刊 名:
电子元件与材料
ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS
主 办
国营第715厂
中国电子学会
中国电子元件行业协会
刊 期:月刊
出版地:成都市
语 种:中文
开 本:大16开
刊 号:

ISSN 1001-2028
CN 51-1241/TN
邮发代号:62—36
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热点与关注

  • 复合碳酸盐作为二氧化碳电化学传感器的敏感电极

    王光伟;陈鸿珍;李友凤;谢波;吕国岭;

    利用碳酸锂-锂钡掺杂氧化碳酸盐所形成的复合物作为敏感电极材料,YSZ作为固体电解质,构建二氧化碳电化学传感器,并通过扫描电镜、XRD、二氧化碳响应等方法,对不同原料配比的传感器性能进行了研究。结果表明,基于碳酸锂-锂钡掺杂氧化碳酸盐的YSZ二氧化碳电化学传感器具有快速和准确的电动势响应,其电子转移数近似为2;随着测试温度的升高,所制传感器对待测气体中CO_2浓度变化的电动势响应更快,稳定状态更好;随着敏感电极中锂钡掺杂氧化碳酸盐量的增加,传感器在350℃下的最高CO_2响应浓度降低,但在400℃时的稳定响应特性变好。

    2019年02期 v.38;No.324 1-7+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 3171K]
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  • 高导电三维打印石墨烯墨水的制备与性能研究

    龚荣霞;王建威;胡圣波;王士强;杨晓婷;

    当前利用三维打印技术(3DP)制备石墨烯器件时,通常采用的化学还原法由于常使用剧毒的强还原剂,生产过程危险性大,污染性强。相较而言,热还原法制作工艺简单,参数可控性强,更适合用于通过3DP技术制备高导电集成电路器件。采用还原氧化法来制备石墨烯,通过Hummers法氧化石墨单质合成氧化石墨烯(GO),以GO作为基底材料,加入一定比例的黏结剂、分散剂等添加剂来配制可用于3DP的GO墨水。选择3DP中简单可控的直写成型(DIW)工艺来打印导电线路,并将导线置于氩气环境下的管式炉中,分别在200,500和800℃的温度中进行烧结还原,经过800℃热还原的还原氧化石墨烯(rGO),其方阻可降低至200 mΩ/以下。试验测试分析表明,配制的GO墨水可用于三维打印导电线路,且经烧结热还原后得到高电导率的rGO电子器件。

    2019年02期 v.38;No.324 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1585K]
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研究与试制

  • 烧结温度对锆钛酸钡钙陶瓷微结构及储能特性的影响

    张钱伟;蔡苇;何海峰;王凤起;李清婷;

    采用溶胶-凝胶法制备锆钛酸钡钙粉体,通过常压烧结制备锆钛酸钡钙陶瓷(Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.90)Zr_(0.10)O_3),借助XRD、扫描电镜、阻抗分析仪、铁电综合测试仪等表征手段系统研究了烧结温度对其微结构、电性能以及储能特性的影响。结果表明:较高的烧结温度有利于获得致密性好、晶粒尺寸较大的锆钛酸钡钙陶瓷;相对于1330℃,1430℃下制备的锆钛酸钡钙陶瓷的剩余极化强度、相对介电常数均更高,而介电损耗更低,但烧结温度为1330℃时制备的锆钛酸钡钙陶瓷的储能密度以及储能效率均优于烧结温度为1430℃时制备的样品。

    2019年02期 v.38;No.324 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2598K]
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  • 钙钛矿型高性能高温压电陶瓷新材料研究

    李军;姜英龙;许鼎炀;于剑;

    钙钛矿结构BiFeO_3-BaTiO_3固溶体是一种可能的高温、无铅铁电压电陶瓷材料体系。长期以来,低直流电阻、高介电损耗制约了它的电学性能实验测量和工程应用。本文通过添加Bi(Zn_(1/2)Ti_(1/2))O_3钙钛矿氧化物第三组元、锰掺杂和工艺条件优化,采用改进的固相反应电子陶瓷工艺,制备了具有工程应用需求的低介电损耗的多种组分BiFeO_3-Bi(Zn_(1/2)Ti_(1/2))O_3-BaTiO_(3 )(BF-BZT-BT)三元固溶体陶瓷材料。X射线衍射测量表明它们形成了单一的三方钙钛矿相,耐压测量表明它们在120℃高温击穿场强大于8×10~(3 )V/mm。其中,摩尔分数0.8%Mn掺杂0.74BF-0.04BZT-0.22BT铁电陶瓷的压电性能为:d_(33)=78 pC/N,ε_(33)~T/ε_0=254,tanδ=0.008,T_C=630℃,压电响应是目前商用钛酸铋系压电陶瓷K-15的4.2倍;摩尔分数0.7%Mn掺杂0.69BF-0.04BZT-0.27BT陶瓷的压电性能为:d_(33)=130 pC/N,ε_(33)~T/ε_0=542,tanδ=0.025,T_C约510℃,压电响应是目前商用偏铌酸铅压电陶瓷K-81的1.5倍。

    2019年02期 v.38;No.324 22-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2356K]
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  • 过渡金属元素Fe位掺杂对CuFeO_2体系微结构及电磁性能的影响

    代海洋;谷留停;龚高尚;刘德伟;陈镇平;

    采用固相反应法制备CuFe_(1-x)M_xO_2(M=Ti、Zr、Hf,x=0,0.015,0.03)陶瓷样品,研究了过渡金属元素掺杂对其晶体结构、微观形貌和电磁性能的影响。结果表明,三种过渡金属元素掺杂均未改变CuFeO_2体系的六方晶格铜铁矿结构,Ti掺杂系列样品有少量微弱的杂峰;不同掺杂体系样品形貌有明显的差异,且掺杂浓度对样品的形貌有较大的影响;介电性能结果表明,所有实验样品均展现出巨介电性(> 10~3),且不同过渡金属元素和掺杂浓度对介电性能影响不同。磁性能结果表明,Zr掺杂破坏了低温下CuFeO_2反铁磁相的稳定性,使磁转变温度T_(N2)向低温区域发生了偏移。基于实验结果对掺杂CuFeO_2体系的微结构和电磁性能的关联规律进行了探索。

    2019年02期 v.38;No.324 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2817K]
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  • 水热法制备掺Fe~(3+)纳米TiO_2粉体及其光学行为研究

    薛丹林;黄金亮;宁向梅;顾永军;李新利;

    以钛酸丁酯为前驱体,冰乙酸和无水乙醇为溶剂,以Fe(NO_3)·9H_2O为掺杂剂,采用水热法制备出Fe掺杂纳米二氧化钛粉体。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对样品的晶型结构、微观形貌和光学行为等进行表征,研究水热反应温度、时间、Fe~(3+)的掺杂量对TiO_2粉体的影响。结果表明:随着水热处理时间、温度和Fe~(3+)掺杂量的变化,所得粉体均为锐钛矿相TiO_2纳米粉体,没有出现其他杂相。通过掺杂,XRD射线衍射峰强度有所降低,TiO_2晶粒生长受到抑制,晶粒平均粒径为10 nm左右。Fe~(3+)掺杂量为摩尔分数1%时,纳米TiO_2光吸收强度最强。

    2019年02期 v.38;No.324 39-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 3011K]
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  • 氮化法合成掺钇氮化铝纳米线

    王秋实;吴宛泽;谢永辉;王维龙;

    采用直流电弧等离子体辅助法,使钇铝合金(Al:Y)和氮气直接反应,成功合成了掺钇氮化铝(AlN:Y)纳米线。用XRD、SEM和拉曼光谱对所制样品的结构和形貌进行了表征,利用PL光谱和磁滞回线研究了AlN:Y纳米线的光学性质和磁性。AlN:Y纳米线长度约为10μm,直径在40~50 nm。纳米线的发光中心位于533 nm,展现出了良好的室温铁磁性。

    2019年02期 v.38;No.324 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 814K]
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  • 纳米杆状Co_9S_8的原位制备及其染料敏化电池对电极性能研究

    赵亚强;汪佳丽;郑力;黄祥平;孙小华;

    寻找无铂、无FTO、导电性好且电催化性能优异的对电极对染料敏化电池的研究具有重大意义。本工作采用溶胶凝胶退火工艺在石墨纸基底上制备了Co_9S_8纳米杆,并用作染料敏化太阳能电池对电极。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、透射电镜、循环伏安曲线、电化学阻抗谱、Tafel极化曲线以及光伏特性曲线分别对其形貌、物相、电催化活性及稳定性、光伏性能等进行研究。分析结果表明在柔性石墨纸上滴涂两次前驱体之后退火的样品表面生长有更为密集的Co_9S_8纳米杆,并且该样品具有良好的电催化活性以及优良的稳定性,与Pt电极相比(6.75%),其组装的电池具有更优异的光电转换效率(7.28%)。

    2019年02期 v.38;No.324 49-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 3774K]
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  • 混合动力车用锂电池正极材料的制备和性能研究

    翟秀军;刘晓明;单仲;周常君;吉燕燕;

    采用共沉淀法和高温固相烧结法制备了锂离子电池正极材料,研究了pH值和煅烧温度对前驱体物相组成、形貌、振实密度和元素组成以及对正极材料微结构和电化学性能的影响。结果表明,随着pH值从9升高至11,前驱体振实密度逐渐增大,适当的增加pH值有助于Mn的沉淀;随着煅烧温度的升高,I(003)/I(104)比值呈现先升高而后减小特征,在煅烧温度为850℃时取得I(003)/I(104)最大值,此时的正极材料中阳离子混排程度最小;随着煅烧温度升高,正极材料试样的颗粒尺寸不断增大,颗粒之间的团聚程度减小,充电容量逐渐减小,放电容量先增加而后减小,在煅烧温度为850℃时取得最大的放电容量和最佳的倍率性能。

    2019年02期 v.38;No.324 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 3097K]
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  • 基于相变材料Ge_xSb_yTe_z(GST)的微波可调超材料器件研究

    王曼婷;高泽华;兰楚文;李勃;

    基于非挥发性相变材料Ge_xSb_yTe_z(GST),设计并仿真了两种典型的微波可调超材料器件。结构由刻蚀在玻璃基底上的铜开口谐振环(Split-Ring Resonator,SRR)构成,GST薄膜镀在SRR环开口处。在特定的诱导条件下,相变材料GST将在非晶态和晶态之间产生可逆且相对稳定的转换,并由此获得电磁参数的显著改变,实现超材料器件的可调节。仿真中获得了调制深度为81.09%的可调微波超表面;吸收强度为99.67%的可调吸波器,且通过改变GST薄膜厚度,实现吸收强度由完美吸波到24.50%的连续可调节。本研究为微波可调超材料器件提供了一个新的实现机制。

    2019年02期 v.38;No.324 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 3124K]
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  • 一种微弱电荷检测放大电路设计

    杨志文;赵冬青;焦新泉;贾兴中;

    针对传统电荷放大器对电缆噪声敏感,无法精确测量微弱电荷的问题,设计了一种三运放差动放大电路。通过构建传统电荷放大电路的噪声模型,分析了本底噪声对测量结果的影响,针对其共模特性,设计了三运放差动放大电路,放大微弱电荷同时能有效抑制电缆中的本底噪声,提高电路的共模抑制比。经Multisim仿真和硬件电路实验证明,该电路能实现±1.5 pC微弱电荷的检测放大,在电缆叠加32.8 mV干扰噪声的情况下,输出信号幅值与理论值误差仅为1.3%,进而验证了该电路的可行性与可靠性。

    2019年02期 v.38;No.324 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2251K]
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  • 基于多模谐振器的陷波特性滤波器设计

    左嫣然;刘文进;南敬昌;高明明;

    为了满足微波滤波器小型化要求,本文基于阶梯阻抗传输线(SIR)和加载短截线的方法提出了一种新型多模谐振器结构。同时,为了避免X波段卫星通信(7.9~8.395 GHz)对超宽带(UWB)系统造成干扰,本文设计了一款在8 GHz处产生陷波特性的UWB滤波器。此滤波器通过非对称耦合线的方式与所设计的新型多模谐振器形成交趾耦合来实现陷波,并且在上边频和下边频处产生了两个传输零点,提高了频率选择性。利用HFSS13.0仿真结果显示,该UWB滤波器的通带为2.98~11.12 GHz,相对带宽为115%,其陷波中心频率为8 GHz,陷波频段为7.75~8.41 GHz,插入损耗小于0.1 dB,实测与仿真结果基本吻合。该滤波器具有插入损耗小、体积小、带外抑制性能好的优点,可以应用到无线通信系统中。

    2019年02期 v.38;No.324 76-81+102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1664K]
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  • 可调谐N通道带通滤波器的设计

    刘国伦;将品群;宋树祥;岑明灿;谢丽娜;

    为了解决传统滤波器的中心频率不易调节、Q值低、带外抑制差和增益小等问题。本文设计了一种可调谐高Q值的增益提高型N通道带通滤波器,采用两路N通道差分结构和两个跨导放大器构成。差分结构消除偶次谐波,跨导放大器提高电路增益,片外变压器用作平衡-不平衡转换器,改善滤波器Q值并实现阻抗匹配。该滤波器在1.2 V供电电压下,采用TSMC 180 nm CMOS工艺,取N=4构成差分4通道滤波器。Cadence Spectre RF仿真结果显示,滤波器的增益大于8.5dB,中心频率可调范围为0.1~1 GHz,带内插入损耗S_(11)大于10 dB,带外IIP3大于10 dBm,噪声系数小于2.2 dB,在f_s=300 MHz处,带外抑制达到28 dB。该滤波器的高Q值、高可调谐和高性能使其在认知无线领域有着广泛的应用。

    2019年02期 v.38;No.324 82-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1327K]
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  • 基于EMSIW-QMSIW小型化带通滤波器设计

    黄玉兰;张国鹏;

    为有效减小S波段基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)滤波器的尺寸和插入损耗,提出了一种基于四分之一模基片集成波导(Quarter-Mode Substrate Integrated Waveguide,QMSIW)和八分之一模基片集成波导(Eighth-Mode Substrate Integrated Waveguide,EMSIW)交叉排列耦合的小型化带通滤波器;并针对提高滤波器选择性和带外抑制水平,通过设计源与负载耦合,实现传输零点的引入。设计了一款小型化带通滤波器,中心频率为3.7 GHz,相对带宽为18.9%,仿真测得最小插入损耗为0.55 dB,带外抑制大于40 dB,且标准化尺寸仅为0.24λ_0×0.11λ_0。通过制作实物验证,测试与仿真相吻合。

    2019年02期 v.38;No.324 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1155K]
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可靠性

  • TSV电迁移影响因素的有限元分析

    马瑞;苏梅英;刘晓芳;王旭刚;曹立强;

    本文建立了TSV互连结构三维有限元模型,并对该模型进行了电热耦合分析,分别对比了不同电流密度、环境温度、TSV填充材料等因素对TSV互连结构电迁移失效的影响。结果表明,在一定范围内,电流密度和环境温度是影响TSV互连结构电迁移寿命的主要因素;四种填充物相比,碳纳米管与硅的热膨胀系数更匹配,且产生的焦耳热最小。此外,仿真分析不同TSV长度和孔径对TSV互连结构的温度场分布和焦耳热分布情况的影响。随着TSV长度增大,TSV单位体积热生成率有减小的趋势。电流密度相同情况下,随着TSV孔径增大,产生的焦耳热增加,将加速电迁移现象。

    2019年02期 v.38;No.324 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 2579K]
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  • 试验流程对MLCC质量可靠性的影响

    卫冬娟;秦英德;张玲;赵碧全;吴晓东;

    对比了三组不同试验项目顺序的流程下多层瓷介电容器(MLCC)的失效率情况,并对试验中出现的不合格品进行破坏性物理分析(DPA),以研究试验流程对MLCC质量可靠性的影响。结果表明,当流程中的试验项目顺序不同时,MLCC失效率从1‰变为3‰,说明不同的试验流程对MLCC的质量可靠性影响较大,其中将温度冲击和超声波无损检测分别置于试验流程的首位、末位时可更有效地识别和剔除早期失效品。

    2019年02期 v.38;No.324 98-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K]
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