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硅芯片是當(dāng)代信息技術(shù)的核心，當(dāng)前正向“深度摩爾”（More Moore）和“超越摩爾”（More than Moore）兩個方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用是“超越摩爾”技術(shù)路線中相當(dāng)重要的一環(huán)，需要數(shù)量巨大的集成電路芯片來分析處理來自外部傳感器件的海量信號。目前，大多數(shù)傳感信號采集器件和信號處理單元均為分離設(shè)計(jì)，將在整體上產(chǎn)生更大功耗并占據(jù)更大的空間。由此，復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系教授梅永豐課題組提出了將信號檢測和分析功能集成于同一個芯片器件中的全新概念。作為演示，研究團(tuán)隊(duì)將單晶硅薄膜柔性光電晶體管與智能薄膜材料相結(jié)合和組裝，構(gòu)造了對不同環(huán)境變量進(jìn)行檢測和分析的柔性硅芯片傳感器及其系統(tǒng)。這一思路不僅具有優(yōu)異的可擴(kuò)展性，還可與當(dāng)前集成電路先進(jìn)制造工藝相兼容。5月2日，相關(guān)研究結(jié)果以《面向智能數(shù)字灰塵的硅納米薄膜光電晶體管多功能集成傳感器研究》（“Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust”）為題發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上。研究團(tuán)隊(duì)從器件的傳感機(jī)理入手，利用柔性薄膜組裝集成芯片傳感器，實(shí)現(xiàn)了多種環(huán)境參數(shù)探測功能的集成。圖1：(A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學(xué)顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍(lán)色為檢測電流。智能材料在環(huán)境刺激中可以發(fā)生折射率、顏色、晶體結(jié)構(gòu)等方面的光學(xué)性質(zhì)變化，但一般需要光譜設(shè)備或比色卡才能進(jìn)行比對。而翻轉(zhuǎn)的硅薄膜光電晶體管由于沒有柵極金屬阻擋功能區(qū)域的光信號吸收，可以更容易獲得高靈敏的傳感特性。利用這一點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)將多種智能薄膜材料貼合在器件功能區(qū)，智能材料內(nèi)部物理性質(zhì)變化引起了微小光學(xué)性能改變，從而表現(xiàn)在輸出的光電流上，因此可以在同一個芯片上實(shí)現(xiàn)對多種不同信號的同時(shí)檢測。圖1A展示了傳感器件典型的功能層結(jié)構(gòu)，頂層的智能薄膜材料對環(huán)境刺激發(fā)生響應(yīng)，進(jìn)而改變下方硅單晶薄膜光電晶體管的輸出信號。具有2微米厚的熱氧化二氧化硅層則作為光電晶體管的封裝，對下方器件進(jìn)行保護(hù)。硅薄膜光電晶體管完全由晶圓級先進(jìn)集成電路工藝方法制備而成，結(jié)合了傳統(tǒng)硅基光電子器件的高性能和硅納米薄膜超薄厚度下的優(yōu)良柔性。圖1B是貼附于半徑僅為2毫米直徑玻璃管上的柔性器件陣列，表現(xiàn)出良好的彎曲性能。圖1C是單個器件功能區(qū)域的特寫，在藍(lán)色虛框部分集成不同智能材料即可實(shí)現(xiàn)對不同環(huán)境信號的檢測。圖1D是具有完備傳感與數(shù)據(jù)處理功能的柔性系統(tǒng)合成圖，包括傳感與參比器件、邏輯與存儲單元、信號放大器和電源。研究團(tuán)隊(duì)利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對環(huán)境中濕度的實(shí)時(shí)、快速檢測，演示的信號為依次減小的三個濕度脈沖。整個過程中直接對環(huán)境變化做出響應(yīng)的信號，即參比器件與傳感器件輸出電流隨時(shí)間的變化如圖1E中所示。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化（如圖所示通入氫氣），傳感器件的輸出電流大幅增加，而參比電流保持平穩(wěn)，再利用差分電路處理，即可給出所檢測的環(huán)境參數(shù)的值。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了將智能材料與光電傳感結(jié)合的新穎傳感機(jī)制，并將傳感模塊與后續(xù)信號處理等模塊集成在一起，展示了其在氣體濃度、濕度、溫度等多種環(huán)境參數(shù)檢測方面的能力，已經(jīng)初步具備了未來的“智能數(shù)字灰塵”的雛形。該策略也可以應(yīng)用于其他的數(shù)字傳感系統(tǒng)，在后摩爾時(shí)代中將具有巨大的應(yīng)用潛力。論文主要由李恭謹(jǐn)博士，博士研究生馬喆和尤淳瑜合作完成，并獲得韓國延世大學(xué)Taeyoon Lee教授和中科院微系統(tǒng)所狄增峰研究員的合作支持。該工作得到國家自然科學(xué)基金委、上海市科委、復(fù)旦大學(xué)和專用集成電路與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等大力支持。

（ (A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學(xué)顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍(lán)色為檢測電流 ）

高效率制備高品質(zhì)氮化鋁薄膜，并研究應(yīng)用于 4G、5G 通信(智能手機(jī)和基站)的高頻濾波器。制備薄膜質(zhì)量高于現(xiàn)有工藝，制備效率提高十倍以上。作為制備濾波器的關(guān)鍵薄膜性能指標(biāo)，薄膜的取向性良好（XRD搖擺曲線半高寬2度左右）， 薄膜表面起伏小于 1 納米；薄膜制備效率比傳統(tǒng)工藝提高 10 倍以上 

CZTS薄膜太陽電池：雖然CIGS 是目前薄膜太陽能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高的太陽能電池，但是由于In和Ga元素是稀有金屬，在面向大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)受到元素稀缺的制約。有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽電池：將無機(jī)材料電子遷移率高、機(jī)械性能良好、穩(wěn)定性高和有機(jī)材料光吸收率較高、易加工的優(yōu)點(diǎn)加以整合，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，提高光伏電池的整體性能，是未來太陽能電池最重要的研究方向。

LPKF ProtoLaser R4可針對敏感基材實(shí)現(xiàn)高精度加工

本項(xiàng)目屬于電子信息功能材料技術(shù)領(lǐng)域。 特色及先進(jìn)性：為了實(shí)現(xiàn)同一種單晶薄膜即可應(yīng)用于磁光器件，又可應(yīng)用于微波器件中，本項(xiàng)目提出了鉍镥鐵石榴石（BiLuIG）薄膜的設(shè)計(jì)體系，為了使其同時(shí)具有良好的磁光和微波特性，本項(xiàng)目很好的根據(jù)晶格匹配原則設(shè)計(jì)了材料配方，并選用無鉛液相外延技術(shù)，大大提高了薄膜的性能。本項(xiàng)目提出了在釓鎵石榴石（GGG）襯底上直接外延大口徑磁光BiLuIG單晶體的思路，解決我國無大晶格常數(shù)摻雜釓鎵石榴石（SGGG）晶圓片技術(shù)、無鉛液相外延大尺寸BiLuIG晶體圓片的不足，突破純GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶體這一難點(diǎn)科學(xué)問題。研究內(nèi)容包括：（1）BiLuIG薄膜材料的配方設(shè)計(jì)研究：基于四能級躍遷模型，并結(jié)合離子替代規(guī)律和多離子摻雜技術(shù)，尋找最佳配方；（2）液相外延單晶薄膜材料的工藝技術(shù)研究：包括薄膜均勻性、缺陷控制、無鉛配方、生長速率和薄膜鏡面條件控制等；（3）材料在器件中的驗(yàn)證研究，設(shè)計(jì)制備平面波導(dǎo)型磁光開關(guān)對材料磁光性能的驗(yàn)證。 技術(shù)指標(biāo)：（1）建成了我國第一條大尺寸磁光單晶薄膜液相外延的生產(chǎn)線，最大尺寸達(dá)到3英寸，單面薄膜厚度達(dá)到1μm－20μm。（2）單晶薄膜具體微波和磁光參數(shù)：4πMs=1500-1750Gs，△H=0.6-2.0Oe，Θf≥1.6-2.1度/μm＠633nm。（3） 掌握了進(jìn)行單晶薄膜材料在磁光和微波器件中的設(shè)計(jì)、制備和測試工作。 促進(jìn)科技進(jìn)步作用意義：本項(xiàng)目突破了我國在3英寸石榴石系列單晶體材料以及相關(guān)器件研究上的瓶頸技術(shù)，獲得了高法拉第效應(yīng)和低鐵磁共振線寬的大尺寸高質(zhì)量石榴石單晶薄膜材料。滿足了國內(nèi)在磁光、微波及毫米波集成器件方面對石榴石系晶體材料的需求，擺脫了完全依賴進(jìn)口、受制于人的不利局面。該項(xiàng)目研制的材料已提供給中電集團(tuán)41所、美國Delaware大學(xué)、天津大學(xué)、中國工程物理研究院、深圳市通能達(dá)電子科技有限公司（中電九所下屬）、陜西金山電器有限公司（4390廠）等單位使用，并為中電集團(tuán)9所、33所等單位提供批量樣品，用于制備磁光和微波器件，受到好評。

本項(xiàng)目提出了在釓鎵石榴石（GGG）襯底上直接外延大口徑磁光BiLuIG單晶體的思路，解決我國無大晶格常數(shù)摻雜釓鎵石榴石（SGGG）晶圓片技術(shù)、無鉛液相外延大尺寸BiLuIG晶體圓片的不足，突破純GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶體這一難點(diǎn)科學(xué)問題。

本發(fā)明公開了一種基于紅外成像的薄膜測厚儀，包括光源、準(zhǔn)直透鏡、分光棱鏡、參考路散射玻璃、參考路紅外濾光片、參考路反 射鏡、測量路散射玻璃、測量路紅外濾光片、測量路反射鏡、半透半 反分光鏡、成像透鏡、CCD；測量時(shí)參考物經(jīng)反射鏡、分光鏡和成像 透鏡成像到 CCD 光敏面，被測物經(jīng)反射鏡和成像透鏡也成像到 CCD 光敏面，CCD 將圖像傳送至計(jì)算機(jī)，經(jīng)圖像處理后根據(jù)圖像的灰度值 求得被測物的厚度；如此形成雙光路測量系統(tǒng)，避免了光源光強(qiáng)變化 的影響；使用散射光透射成像的測量體系，避免了傳統(tǒng)紅外測厚裝置 中存在的干涉影響；設(shè)置具有多個局部標(biāo)準(zhǔn)厚度的參考物，該裝置可 以獲取參考物各個局部標(biāo)準(zhǔn)厚度，從而能夠更加精確地測量薄膜厚度。 

柔性智能互動終端的關(guān)鍵材料與傳感器件是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)革命的重要技術(shù)，柔性透明導(dǎo)電薄膜為其 中不可取代的關(guān)鍵元件。本團(tuán)隊(duì)在前期工作中針對納米銀線透明導(dǎo)電薄膜進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，包含材料合 成、導(dǎo)電墨水配方調(diào)制、大面積卷對卷制程工藝和柔性觸控樣機(jī)制備，已經(jīng)初步建立起一條從材料、工藝 到器件應(yīng)用的產(chǎn)學(xué)模式；并做了一系列十余項(xiàng)的專利布局（發(fā)明專利12篇，授權(quán)專利6篇）。其采用的技 術(shù)方法如下： （1）低成本的表面圖形化工藝。包含基于光酸顯影的可圖形化配方調(diào)制、基于表面能差異化驅(qū)動的 自組裝電極圖形化，相比較于傳統(tǒng)的激光、黃光刻蝕，溶液態(tài)的圖形化方式成本更低，同時(shí)可保證滿足柔 性觸控傳感器的線寬/線距要求； （2）高穩(wěn)定性的納米銀導(dǎo)電薄膜。基于單分子緩蝕劑修飾的納米銀線穩(wěn)定性提升方案，相較于業(yè)界 傳統(tǒng)的單級分子蒸餾存在分離效率不高、能耗 較大和成本較高等問題，而常規(guī)精餾方法又會使某 些活性組分發(fā)生熱變質(zhì)或分解能等不足。薄膜蒸發(fā) 與精餾是一種特殊的液－液分離技術(shù)，本技術(shù)成果 將薄膜蒸發(fā)的高效蒸發(fā)性與精密精餾的高分離度融 合于一臺完整的設(shè)備中，既可避免熱敏性物質(zhì)長期 暴露于加熱器內(nèi)，又可使各組分通過