学良 陈文帅 张婉婷 《材料导报》 北大核心 2025年第20期156-163,共8页

热电子发射研究了百余年,目前新型电子器件的快速发展导致对具有增强发射特性(如更高的电流密度,更均匀的发射,更低的工作温度和更长的使用寿命)的阴极需求激增。本文综述了近几十年来热阴极的研究进展,并详细讨论了各种热阴极的发射特... 热电子发射研究了百余年,目前新型电子器件的快速发展导致对具有增强发射特性(如更高的电流密度,更均匀的发射,更低的工作温度和更长的使用寿命)的阴极需求激增。本文综述了近几十年来热阴极的研究进展,并详细讨论了各种热阴极的发射特性与其组成、结构和制造方法之间的关系,概述了固固掺杂法、固液掺杂法、液液掺杂法等基体制备方法的优缺点以及其对阴极发射性能的影响。此外,还梳理了钡钨阴极、覆膜阴极、混合基阴极和钪系阴极的发射机制,展示了该领域的最新研究成果,其中钪系阴极尤其是混合基顶层含钪阴极由于其优异的发射性能而被认为是最具发展潜力的阴极体系。尽管其制备方法多种多样,但适用于热阴极的高均匀、高可靠钨及钨合金基体制造仍然存在挑战。钨合金基体在发射过程中的微观结构变化尚不明晰,发射机理解释存在局限性,均有待探明和扩充。 展开更多

关键词 扩散阴极 混合基阴极 发射机理 钪钨 掺杂

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于金属氧化物的乙醇检测气敏材料的研究进展 被引量：7

5

作者 张晓 徐瑶华 +2 位作者 刘皓 魏峰 苑鹏 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期3207-3226,共20页

金属氧化物型半导体气体传感器是目前常用的乙醇检测手段,深入研究和改进金属氧化物型半导体材料是提升传感器性能的重要方式。本文首先论述了气敏检测的机理和影响因素,并综述了近年来发展的主要金属氧化物型半导体气敏材料,重点介绍... 金属氧化物型半导体气体传感器是目前常用的乙醇检测手段,深入研究和改进金属氧化物型半导体材料是提升传感器性能的重要方式。本文首先论述了气敏检测的机理和影响因素,并综述了近年来发展的主要金属氧化物型半导体气敏材料,重点介绍了不同微观结构的Co3O4、ZnO、SnO2及掺杂金属氧化物材料、氧化物异质结等的研究和发展情况,对它们的合成方法、结构特点以及结构与乙醇气敏性能之间的关系进行了探讨。分析表明,减小材料颗粒尺寸、构建大比表面积多孔结构、掺杂和复合改性,是提升金属氧化物材料气敏性能的有效措施。此外,基于传感器微小化的趋势,以微机电系统(MEMS)工艺为基础的微型传感器成为气体传感器的发展趋势。然而,目前针对金属氧化物气敏材料的制备依然缺乏一定的理论指导,气体检测缺乏相应的机理研究,亟需物理、化学、材料等多学科的相互结合,促进乙醇等半导体气体传感器的进一步发展。 展开更多

关键词 金属氧化物型半导体材料 乙醇 气体 氧化 微电子学

在线阅读 下载PDF 职称材料

锑化物Ⅱ类超晶格材料外延生长、结构及光学特性研究进展 被引量：1

6

作者 刘胜达 房丹 +7 位作者 方铉 赵鸿滨 李承林 王登魁 王东博 王晓华 马晓辉 魏志鹏 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期165-186,共22页

近年来,锑化物Ⅱ类超晶格材料在外延生长和发光性质等方面的研究取得了巨大的进步,为获得高性能中红外波段光电子器件奠定了重要的基础。然而,由于传统的InAs/GaSb体系超晶格材料中内部本征Ga原子缺陷的存在,使得InAs/GaSb材料的少子寿... 近年来,锑化物Ⅱ类超晶格材料在外延生长和发光性质等方面的研究取得了巨大的进步,为获得高性能中红外波段光电子器件奠定了重要的基础。然而,由于传统的InAs/GaSb体系超晶格材料中内部本征Ga原子缺陷的存在,使得InAs/GaSb材料的少子寿命过短,严重影响了光电子器件性能的提升,因此设计并生长具有长少子寿命的新材料体系超晶格材料具有重要的研究意义。本文对现阶段锑化物Ⅱ类超晶格材料的各类材料体系进行了总结和分析,着重强调了各类材料体系的外延生长条件、结构及光学特性等方面的研究进展,并对锑化物Ⅱ类超晶格材料今后的发展进行了展望。 展开更多

关键词 锑化物 超晶格 分子束外延 少子寿命

在线阅读 下载PDF 职称材料

TiB_(2)陶瓷研究进展与应用 被引量：1

7

作者 王显赫 谢兴铖 +4 位作者 杨剑 林中坤 史植广 刘皓 曹瑞军 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期427-436,共10页

TiB_(2)陶瓷具有高熔点、高硬度、高耐磨以及优异的导电性能和高温抗氧化性能,被广泛应用于航空航天、机械制造、金属冶炼、电子信息等领域。TiB_(2)陶瓷的相对密度低、加工难度大,难以满足高端制造的应用需求,而通过掺杂改性、添加烧... TiB_(2)陶瓷具有高熔点、高硬度、高耐磨以及优异的导电性能和高温抗氧化性能,被广泛应用于航空航天、机械制造、金属冶炼、电子信息等领域。TiB_(2)陶瓷的相对密度低、加工难度大,难以满足高端制造的应用需求,而通过掺杂改性、添加烧结助剂、优化烧结工艺等方式可以促进TiB_(2)陶瓷的致密化,大幅提升其综合力学性能。本文综述了高性能TiB_(2)陶瓷在成分设计、烧结工艺等方面的研究进展,并阐述了其在精密工具、防弹装甲、电解阴极等方面的应用前景。 展开更多

关键词 TiB_(2)陶瓷 致密化 成分设计 烧结工艺 研究进展

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向5 nm CMOS技术代堆叠纳米线释放工艺研究 被引量：2

8

作者 曹志军 张青竹 +7 位作者 吴次南 闫江 王桂磊 李俊杰 张兆浩 殷华湘 余金中 李志华 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期121-126,共6页

针对5 nm CMOS技术代亟待解决的纳米线释放难题,通过实验探究了HF(6%)∶H_2O_2(30%)∶CH_3COOH(99.8%)=1∶2∶3的混合溶液放置时间对纳米尺度外延堆叠GeSi/Si/GeSi/Si结构释放影响。混合溶液放置时间在48 h内,GeSi层的腐蚀速率会随着溶... 针对5 nm CMOS技术代亟待解决的纳米线释放难题,通过实验探究了HF(6%)∶H_2O_2(30%)∶CH_3COOH(99.8%)=1∶2∶3的混合溶液放置时间对纳米尺度外延堆叠GeSi/Si/GeSi/Si结构释放影响。混合溶液放置时间在48 h内,GeSi层的腐蚀速率会随着溶液的放置时间的增加而变大,48 h后腐蚀速率趋于稳定。另外,在厚度相同的情况下,Ge Si层的腐蚀速率会随着Ge含量的增加而变大。本文实现了腐蚀纳米尺度GeSi的同时没有对Si造成损伤,对于厚度为31.3 nm的GeSi层,腐蚀的深宽比达到了17∶1,而且没有出现倒塌现象。该湿法腐蚀工艺对于5 nm及以下技术代堆叠纳米线制造、SON结构、新型MEMS和传感器件制造等具有一定的借鉴和指导意义。 展开更多

关键词 GESI HF-H2O2-CH3COOH溶液 纳米线 CH3COOH

在线阅读 下载PDF 职称材料

轧制钼材制备过程织构演变的研究现状 被引量：2

9

作者 李艳 周增林 +2 位作者 何学良 陈文帅 惠志林 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期139-144,共6页

相对于钼合金,纯钼轧制板带箔材的应用性能改善途径更多地集中于原料纯度提高及显微组织结构优化,其中因烧结、轧制及退火过程中晶粒取向择优分布而形成的织构是不可忽略的重要因素。尽管近年来X射线衍射、电子背散射衍射等织构分析技... 相对于钼合金,纯钼轧制板带箔材的应用性能改善途径更多地集中于原料纯度提高及显微组织结构优化,其中因烧结、轧制及退火过程中晶粒取向择优分布而形成的织构是不可忽略的重要因素。尽管近年来X射线衍射、电子背散射衍射等织构分析技术的进步为更深入研究钼材织构形成和演变提供了充分的支持,但是相关研究往往局限于某一特定状态或阶段(如热轧、冷轧或退火等)的钼材的织构情况,对钼材织构在整个制备过程中的演变行为尚缺少系统总结。纯钼薄板的轧制和初始再结晶织构为典型的无杂质体心立方金属织构,主要包括以{001}〈110〉、{112}〈110〉为代表的α线织构和以{111}〈110〉、{111}〈112〉为代表的γ线织构等组分;其形成经历了从烧结钼坯的〈100〉∥ND、〈110〉∥ND、〈112〉∥ND或〈113〉∥ND织构,到轧制过程中主织构成分{001}〈110〉或{112}〈110〉以及γ线织构的逐渐生成和增强,再到部分再结晶时的主织构强化、{111}〈110〉基本不变、{111}〈112〉弱化,最后到完全再结晶时织构主成分从{112}〈110〉到{113}〈110〉、{001}〈110〉的演变历程。从轧制钼材织构的分析表征手段入手,本文循着制备工艺路线梳理了钼材轧制及退火过程中织构的演变轨迹,旨在总结近年来国内外有关轧制钼材制备过程织构演变的研究工作,并归纳钼材与低碳钢等工业应用更广泛、研究更深入的BCC金属织构及演变规律的异同,以供参考。 展开更多

关键词 钼 织构演变 轧制 再结晶

在线阅读 下载PDF 职称材料

应用于堆叠纳米线MOS器件的STI工艺优化研究

10

作者 徐忍忍 张青竹 +7 位作者 姚佳欣 白国斌 熊文娟 顾杰 殷华湘 吴次南 屠海令 无 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期65-70,共6页

在传统Fin FET集成工艺上,通过Ge Si/Si叠层量子阱结构外延生长再形成堆叠纳米线MOS场效应晶体管的方案,是实现5 nm及其以下CMOS集成电路工艺技术最具可能的器件方案。由于Ge元素在该技术中的引入,导致器件工艺中的浅沟槽隔离(STI)工艺... 在传统Fin FET集成工艺上,通过Ge Si/Si叠层量子阱结构外延生长再形成堆叠纳米线MOS场效应晶体管的方案,是实现5 nm及其以下CMOS集成电路工艺技术最具可能的器件方案。由于Ge元素在该技术中的引入,导致器件工艺中的浅沟槽隔离(STI)工艺部分产生严重的低温高深宽比工艺(HARP)SiO_(2)腐蚀速率控制问题。本文针对堆叠纳米线MOS器件STI工艺中的低温HARP SiO_(2)回刻腐蚀速率调节与均匀性控制问题,进行了全面的实验研究。实验中使用HF溶液对不同工艺条件下的HARP SiO_(2)进行回刻腐蚀,并对其腐蚀速率变化进行了详细研究,具体包括不同退火时长以及相同退火温度不同厚度HARP SiO_(2)位置处的腐蚀速率。通过实验结果发现,在退火温度相同的情况下,随着退火时长的增加,SiO_(2)腐蚀速率逐渐变小;而对于同一氧化层来说,即使退火条件相同,SiO_(2)不同厚度位置处的腐蚀速率表现也不同,即顶部的速率最大,而底部则最小。由此可以看出,随着退火时长的增加,低温HARP SiO_(2)腐蚀速率逐渐减小,并且对STI具有深度依赖性。该实验结果对成功制作5 nm技术代以下堆叠纳米线器件的STI结构起到了重要的技术支撑作用。 展开更多

关键词 SiO_(2) HF溶液 腐蚀 高深宽比工艺 浅沟槽隔离

在线阅读 下载PDF 职称材料

烷基链工程对两亲有机半导体热力学性能影响的研究

11

作者 李明亮 李硕 +1 位作者 王国治 郭雪峰 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第11期56-63,共8页

由于特殊的分子结构,两亲功能分子具有易加工、低成本和高性能等优势,因而广泛应用于功能薄膜材料制备和细胞膜相关的仿生学研究中。于是课题基于侧链工程,设计并合成了一类功能两亲分子Cn PA-BTBT (n=3–11),分子使用不同长度烷基链连... 由于特殊的分子结构,两亲功能分子具有易加工、低成本和高性能等优势,因而广泛应用于功能薄膜材料制备和细胞膜相关的仿生学研究中。于是课题基于侧链工程,设计并合成了一类功能两亲分子Cn PA-BTBT (n=3–11),分子使用不同长度烷基链连接疏水的半导体骨架和亲水的极性功能基团。使用基于示差扫描量热法的热力学研究分析不同长度烷基链的体积效应、奇偶性、柔性和其它烷基链特性对材料整体性能影响,并最终根据热力学测试结果,提出了一个三态分子模型。此工作为功能有机半导体材料设计、合成、优化以及目标性能材料的筛选提供了实验依据。 展开更多

关键词 功能两亲半导体材料 烷基链工程 热力学 DSC

在线阅读 下载PDF 职称材料