电子材料

美国开发出不依赖半导体的微电子器件

美国加州大学圣地亚哥分校的1个研究团队开发出1款不依赖半导体传导的光控微电子器件，在低电压和低功率激光激发的条件下可将电导率比现有半导体器件提高近10倍。这一成果发表在11月4日的《自然·通讯》杂志上。

传统的半导体器件受到材料本身的限制，在频率、功耗等方面存在极限，而利用自由电子替代半导体材料通常需要高电压、大功率激光或高温激发。该团队在硅片上用金加工出一种类似蘑菇形状的结构（称为“超材料”结构），在10V以下的直流电压和低功率红外激光激发下，即可释放自由电子，从而极大地提高器件的电导率。

这一器件不可能完全替代半导体器件，但可能在特殊需求下得到最佳应用，如超高频器件或大功率器件。未来不同的超材料表面结构可能适用于不同类型的微电子器件，应用于光化学、光催化、光伏转化等领域。（科技部）

日本开发出用于人工智能深度学习的脑型芯片

日本东芝公司开发出1款可用于人工智能深度学习的脑型芯片。这款1.9mm的脑型芯片，集成3.2万个像脑细胞一样的电子回路于一体，这些回路自带计算单元及配套的存储单元，可以并行处理大量连续模拟数据信号，对其中的数据特征进行学习，同一脑型芯片中众多回路协调起来，最终形成像脑神经回路一样的系统，完成人工智能所需的大量信息数据的复杂计算、处理和深度学习任务。

虽然该脑型芯片采用的是对连续模拟信号进行直接处理的方式，其局部计算精度低于对电气信号进行“0”和“1”数字化处理的现有芯片，但该脑型芯片能通过对大量连续模拟数据的深度学习，得出的结果并不比数字化芯片差。

理论上，脑型芯片的电能消耗仅是现有的处理器电能消耗的1/1 000。2014年IBM等曾经开发出1款脑型芯片，此次东芝发布的脑型芯片，使用了与IBM脑型芯片不同的结构方式，能耗更低，可以用1W的功率在1s时间内能完成约48.5万亿次计算。东芝公司打算在几年后使这款脑型芯片实用化。（科技部）

加拿大学者研制出记录脑细胞活动的高分辨率神经芯片

加拿大卡尔加里大学发布消息称，该校研制出的记录动物脑细胞活动的高分辨率神经芯片，能够让科研人员更好地研究和理解认知功能及神经疾病的起源。

脑功能由几百万个脑细胞控制，为了解脑是如何控制简单的条件反射、学习与记忆等功能，就必须能够记录神经细胞群的活动。传统的方法可以让科学家记录几分钟的神经细胞活动，但卡尔加里大学研究人员开发的被称为仿生混合神经芯片的新技术，能够以更高的分辨率记录动物脑细胞的活动达几个星期。相关研究成果发表在2016年10月份的《科学报告》杂志上。

这些芯片的敏感性可以達到传统神经芯片的15倍多，可以让脑细胞的信号更容易放大，以先前从未实现的、更高的分辨率来实时记录脑细胞的活动。这项技术可以允许研究人员在动物模型中更加深入地研究和理解神经疾病的起源、癫痫的发病条件，以及学习和记忆等其他认知功能。

研究人员研制的芯片能模仿脑细胞之间的自然生物联系，使脑细胞误以为它们正在联系其它脑细胞。这样，细胞一旦与芯片连接在一起，就可以允许研究人员观察和记录本应该发生在2个正常的功能脑细胞之间的双向交流。（科技部）

日本东北大学研制出超软LCD

日本东北大学的研究人员利用超薄的无机基板赋予传统LCD技术新生命，开发出一种超级柔软的液晶显示元件，据称能够突破使用寿命限制，而且也不至于发生像OLED一样因封装保护不良而导致退化等情形。

研究人员开发出一种超柔软的液晶元件，其方式是接合2个厚度约10μm的超薄透明聚醯亚胺基板，并以坚固的聚合物壁垫片使其保持隔离。

这种以聚合物壁垫片接合的基板是经由照射扭曲液晶层而形成的，包括经由单层基底图案化超紫外光的单体元件。这也让研究人员可透过较小间距的聚合物壁以稳定超薄基板。

研究人员并证实，即使进行曲率半径达3mm的抗卷性测试，也得以保持这种元件的均匀度，而不至于破坏间隔层，因而适合可卷曲与可摺叠的应用。研究人员并认为，大尺寸的高解析可卷曲显示器的制造可实现较OLED更好的良率，并可在这些薄膜顶层形成透明电极与彩色滤光片等精细的画素结构。（中国半导体行业协会）

瑞士联邦工学院科学家开发第一个磁性光电导体

瑞士联邦工学院的科学家们开发了一种具有独特性能的新型钙钛矿材料，他们认为这种材料可以用于构建下一代硬盘。

材料中的磁性来自材料的局部电子和移动电子的相互作用；在某种程度上，它是电子的不同运动之间的竞争的结果。这意味着所得到的磁状态被布线在材料中，并且不能在不改变材料的化学或晶体结构中电子结构的情况下被反转。但是修改磁性能的简单方法在诸如磁数据存储的许多应用中将是巨大的优势。

虽然该材料仍然是实验性的，所有这些属性意味着新材料可以用于构建下一代存储器存储系统，具有更高的容量和低能量需求。“这项研究为新一代磁光数据存储设备的开发奠定了基础，”Náfrádi说，“这也将磁存储的长期稳定性，高数据密度，非易失性操作和可重写性的优点与光学写入和读取的速度结合在一起。”

这项工作包括欧洲同步辐射设施和日内瓦大学的贡献。它由瑞士国家科学基金会、欧洲研究委员会和NCCR-MARVEL资助。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所）

英国成功开发超薄量子发光二级管

英国剑桥大学研究人员近日成功开发出仅几个原子厚层状材料的超薄量子发光二极管（LED）。由于具有不同超薄材料组成的构造层，原件可以用于开发新的计算与感应技术。

具备仅用电流生产单光子的能力是建设紧凑型芯片量子网络的重要环节，基于量子力学原理开发的计算机比现有技术更加强大和安全。为了实现这种元件的可能性，研究人员需要开发出一种可靠方法，由电流生成单个、难以分辨的光子，作为通过量子网络的信息载体。

该元件由不同材料的薄层叠在一起构成，材料包括石墨烯、氮化硼以及过渡金属硫化物（TMDs）。TMD层包含有严格限制的电子和电子空位或孔隙区域。当1个电子充填到比电子能量较低的空位时，能量差异释放光子，即1个光粒子。在发光二极管元件中，1个电压推动电子通过该元件，也就是他们充电空隙发射单光子的地方。

剑桥大学研究人员开发的超薄平台提供了高水平的可调谐性、自由设计以及综合集成能力。单个光子的产生常常需要大规模的、几个激光器和光学元件的精确对准的光学装置。这一在芯片上即可释放单光子的全新研究成果使得量子通讯距现实应用更近了一步。（科技部）

可自我修复的晶体管 有望变革太空探索方式

美国国家航空航天局（NASA）与韩国科学技术研究院（KAIST）合作，研制出了1款能自我修复的晶体管。研究人员表示，最新自我修复技术有助于研制单芯片飞船，其能以1/5光速飞行，在20年内抵达距太阳系最近的恒星“比邻星”。

2016年4月12日，霍金宣布启动“突破摄星”计划，同俄罗斯商人尤里·米尔纳、脸谱创始人马克·扎克伯格合作建造能以1/5光速（6万km/s）飞行的微型星际飞船。不过，这种微型星际飞船能否“熬过”20年的太空飞行依然存疑，因为NASA的研究表明，宇宙高能射线会导致正电荷堆积，破坏芯片的二氧化硅层，让设备性能受损，最终导致飞船失灵。

为了解决这个问题，NASA提出了很多方案：一是调整航线避开高能辐射区，但这可能导致航程增加数年，也不一定能保证飞船免遭辐射；二是在电子元件上加装保护层，但这会使飞船增重、变大，导致速度降低；三是打造能自我修复的硅芯片。

该研究团队近日在旧金山召开的国际电子设备大会上提交了这项新成果。这种“栅绕式”纳米晶体管使用纳米线而非常用的鳍形通道作为晶体管通道，打开或关闭电荷流经通道的“门”完全将纳米线包围，在门上额外添加的一个触点使电流能流过，如此一来，电流会加热“门”以及它所包围的通道，修复辐射造成的损伤。（科技日报）

英特尔利用硅晶体管材料开发量子计算机

英特尔正计划利用现有的硬件材料去开发量子计算机。通过量子机制，量子计算机能带来更强大的计算性能。

竞争对手IBM、微软和谷歌都在开发量子计算机，但这些量子计算机与当前的计算机有很大不同。英特尔则计划利用当前的硅晶体管材料来实现量子计算机。

英特尔位于俄勒冈州波特兰的一支量子硬件工程师团队正与荷兰代尔夫特理工大学QuTech量子研究所的研究人员展开合作。2015年，双方共同成立了规模5 000万美元的项目。早些时候，英特尔报告称，目前可以在芯片工厂使用的标准硅晶元之上生长一层超纯净的硅膜，用于量子计算。

量子计算机的基本单元是量子位。其他公司利用超导电路去实现量子位，但这样的量子位数量有限。英特尔的新技术在这一方面则更进一步。（中国半导体行业协会）

台大叶大学研发新型LED灯具 可减少一半灯泡使用量

中国台湾大叶大学材料科学与工程学系李弘彬副教授与盛威光电公司合作开发新型LED灯具，不仅低眩光、散热佳，灯泡用量也只要一半，相关技术获得台科技部补助，并通过专利申请。

材料系李弘彬副教授指出，他们利用倾斜与反射的设计，让LED光透过铝板反射为雾状光源，亮度与传统相同，但光较柔和，改善了刺眼与眩光问题。这个新型灯具的LED排列不像过去那么紧密，可减少1/2的灯泡使用量，不仅更环保，灯泡间距的扩大也让导热面积变大，散热效果更好，能降低高温造成的LED耗损，延长灯具使用寿命。

李弘彬副教授表示，目前占室内照明大宗的T5/T8日光灯具，已有逐渐被白光LED灯具所取代的趋势。现有LED照明灯具主要有2种，一种是LED平板灯，然而市售LED平板灯成本居高不下，推广不易。另一种即为LED灯条更换，可以直接与传统日光灯管并行，价位适中，为目前主要产品，也是本计划合作厂商盛威光电的主力产品。（中国半导体行业协会）

中科院突破LED照明交流电驱动发光频闪世界难题

“余辉寿命可控稀土LED发光材料的研发及其在半导体照明中的应用”成果由中科院长春应化所与四川新力光源股份有限公司合作完成，并于近日荣获了吉林省技术发明奖一等奖。该技术带动我国LED照明技术走在了世界前列。

现有的LED照明光源，使用直流电作为驱动，在工作时必须经交、直流电源转换，具有能耗大、散热差、成本高等缺点，因此开发可直接使用交流电驱动的新型LED照明产品，是造福百姓、推进LED照明产业发展的重大需求。

针对LED直接被交流电驱动时发光频闪这一世界难题，长春应化所与四川新力光源股份有限公司于2008年开始合作，开展新型交流LED照明技术的研发。经过6年多的不懈探索和开拓，科研人员研发出了一种以发光材料为核心的全新交流LED技术，该技术达到了国际领先水平，使我国成为了世界唯一能够利用发光材料生產低频闪交流LED产品的国家，有力推动了我国LED照明技术水平。（长春日报）

半导体所研制出GaN基紫外激光器

12月14日，中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室研究员赵德刚团队研制出氮化镓（GaN）基紫外激光器。紫外激光器的研制成功也是我国在GaN基蓝光和绿光激光器突破之后取得的又一重要进展。

赵德刚带领的团队长期致力于GaN基光电子材料和器件研究，对材料生长机理、材料物理和器件物理有自己的理解和认识，发现和解决了一系列激光器的关键问题：掌握了铟镓氮（InGaN）量子阱局域态调控和缺陷抑制方法，提高了发光效率；阐明了碳杂质的补偿机制，获得了高质量的p-GaN材料；设计出优化的器件结构，减小了吸收损耗和电子泄漏；利用变程跳跃的物理机制，实现了良好的p-GaN欧姆接触；解决了同质外延中衬底翘曲的难题，采用MOCVD生长出高质量的器件结构。在此基础上，与中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所进行工艺合作，最终实现了GaN紫外激光器的室温电注入激射。（中国科学院半导体研究所）。

首款基于稀土掺杂氧化物 TFT技术致发光显示屏研制成功

华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室彭俊彪教授研究团队联合广州新视界光电科技有限公司研究开发了发光量子点墨水研制方法和电致发光显示屏结构设计，解决了溶液加工型多层电致发光器件结构设计、界面互溶等科学问题，突破了新材料体系的氧化物TFT基板制备技术、表面特性调控技术、溶液法制备量子点薄膜技术、薄膜封装技术等，研制成功首款基于稀土掺杂氧化物TFT（Ln-IZO TFT）技术的全彩色有源驱动电致发光量子点显示屏（AMQLED），实现了彩色图像显示。

华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室主要研究方向之一是有机/高分子光电材料与器件，包括AMOLED显示材料、器件和工艺，在可溶性高性能有机/高分子发光材料设计与合成、全印刷（包括金属阴极）彩色OLED显示屏、高性能OLED器件结构设计与制备等方面取得了具有国际领先水平的研究成果。（华南理工大学）

中孚实业电子新材料用偏析法高纯铝形成产业规模

日前，中孚实业与上海交通大学联合开发的国内首家具有自主知识产权的“偏析法”高纯铝产品成功出炉。自中试成功以来，历时3个多月的电子新材料用“偏析法”高纯铝技术研发及产业化项目正式投入生产，产业规模已初步形成。

中孚实业经过3年2期6批次的试验开发，使“偏析法”生产工艺逐渐由“概念”发展成为稳定控制，开发出了拥有完全自主知识产权的纯度大于4N的高纯铝提纯新工艺及设备。该提纯技术可将99.85%的电解原铝经过提纯生产，使其产品质量满足重熔用高纯铝锭国标YS/T665-2009的要求，高纯铝产品纯度可在99.95%、99.985%、99.99%、99.993%和99.995%之间根据客户需求进行工艺调整。

截至目前，该项目已生产50炉次，经化验分析鉴定，产品各项指标均达到国标要求，标志着中孚实业“偏析法”提纯关键技术已经成熟，将大大增加企业核心竞争力，进一步提高公司盈利水平。（中国有色金属报）

台学者研发出世界首个全彩LED 有望超越OLED

南加州Ostendo Tech Inc.所属磊晶实验室研发出世界第1个全彩LED。他们使用氮化镓材料研发出3种特殊的量子结构，可以发出3种不同颜色的光，可以独立射出也可以混合发射。由于LED有省电和寿命长的特性，采用全彩LED制成的全LED显示器，将可能取代目前使用的液晶技术（LCD），甚至超越有机发光二极体（OLED）。

该项计划主持人陈志佳博士说，用氮化镓材料制成蓝光或绿光LED已是成熟技术，但制成红光LED则非常困难，他们不但是世界少数能达到此目标的团队，且是唯一能够将三原色光集中在1个小器件上，并能随意取用其中任一颜色，如果加上电路的适当调配，更可以混合出无数多种颜色光，画面品质将更加漂亮。（化合物半导体）

第3代半导体SiC功率模块研发及产业化项目开工

近日，厦门芯光润泽科技有限公司第3代半导体功率模块产业化项目开工。“此前，新能源汽车的相关器件都依靠进口解决，该项目投产后，它们将装上‘厦门芯’。”厦门芯光润泽科技有限公司常务副总经理徐晓晖说，新能源汽车充1次电可以跑更长里程，将是碳化硅功率模块封装厂项目的亮点之一。

芯光润泽规划总投资20亿元，主要进行第3代半导体碳化硅功率模块的设计、研发及制造。半导体碳化硅功率器件也被业界誉为功率变流装置的“CPU”、綠色经济的“核芯”。碳化硅（SiC）功率模块项目的优势具体体现在：新能源汽车增长续航能力、空调变薄、超高压输电方便等。（海峡都市报）

南宫与京企合作半导体新材料项目试生产

近日，投资2.5亿元的稀土铜合金及电子新材料项目在河北邢台市南宫市（县级市）经济开发区试生产，这是该市瞄准京津招商的重要成果之一。该项目由南宫市双龙金属制品有限公司与北京科陆工贸有限公司合作，主要产品为稀土铜合金及电子新材料，是半导体元器件和集成电路封装的主要原材料，具有导电导热率高、耐腐蚀、热稳定性强等特点，附加值较高，目前每吨市场价格在4万～5万元。该项目设计年产能为15万t，满负荷运转后，年产值可达60亿元，提供就业岗位200余个。（河北日报）

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