- 王诗雨;张莹;梁士明;储向峰;
三氧化钼是一种n型宽禁带过渡金属氧化物,具有特殊的层状结构。近年来,被广泛用于乙醇、甲醛、丙酮、硫化氢、氯气等多种气体的检测监控,具有选择性好、响应恢复时间短和响应值-浓度线性关系好等优点。研究发现,通过改变材料的形貌、与其他半导体材料复合以及用金属或者碳进行掺杂等方法均能有效提高材料的气敏性能,制得性能更好的气敏材料。分析表明,通过贵金属等特定元素掺杂、与石墨烯等材料负载以及与其他种类半导体气敏材料复合等方法,均能有效提升三氧化钼材料的气敏性能。目前,三氧化钼基半导体气体传感器仍然存在灵敏度不够高、选择性不够好、气敏机理尚待完善等问题。本文归纳了三氧化钼纳米材料的最新研究进展,总结了不同种类三氧化钼气敏材料的制备方法,简要分析了三氧化钼气体传感器目前面临的问题,展望了其发展前景。
2021年10期 v.40;No.356 943-953页 [查看摘要][在线阅读][下载 10039K] [下载次数：1452 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：7 ] - 卢超;刘杰;王小炼;孔清泉;安旭光;
金刚石薄膜半导体材料的禁带宽度大、载流子迁移率高、击穿场强高、介电常数小、热导率高且对可见光透明,显示出优异的电学、热学、力学和光学特性,利用金刚石薄膜制作的传感探测装置具有信噪比高、响应时间快、抗辐照能力强、工作温度范围宽、器件尺寸小等优点,可替代硅探测器应用于极端环境下的探测活动。综述了金刚石薄膜传感探测器对气体(如O_2、H_2、CO、NH_3、H_2S等)、高能粒子(如质子、中子、α粒子等)、高能射线(如X射线、γ射线等)、紫外线和磁场等进行探测的应用研究现状。最后,指出了金刚石薄膜传感探测器在产业化中存在的问题,并对其未来发展趋势与方向进行了展望。
2021年10期 v.40;No.356 954-961+974页 [查看摘要][在线阅读][下载 5184K] [下载次数：351 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：3 ] - 杨登科;傅莉;李超;尹恩怀;袁学礼;
随着集成电路制造技术的发展,人们对电子器件柔性化、制备效率及环境友好的要求越来越高。印制电路板作为器件的载体,目前仍使用模板印刷后刻蚀等方法制备,在小批量制备时效率低下,且其基板多为刚性环氧树脂,难以满足曲面及柔性电路的要求。喷墨打印作为增材制造技术中的一种,可迅速在平整或弯曲表面沉积特定材料,从而实现图案化,有着高效、非接触、无污染等特点,在电子制造领域显现出了巨大优势。本文以喷墨打印电路板为例,对其中涉及的打印材料、提高图案精度的方法、烧结技术及打印缺陷四方面对喷墨打印制备电路板的研究进展进行介绍,并对喷墨技术在该领域的发展做出了展望。
2021年10期 v.40;No.356 962-974页 [查看摘要][在线阅读][下载 17768K] [下载次数：499 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：9 ] - 王杰;白雪;吉聪;陈刚;陈飞;
随着5G通信爆发式的发展和应用,高频元器件以及设备之间的电磁干扰和电磁辐射等电磁污染尤为严重,而吸波材料是消除电磁污染最有效的方法之一。其中软磁材料因具有饱和磁化强度高、温度稳定性好、吸波性能强等优点而备受关注,已广泛应用于5G通信领域。开发"厚度薄、重量轻、频带宽、吸波性能强"的高性能软磁吸波材料已成为当前研究的重点和热点。综述了软磁吸波材料的研究进展及应用,首先介绍了软磁材料的种类,并详细阐述了软磁吸波材料的性能调控方法及应用,最后对高性能软磁吸波材料未来研究发展方向及推广应用提出见解。
2021年10期 v.40;No.356 975-982页 [查看摘要][在线阅读][下载 13152K] [下载次数：1344 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：10 ] - 陈大凯;蔡苇;周创;吴红迪;符春林;
具有R-P层状钙钛矿结构的Ca_3Ti_2O_7材料具有由氧八面体面内旋转和面外倾侧引起的杂化非本征铁电性,因其有望打破铁电性与磁性电子构型互斥的关系,实现室温强磁电耦合而受到广泛关注。综述了近年Ca_3Ti_2O_7杂化非本征铁电体的制备方法、工艺及其掺杂改性的最新进展,重点阐述并总结了A位、B位掺杂及A/B位共掺对Ca_3Ti_2O_7材料杂化非本征铁电性的影响规律及改性机理,并对Ca_3Ti_2O_7材料的未来研究方向进行了展望。
2021年10期 v.40;No.356 983-989+1027页 [查看摘要][在线阅读][下载 3646K] [下载次数：171 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：6 ] - 张青环;李玲妹;黄惠珍;
由于Pb的污染性和毒性,Sn-Pb焊料的应用受到了限制,研制绿色环保的无铅焊料势在必行。近年来无铅焊料的研发取得了较大的进展,部分焊料已获得了商业化应用。然而,与含铅焊料相比,无铅焊料的耐蚀性能仍不够理想。优异的耐蚀性是焊料可靠性的保证。目前,研究者们主要通过添加合金元素来改善无铅焊料的耐蚀性能。简述了Sn基无铅焊料耐蚀性的最新研究进展,介绍了在不同腐蚀介质中Sn基无铅焊料的腐蚀机理以及通过合金元素改善其耐蚀性的作用机理。指出了Sn基无铅焊料耐蚀性目前研究工作存在的不足,并提出解决方法。
2021年10期 v.40;No.356 990-996页 [查看摘要][在线阅读][下载 5986K] [下载次数：203 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：6 ]
- 王紫竹;叶旭时;梁军生;王大志;
针对共轭聚合物薄膜分子有序性差、结晶度低的难题,开发了激光定向退火技术,通过调节退火参数,提高了聚合物薄膜结晶度,优化了有机分子排列取向。首先通过旋涂工艺在SiO_2/Si衬底上制备了共轭聚合物聚(3-己基噻吩)(P3HT)薄膜。其次采用激光定向退火技术,通过调节激光功率和激光扫描速率,实现了高度有序的P3HT薄膜制备。最后,通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜表面微观组织形貌进行了表征。结果表明当激光功率为5 W,扫描速率为0.1 mm/s时,可得到最优结晶取向的P3HT薄膜。以此高度排列有序的P3HT薄膜为有源层,制备了底栅顶接触有机薄膜晶体管(OTFT),器件载流子迁移率可达1.8×10~(-3) cm~2·V~(-1)·s~(-1)相较于传统热退火器件提升了一个数量级以上。所开发的激光定向退火技术有利于低成本、高性能有机半导体器件的发展。
2021年10期 v.40;No.356 997-1001页 [查看摘要][在线阅读][下载 6757K] [下载次数：183 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 屈超;方梓烜;张星;张树人;唐斌;
采用传统固相反应法合成了Ti_(1-)_xSn_xO_2(0≤x≤0.28)陶瓷,并且研究了其微观结构与微波介电性能之间的关系。实验结果表明,锡离子的引入并不会改变其晶体结构。然而,随着锡离子掺杂量的增加,陶瓷的品质因数可以得到有效的提升。由于高温下二氧化锡易挥发,当掺入过量锡离子后,陶瓷内部会产生大量气孔,反而降低了其品质因数。当锡离子掺杂量x=0.16,烧结温度为1375℃时,陶瓷得到了较好的介电性能:ε_r=88.4,Q·f=20777 GHz,τ_f=430.2×10~(-6)℃~(-1)。
2021年10期 v.40;No.356 1002-1006页 [查看摘要][在线阅读][下载 8922K] [下载次数：368 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：6 ] - 冉飞;冯全源;
为了更准确地认识功率器件在非钳位感性负载开关(UIS)测试中的动态雪崩失效过程,基于实际流片工艺,在Sentaurus TCAD软件中,采用元胞和终端并联仿真的方法,完成了两款不同终端耐压的100 V沟槽MOS器件的UIS仿真。通过仿真得到的各类特性参数,详细分析了两款器件的动态雪崩失效过程。结果表明器件在不同终端耐压条件下具有不同的动态雪崩失效机制,更高的终端耐压能够明显改善器件的雪崩性能,为功率MOS器件的可靠性设计和优化提供了理论指导。
2021年10期 v.40;No.356 1007-1011页 [查看摘要][在线阅读][下载 6545K] [下载次数：330 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：6 ] - 耿立新;赵红东;任星霖;韩铁成;刘赫;
对比分析了晶格匹配的InAlN/GaN与InAlN/GaN/BGaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在不同温度(300～500 K)条件下的直流特性。结果表明,随着温度的升高,传统的InAlN/GaN HEMT器件表现出了严重的短沟道效应,具体表现在器件关断困难、栅控能力变差、阈值电压漂移以及亚阈值摆幅明显变大等。同时,由于电子限域性较差,传统的InAlN/GaN HEMT器件关态漏电现象严重。引入B摩尔分数为1.5%的BGaN缓冲层有利于InAlN/GaN HEMT器件在高温条件下仍保持较好的直流性能。当温度达到500 K时,InAlN/GaN/BGaN HEMT器件的阈值电压始终保持在-3.2 V左右,亚阈值摆幅为366 mV/dec,关态漏电流为3μA/mm,关断耗散功率为45μW/mm,均明显优于传统的InAlN/GaN HEMT器件。此外,相对于传统的InAlN/GaN HEMT而言,InAlN/GaN/BGaN HEMT器件的峰值跨导与饱和漏电流略低,但随着温度的升高,两器件的差距逐渐缩小。
2021年10期 v.40;No.356 1012-1016页 [查看摘要][在线阅读][下载 6304K] [下载次数：206 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 麻泽众;冯全源;赵宏美;
为了优化屏蔽栅沟槽型MOSFET(Shielded Gate Trench MOSFET,简称SGT结构)的电场分布,将高k介质代替部分沟槽绝缘介质层,提出了高k屏蔽栅沟槽型MOSFET(高k SGT结构)。分析了高k SGT结构的工作原理,通过在高k介质底部引入新的电场峰值,使电场分布更均匀以提高器件的耐压。Sentaurus TCAD软件仿真结果显示高k SGT结构的击穿电压为114.5 V,与传统SGT结构相比,击穿电压提高了10.7%,Baliga优值(BFOM)提高了15.2%。因此在不增加掩模的基础上,有效提高了器件的击穿电压。
2021年10期 v.40;No.356 1017-1021页 [查看摘要][在线阅读][下载 7054K] [下载次数：433 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：6 ] - 张书豪;何进;李硕;王豪;常胜;黄启俊;
应用于射频接收机前端的低噪声放大器(Low-Noise Amplifier, LNA)通常需要有更小的噪声和更高的增益,针对这一问题,基于65 nm CMOS工艺并采用四级放大器级联的方式设计了一种77 GHz(E波段)低噪声放大器。为了优化噪声系数、提高增益并改善输入阻抗匹配,LNA设计引入了源极负反馈传输线和级间补偿传输线。仿真结果为:LNA在1.2 V的电源供电下,功耗为41 mW,79 GHz处的增益为22 dB,噪声系数(Noise Figure, NF)为7.1 dB,输入1 dB压缩点为-23 dBm,输入回波损耗为-28.5 dB,输出回波损耗为-20.5 dB,版图尺寸为400μm×860μm。因此,LNA在噪声系数与增益性能上的表现良好,适用于毫米波接收系统。
2021年10期 v.40;No.356 1022-1027页 [查看摘要][在线阅读][下载 5931K] [下载次数：528 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：9 ] - 刘伟;孙正龙;张旭;黄东;商世广;
为了降低带隙基准电压源的失调电压,针对传统的输入失调存储技术引入共模反馈与偏置电路的问题,提出了一种带新型失调消除技术的带隙基准电压源。电路结构采用了四输入运放与辅助运放相结合的方式,其中四输入运放主要作用是降低温漂,辅助运放的作用是失调消除。提出的基准电压源不仅能够实现低温漂特性,而且能够简化电路结构。电路采用0.35μm CMOS工艺实现。仿真结果表明,带隙基准电压源在-55～+125℃范围内的温度系数为2.92×10~(-6)/℃。运用蒙特卡罗方法进行仿真,其失调电压平均值约为7 mV。
2021年10期 v.40;No.356 1028-1033+1039页 [查看摘要][在线阅读][下载 5944K] [下载次数：407 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：4 ] - 黄玉兰;兰静;黄令超;
为有效减小滤波器的损耗及提高其频率选择性,提出了一种具有高抑制特性的小型化基片集成波导(SIW)滤波器。基于隐失模理论,在SIW顶部刻蚀矩形谐振环来实现小型化及滤波特性。通过控制矩形谐振环间的距离,改变其耦合,从而达到控制传输零点的目的,最终在9.48 GHz处产生一个传输零点,其最大衰减量为77.48 dB。该滤波器的有效尺寸约为0.818λ_g×0.348λ_g,中心频率为5.5 GHz,最小插入损耗为0.27 dB,回波损耗优于21.9 dB,带外抑制在6.22～22.3 GHz范围内均大于20 dB,实测与仿真结果基本吻合。该滤波器具有高抑制、小型化和低插损的特性,可用于5G(Sub-6 GHz)无线通信系统中。
2021年10期 v.40;No.356 1034-1039页 [查看摘要][在线阅读][下载 7518K] [下载次数：354 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：4 ] - 李青龙;徐勇;李峤;彭堃;张显;
针对幅值变化范围大和多种调制深度、多种速率的超高频射频信号,设计了一款由检波、限幅、均值产生电路和比较器构成的低误差ASK信号解调器。采用倍压整流和低通滤波技术并使用二极管连接型MOS器件,以简单结构实现了无源检波限幅;均值产生器运用峰值和谷值检测技术生成平均值电压,按接收能量大小确定参考值;利用比较器正反馈MOS管宽长比的差异形成迟滞特性,有效增强电路噪声抑制力。解调器采用TSMC 0.18μm标准CMOS工艺实现。仿真与流片测试结果表明,可处理的ASK信号调制深度低至30%,最大脉宽解调误差仅为0.43%。该解调器适用于符合ISO/IEC 18000-6C和GB/T 29768-2013协议的无源超高频射频识别(UHF RFID)标签芯片。
2021年10期 v.40;No.356 1040-1046页 [查看摘要][在线阅读][下载 8153K] [下载次数：145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 傅世强;刘璐;房少军;
提出了一种顺序旋转四馈电网络与微带贴片集成设计的新型圆极化天线。采用叠层微带结构展宽阻抗带宽并提高天线增益;将天线地板四周折叠,在减小横向尺寸的同时提高前后比。为了便于阻抗调谐,在下层激励贴片中心开圆形孔,改善阻抗匹配特性。馈电网络与激励贴片共面一体化设计,利用顺序旋转四馈技术展宽轴比带宽,获得对称的圆极化辐射性能。制作了天线实物并进行测量。试验结果表明,天线在884～969 MHz频段内S_(11)<-10 dB,阻抗相对带宽9.3%;在895～946 MHz频段内顶点轴比小于3 dB,圆极化相对带宽5.6%;在设计的中心频率915 MHz处天线增益为8.3 dB。该天线结构紧凑、加工方便、性能优良,已成功应用于超高频RFID读写器终端。
2021年10期 v.40;No.356 1047-1051页 [查看摘要][在线阅读][下载 5784K] [下载次数：462 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：9 ] 下载本期数据