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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综述与评论

  • 锂硫电池正极材料研究进展

    高瀚涛;苏玉静;郎笑石;姚传刚;蔡克迪;

    锂硫电池由于具备价格低廉、环境友好、理论比能量与比容量较高等特点,有望成为继锂离子电池之后又一高性能清洁电源体系。近年来,锂硫电池取得了一系列的研究成果,但目前其商业化道路仍困难重重。活性物质硫的穿梭效应、绝缘性以及在充放电过程中的体积膨胀均是制约锂硫电池获得高电化学性能的主要因素。本文从材料角度概述锂硫电池正极材料的研究进展,包括碳/硫复合材料、过渡金属化合物/硫复合材料和导电聚合物/硫复合材料等,并对硫正极的未来发展进行了展望。

    2022年07期 v.41;No.365 661-672页 [查看摘要][在线阅读][下载 1888K]
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研究与试制

  • 周期数n对(BSZT/BTO)_n薄膜微观结构和电学性能的影响

    季航;胡睿;余萍;

    为了提高单周期BSZT/BTO薄膜的性能,采用射频磁控溅射技术制备了(BSZT/BTO)_n(n=1,2,3,4)多周期异质结构薄膜。通过XRD、SEM和电学性能测试等手段探究周期数n对(BSZT/BTO)_n薄膜微观结构和电学性能的影响。结果表明,随着周期数n的增加,(BSZT/BTO)_n薄膜结晶性增强,介电常数增大,介电损耗减小。在1 MHz测试条件下,(BSZT/BTO)_4薄膜的介电常数为187,介电损耗仅为0.02,同时薄膜的铁电性略微增加,而漏电流密度降低到了1.16×10~(-5 )A/cm~2,这表明(BSZT/BTO)_n薄膜周期数增加能有效提高薄膜的微观结构和电学性能。除此之外,还对(BSZT/BTO)_4薄膜漏电流密度机制与温度和电场强度的关系进行了研究,从机理上说明了(BSZT/BTO)_4薄膜漏电流密度特性。

    2022年07期 v.41;No.365 673-679页 [查看摘要][在线阅读][下载 1404K]
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  • 衬底材料对石墨烯薄膜生长影响研究

    刘姗;王伟;蒋志伟;樊瑞祥;杨玉帅;王凯;

    石墨烯薄膜在集成电路领域有着光明的前景,为提高石墨烯原位生长质量,研究了石墨烯薄膜分别在Ni、SiO_2以及HfO_2衬底上的生长情况与成膜机理。采用电子束蒸镀制备了金属Ni与HfO_2高K介质薄膜,利用等离子体化学气相淀积(PECVD)法在温度为450℃、衬底偏压为100 V、射频功率为100 W的条件下,分别以Ni、SiO_2和HfO_2薄膜为衬底制备石墨烯薄膜。测试表明,Ni、SiO_2和HfO_2衬底均沉积了石墨烯薄膜,其中Ni衬底石墨烯薄膜样品最厚、缺陷最高;SiO_2和HfO_2石墨烯样品缺陷低,但石墨烯薄膜在HfO_2衬底的覆盖率低;通过Ni、SiO_2和HfO_2薄膜的表面能入手分析得出,碳原子在Ni表面以溶解-析出方式形成连续薄膜,以直接沉积模式在绝缘衬底上生长,高表面能导致石墨烯薄膜在HfO_2表面覆盖率低。

    2022年07期 v.41;No.365 680-685页 [查看摘要][在线阅读][下载 1046K]
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  • 稀土离子Nd掺杂Bi_3TiTaO_9的压电特性

    王波;

    采用普通陶瓷工艺制备了稀土Nd离子掺杂的铋层状结构Bi_3TiTaO_9(BTT)压电陶瓷,研究了稀土Nd离子掺杂对BTT陶瓷压电特性及温度稳定性的影响。研究结果表明,稀土Nd离子的掺杂有助于降低BTT陶瓷的高温介电损耗,提高BTT陶瓷的压电性能、机械品质因数和机电耦合系数。随着稀土离子Nd掺杂量的增加,BTT陶瓷的压电性能先增加后减小。当Nd掺杂量为质量分数0.6%时,获得的BTT-6Nd陶瓷具有最大的压电系数d_(33)=15 pC/N,约为纯BTT陶瓷压电系数d_(33)(4 pC/N)的4倍,且居里温度T_C达到880℃。

    2022年07期 v.41;No.365 686-690页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K]
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  • 六方氮化硼的热中子辐照损伤

    阳永富;王柱;陈万平;邹武生;赵江滨;何高魁;

    由于辐照缺陷直接影响载流子收集效率和器件性能,辐照缺陷结构与六方氮化硼(hBN)中载流子产生和输运的关系一直是探测器研究的重要课题。利用静电计、X射线衍射(XRD)、正电子湮没寿命谱(PALS)等方法研究了热解氮化硼(PBN)和热压氮化硼(H-BN)材料的热中子辐照损伤和缺陷结构,以及辐照缺陷对载流子输运的影响。中子辐照的总剂量分别为3.9×10~(14),1.6×10~(15),1.0×10~(16) cm~(-2)。结果表明,中子辐照引入了大量的缺陷和杂质。缺陷的变化规律主要表现为单空位、双空位、小空位团缺陷浓度随着热中子辐照剂量的增加而增加。中子辐照产生的杂质(Li离子)成为了载流子产生中心。辐照引入的缺陷主要成为了载流子的散射和复合中心,降低了载流子迁移率和浓度,使得辐照后的载流子浓度远远低于预期的浓度。研究结果对于理解hBN中子探测器的载流子输运机理具有重要的科学意义。

    2022年07期 v.41;No.365 691-698页 [查看摘要][在线阅读][下载 1061K]
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  • 可共形透明宽带超材料吸波体设计与分析

    王蒙军;户天宇;雷晓勇;吴迪;孔丹丹;

    为解决传统吸波体吸收带宽窄和不可弯曲共形等问题,设计了一款柔性宽带超材料吸波体。该超材料由氧化铟锡(Indium tin oxide, ITO)电阻膜和聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate, PET)组成,周期单元为ITO-PET-ITO三明治结构,通过表面电流和等效电路模型分析了结构单元的吸波机理。仿真结果表明,电磁波正入射时超材料在10~21.7 GHz频率范围内吸收率均高于90%,厚度仅为0.066λ_0(λ_0为最低截止频率对应的波长),结构单元的对称设计使其具有极化不敏感和较好的角度稳定性。将所提出的超材料进行实物加工和测量,实测结果与仿真结果基本吻合。该超材料具有柔性、透明、宽带、极化不敏感等特点,在电磁隐身和雷达吸波等领域具有潜在的应用价值。

    2022年07期 v.41;No.365 699-706页 [查看摘要][在线阅读][下载 1702K]
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  • 基于表面等离激元超材料的红外热传感器研究

    吴元庆;李崎嫚;刘春梅;王婷;

    研究了基于表面等离激元超材料的红外非制冷热传感器,通过对超材料的理论分析,证明其对于红外探测器的吸收具有重要的促进作用,利用二维光栅结构作为等离激元的激发结构,降低传感器三维结构的加工难度。通过光栅参数的优化和模型的调整,使得模型在大气窗口波段内,尤其是3~5μm和8~14μm波长范围中具有更大的吸收效率,通过与原始结构进行对比,可知本文改进后的模型能够显著提高红外非制冷热传感器的吸收效率,使其具有更好的市场价值和应用前景。

    2022年07期 v.41;No.365 707-712+718页 [查看摘要][在线阅读][下载 1037K]
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  • 基于人工神经网络的GaN HEMTs建模与参数提取

    刘宇武;王军;

    近年来,市场对半导体器件的需求越来越大,其中,氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMTs)因具有优良的性能而被广泛应用于高效、高频功率转换领域中。基于GaN HEMTs器件的小信号等效电路模型,提出了一种分步提参法,分别提取了GaN HEMTs的寄生参数与本征参数,并在射频仿真软件ADS中验证了模型和参数提取的准确性;然后结合人工神经网络(ANN)方法建立了GaN HEMTs器件大信号状态下的漏源电流、栅漏电容和栅源电容非线性参量模型。最终通过比较GaN HEMTs器件在不同的偏置下漏源电流、栅漏电容和栅源电容实际测量与仿真结果的一致性来验证了该方法的有效性。

    2022年07期 v.41;No.365 713-718页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K]
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  • 基于常规CMOS工艺的单层多晶硅EEPROM单元设计

    葛优;邹望辉;

    设计了一种由两个MOS电容器和一个读取NMOS管构成的单层多晶硅EEPROM存储单元。该EEPROM单元可采用常规CMOS工艺实现,通过在两个MOS电容器端施加一定电压产生n阱和浮栅间电荷的富勒-诺德海姆隧穿效应,从而实现写入和擦除。该结构可以更为方便地实现对特定位单元进行位粒度的写入和擦除操作。通过常规0.35μm CMOS工艺制作了测试芯片,并搭建测试系统对其进行了测试,对EEPROM单元的写入、擦除、读取以及可靠性等特性进行了详细研究。测试结果表明,存储单元可以在16 V电压下,在小于1 ms时间内被写入,在小于10 ms时间内被擦除;并且在阈值电压窗口保持大于2.5 V的条件下至少循环7000次。

    2022年07期 v.41;No.365 719-724页 [查看摘要][在线阅读][下载 1158K]
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  • 可调频率的双通道差分输出正弦波振荡器的设计

    郑倩;杨发顺;马奎;

    基于高速互补双极工艺,设计了一种频率可调的振荡器,输出信号为一组差分正弦波,信号的频率可通过外接电容进行调节。该振荡器内部包含基准电路、多谐振荡器、负幅度跟随器、正弦波转换电路等单元。基准电路为多谐振荡器模块提供稳定的电源,有利于提高振荡频率的精度、降低电源电压对输出正弦波的影响。仿真结果表明:两个通道的输出信号为差分正弦波,改变外接电容的大小可得到输出正弦波的频率为20 Hz~20 kHz。流片测试结果表明:外接电容值一定时,与仿真结果相比的平均误差为8.145%,分析认为该误差是由于工艺偏差引起的。

    2022年07期 v.41;No.365 725-730页 [查看摘要][在线阅读][下载 1146K]
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  • 基于加载变容二极管的多通带滤波器可调传输零点的研究

    吴佳熙;于映;

    为在具备多通带和较好的带外抑制的前提下,同时实现传输零点的可调,提出了一种基于微带传输线及加载变容二极管的多通带滤波器结构。该滤波器由两个折叠开环的阶梯阻抗谐振器(FOLSIR)组成,通过采用阶梯阻抗谐振器的新型结构变形,实现了结构更紧凑、传输零点可变、通带数可变的带通滤波器。测试结果表明,通过调节变容二极管的偏压可以独立控制一个传输零点抑制三通带滤波器的任一通带或调节带外抑制性能,滤波器工作频段分别为0.5~1.1 GHz, 1.2~1.51 GHz, 1.63~1.92 GHz,带外抑制优于40 dB,损耗小于3 dB。此外,该滤波器还具有结构简单、体积小、易于制造、调节方便等优势,有利于通信系统频率选择和信号接收。

    2022年07期 v.41;No.365 731-735页 [查看摘要][在线阅读][下载 936K]
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  • 基于LTCC技术的差分滤波器设计

    尚阳阳;李小珍;邢孟江;

    为了实现小型化、结构对称、差分效果好的LC差分滤波器,以低温共烧陶瓷(LTCC)技术为基础,以截止频率2.4 GHz为目标,设计出了一款低通差分滤波器。先通过ADS给出一个单端的LC滤波电路,再采用垂直螺旋式电感和垂直直插式电容相耦合的模型,在HFSS中仿真实现,最后利用差分电路原理将其转换成了差分结构的LC滤波器,设计并实现了截止频率为2.4 GHz,具有在通带内对共模信号的抑制超过-15 dB共模抑制特性的差分滤波器。该滤波器的结构简单,易于加工,整体尺寸为3.74 mm×1.28 mm×0.8 mm,而且仿真结果与理论值相符合。

    2022年07期 v.41;No.365 736-739页 [查看摘要][在线阅读][下载 1030K]
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  • C波段垂直极化全向天线设计

    赵国栋;周洪澄;朱双双;王豫;严仲明;

    针对目前很多C波段全向天线结构复杂、尺寸较大、带宽小的问题,设计了一种完全覆盖C波段的全向垂直极化天线。该天线仅由金属圆盘、金属圆柱套筒、SMA接头三部分组成,金属圆盘的存在相当于在辐射体顶端加载了一个分布电容,等效加大了天线的辐射体长度,因此降低了纵向尺寸,金属圆柱套筒的存在使天线对金属地面的要求降低,因此降低了横向尺寸,最终设计的天线尺寸为12.7 mm×12.7 mm×30.6 mm。通过仿真分析,回波损耗S_(11)≤-10 dB的频带为3.75~8.31 GHz(相对带宽为75.6%),完全覆盖C波段。最终加工实物并测试,测试结果与仿真结果基本一致。

    2022年07期 v.41;No.365 740-744页 [查看摘要][在线阅读][下载 1177K]
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  • 基于特征模式分析的宽带圆极化超表面天线

    谭祥俊;卢忠亮;宋谦;彭强;

    基于特征模式分析设计了一种工作在C波段的宽带圆极化超表面天线。超表面由4×4的切角金属贴片组成,天线由微带耦合缝隙馈电,其中缝隙为蝴蝶结形且相对于水平方向旋转了15°。通过特征模式分析发现,调整地板上缝隙的旋转角度,可以提升两正交模式在天线中心频率处的模式显著性,从而有效地提升轴比带宽。设计的天线尺寸为0.66λ×0.66λ×0.043λ(λ为4.9 GHz自由空间波长),尺寸小剖面低。仿真与实测结果表明,天线-10 dB阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别达到31.4%(4.11~5.64 GHz)和17.1%(4.68~5.55 GHz),在工作带宽内天线增益变化平稳。该天线具有良好的宽带圆极化性能,适用于卫星通信系统。

    2022年07期 v.41;No.365 745-750页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K]
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  • 抗金属影响超高频射频识别柔性天线设计

    朱传俊;孙炜;李长生;

    金属环境对超高频射频信号存在干扰,严重影响超高频射频识别技术在诸多领域的应用。结合偶极子天线及微带天线的结构,设计了一种以聚酰亚胺为基底,中心频率为915 MHz的新型抗金属柔性天线。仿真分析了天线主臂垂直宽度、短截线宽度、天线长度等关键参数对天线性能的影响,最终设计尺寸为78 mm×31.5 mm,厚度不超过0.1 mm。天线实物性能测试结果与仿真分析基本一致,信息传输实验显示该天线在直径125 mm金属管内稳定传输数据的距离为110 mm,且与在金属管内所处位置无关。这个优点使该天线具备在武器装备中应用的前景。

    2022年07期 v.41;No.365 751-757页 [查看摘要][在线阅读][下载 1611K]
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  • BCB键合层空洞对界面热阻的影响

    郭怀新;王瑞泽;吴立枢;孔月婵;陈堂胜;

    晶圆级键合的纳米界面层热传递控制是微机电系统热管理和热设计的热点及难点,其原因是由于键合质量严重影响纳米界面层的热传输能力,而圆片级键合界面热阻表征技术则是业界难点,国内外未见有效的分析途径和统一的测试方法。基于超声扫描、激光闪射法和自主构建的热阻网格化计算模型相结合的分析途径,实现了对微机电系统中圆片级封装的Si-BCB-Si键合质量及热阻的表征。首先,利用超声扫描显微镜对BCB键合界面质量进行分析,定性评估了键合区空洞含量;同时,采用激光闪射法对界面层热扩散率进行测试,最后,结合数值计算方法,定性评估了空洞含量和BCB键合层厚度对界面热阻的影响。试验和理论分析表明,BCB键合层的空洞严重阻碍了界面层的热传输能力,且这种阻碍作用受BCB界面层厚度的影响。

    2022年07期 v.41;No.365 758-762页 [查看摘要][在线阅读][下载 878K]
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  • Sn-Bi二元合金应变速率敏感性的研究

    刘晨;罗晓斌;彭巨擘;于智奇;王小京;

    基于合金的微观组织观察,考察了Sn-xBi(x=10,20,30,40,50和58)合金在拉伸载荷下的应变速率敏感行为。试验结果表明,Sn-xBi (x=10和20)合金的微观组织由β-Sn基体及分布于其上的Bi粒子组成,合金形变由晶界滑移控制,应力指数较大;Sn-xBi (x=30,40,50和58)合金微观组织以网状共晶组织为基体,其形变机制随着Bi含量的增大,转变为相界滑移,应力指数减小。当应变速率由0.0001 s~(-1)增大到0.1 s~(-1)时,Sn-20Bi的断裂模式由延性断裂转变为具有塑性形变的混合断裂。这一断裂模式的转变与合金在不同速率下的形变机制有关。

    2022年07期 v.41;No.365 763-769页 [查看摘要][在线阅读][下载 1819K]
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