电子材料

华盛顿大学研究出像蒲公英一样传播的微型传感器

华盛顿大学团队根据蒲公英的传播方式，决定将其注入到农场和森林等廣阔区域的无线传感器分散中。该团队一共测试了75种设计，找到其中一种后，他们进行了不同尺寸的设计。据研究人员称，各种尺寸将使传感器以不同的速度下降。尽管尺寸有所不同，但该设计将确保系统在微风的情况下可以达到100m。放置后，这些设备可以将数据发送到最远60m的地方。（中国电子元件行业协会）

哈佛大学开发出首个铌酸锂片上集成激光器

哈佛大学工程与应用科学院（SEAS）的研究人员，联合Freedom Photonics和HyperLight公司，成功开发出首个铌酸锂芯片全集成高功率激光器，为高功率电信系统、全集成光谱仪、光学遥感和量子网络高效频率转换等应用发展路径提供了可能性。通过使用工业友好的工艺将薄膜铌酸锂（TFLN）器件与高功率激光器相结合，这项研究成为业界向大规模、低成本和高性能发射器阵列和光网络迈出的关键一步。接下来，该团队的目标是提高激光器的功率和可扩展性，以适应更多应用。（中国电子元件行业协会）

世界首个原子级量子集成电路推出

澳大利亚新南威尔士大学量子计算机物理学家团队设计了一个原子尺度的量子处理器，能够模拟小有机分子的行为，攻克了大约60年前理论物理学家理查德·费曼提出的挑战。该校初创企业“硅量子计算”公司（SQC）日前宣布创造出世界上第一个原子级量子集成电路。

SQC团队用量子处理器精确地模拟了一个小的有机聚乙炔分子的量子态，从而证明了他们的量子系统建模技术的有效性。通过精确控制原子的量子态，新处理器可模拟分子的结构和特性，有望帮助科学家“解锁”未来的全新材料和催化剂。

首席研究员、SQC创始人米歇尔·西蒙斯称，这就是我们在做的事情，我们实际上是在自下而上构建它，通过将原子放入硅中来模拟聚乙炔分子，其精确的距离表示碳碳单键和碳碳双键。（科技日报）

美国科学家开发出可拉伸全聚合物LED显示器

美国斯坦福大学鲍哲南团队开发出可拉伸全聚合物发光二极管（APLED），可作柔性显示器用途。APLED具有较好的明亮度和耐用性，其最大亮度至少是普通手机显示器的2倍，且在拉伸至原有长度2倍时仍能正常工作。APLED全聚合物薄膜可以粘贴在手臂或手指上，在弯曲时不会撕裂。同时，这一研究成果还具备其他潜在用途，如用于制作可变形的交互式屏幕，以及在地图上形成三维景观等。（科技部）

英特尔与荷兰国有科研机构合作制造“硅量子比特”

英特尔D1工厂与荷兰国有科研机构Qtech合作生产了“硅量子比特”，即在传统硅材料芯片的产线上制造量子比特，形成硅基半导体自旋量子。同时，这也是该工厂首次大规模制造量子比特，并将其与传统半导体生产线进行接轨。英特尔表示，此次的生产规模可以生产超过10000个带有多个硅量子比特的阵列，芯片生产率达到95%以上。据了解，量子比特是计算机比特的量子版本，是计算机中最小的数据单元。（中国半导体行业协会）

日企制备2英寸金刚石外延片可用于量子计算

一家日本工业钻石制造商与佐贺大学合作，成功在蓝宝石衬底上制备出超高纯度金刚石外延片，直径达到2英寸。资料显示，高纯度金刚石中的氮—空位中心具有独特性质，在量子计算领域有较大应用价值，可用于量子信息存储。该公司表示计划在2023年将这一技术商业化，并正在着手开发更具实用性的4英寸外延片。（中国半导体行业协会）

三星即将开始量产3nm芯片

三星电子将于2022年中期正式批量生产基于环绕式栅极（GAA）晶体管结构的3nm芯片，这一日程早于台积电，后者计划于2022年下半年批量生产3nm芯片。三星电子认为，3nm芯片的量产将为其在系统半导体领域成为世界第一的目标提供强大的动力。分析认为，如果三星电子开始批量生产3nm芯片，就可以向企业客户证明，三星电子在技术上领先于台积电，从而巩固在代工市场的地位，同时削弱台积电在代工市场的主导地位。（中国半导体行业协会）

我国科学家发现碳家族单晶新材料

中国科学院化学研究所研究员郑健团队在常压下通过简单的反应条件，创制了一种新型碳同素异形体单晶——单层聚合C60。这是一种全新的簇聚二维超结构，由C60簇笼在平面上通过C—C键相互共价键合形成规则的拓扑结构。这种新型碳材料具有较高的结晶度和良好的热力学稳定性，并具有适度的禁带宽度，为碳材料的研究提供了全新思路。

通过调节镁（Mg）和C60的比例，他们在常压条件下制得了2种紧密排列的准六方相和准四方相的Mg插层聚合物单晶，通过新的有机阳离子切片策略，使用四丁基水杨酸铵作为切割试剂，从准六方相结构中剥离得到单层C60聚合物。研究人员利用单晶X射线衍射（XRD）和扫描透射电子显微镜（STEM）对该单层C60聚合物进行了结构表征，结果显示C60之间通过C—C桥连单键和[2+2]环加成的四元环桥连键在平面内连接形成了一种全新的二维拓扑超结构。单层聚合C60的带隙约为1.6eV，是典型的半导体，预示其在光/电半导体器件中具有潜在应用。此外，该结构具有良好的热力学稳定性，在约600K（326.85℃）下仍旧稳定存在。

由于不对称成键结构，单层聚合C60中每个C60单元被拉伸成方向一致的椭球形，从而使得这种新的碳材料具有显著的平面各向异性，如各向异性声子模式和电导率，这意味着该材料在非线性光学和功能化电子器件方面可能具有应用前景。此外，由于其独特的共轭碳结构、巨大的超晶格和多孔骨架结构，该二维簇聚碳材料或在超导、量子计算、自旋输运、信息及能量存储、催化等领域也具有潜在应用价值。（中国科学院）

稳定高压合成金刚石烯研究获进展

中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所王贤龙课题组在稳定高压合成金刚石烯研究中取得新进展。研究表明，硼和氮掺杂可调控其电子结构性质（半导体、金属、超导），可降低形成能，增强金刚石烯在常温常压下的稳定性。

金刚石烯是由双层石墨烯层间形成sp3键构成的二维单层金刚石，兼具石墨烯和金刚石的特性，有望发展成为与石墨烯并列的一类新型二维碳材料，用于电子器件的超薄保护涂层，在纳米光电器件方面具有潜在的应用价值。目前，实验上通过在高压下压缩双层石墨烯合成的金刚石烯，在撤压后均转变回石墨烯，较难在常温常压下稳定存在。

通过压缩氮气掺杂双层石墨烯来合成金刚石烯在实验上最易实现，这是由于此时的形成能不依赖掺杂原子的分布形式。此外，掺杂原子在不同的替代位会呈现出不同的电子结构（半导体、金属、超导～4K），可应用于二维电子器件领域。（中国科学院）

科学家制备出微型光电一体化集成钻石量子磁传感器

中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室采用微纳加工技术，制备了一种基于氮空位（NV）色心的微型光电一体化集成钻石量子磁传感器。

NV色心是钻石晶体结构中常见的点缺陷，由氮原子取代碳原子和相邻空穴而形成，利用其在磁场中的量子顺磁共振效应及荧光辐射特性可进行精密磁测量。NV色心在常温下具有稳定的量子态，可以在非制冷的室温下工作。同时，钻石量子磁传感器以其高空间分辨率、高灵敏度、高生物兼容性等技术优势，在近场微观磁共振、磁异常探测、生命科学等领域具有重要的应用前景。

该团队基于晶圆级微机电工艺平台，利用标准微纳加工技术，制备出钻石量子磁传感器的核心——钻石芯片。芯片内部集成了微波辐射结构，实现了原位微波量子态操控。研究采用金属热压键合技术，实现了钻石单晶与硅晶圆的异质集成，确保了机械稳定性。钻石芯片耦合带有梯度变化折射率透镜的光纤模块，实现了“光进光出”的工作模式，缩小了探头尺寸，实现了钻石磁强计探头的高集成度。研究进一步表明，采用双频共振技术可以同时进行磁场和温度场的同步实时测量，不仅通过温漂抑制提高了磁场测量的信噪比，而且确保了传感器的温度稳定性。（中国科学院）

8英寸碳化硅单晶研究获进展

近期，中科院物理研究所科研人员通过优化生长工艺，进一步解决了多型相变问题，持续改善晶体结晶质量，成功生长出单一4H晶型的8英寸碳化硅（SiC）晶体，晶坯厚度接近19.6mm，加工出了厚度約2mm的8英寸SiC晶片，并对其进行相关测试。Raman散射图谱和X射线摇摆曲线测试结果表明，生长的8英寸SiC为4H晶型；（0004）面的半高宽平均值为46.8arcsec。

8英寸SiC导电单晶的研制成功是物理所在宽禁带半导体领域取得的重要进展，研发成果转化后，将有助于增强我国在SiC单晶衬底的国际竞争力，促进我国宽禁带半导体产业的快速发展。（中国科学院）

黑硅光电探测材料与器件研究进展

近期，昆明物理研究所唐利斌课题组在《红外技术》期刊上发表了以“黑硅光电探测材料与器件研究进展”为主题的综述文章。这项研究首先简单介绍了黑硅材料的结构，然后讨论了基于飞秒激光刻蚀法、湿法腐蚀、反应离子刻蚀法等方法制备的黑硅材料的性质。其次概述了基于以上方法制备的不同黑硅光电探测器的结构及性能，并讨论了黑硅器件在不同领域的应用。最后对黑硅光电探测技术进行了分析与展望，探讨了黑硅材料及器件未来的发展方向。（中国电子元件行业协会）

二维材料光电探测器研究方面取得新进展

中科院合肥研究院固体所纳米材料与器件技术研究部李广海研究员课题组的李亮研究员与香港理工大学应用物理系严锋教授合作，在二维材料光电探测领域取得新进展，成功研制了基于层状三元碲化物InSiTe3的光电探测器。该光电探测器具有超快的光响应（545～576ns）以及从紫外到近红外（UV—NIR）光通信区域的宽带探测能力（365～1310nm）。（中国电子元件行业协会）

台积电首度揭晓2nm制程技术 预计2025年量产

台积电于日前首度揭晓2nm制程技术，与3nm相比，在相同功耗下，2nm的速度提高10%～15%，或在相同速度下，功耗降低25%～30%。

台积电揭示了支持N3及N3E的TSMCFINFLEX技术。这项技术平台，除了涵盖台积电即将于2022年下半年量产的3nm（N3）技术，并将搭配创新的TSMCFINFLEX架构。

据悉，TSMCFINFLEX技术是在开发3nm时，同时让2nm（N2）获得重大突破。这项技术提供多样化的标准元件选择：3—2鰭结构支持超高性能、2—1鰭结构支持最佳功耗效率与电晶体密度、2—2鰭结构则是支持平衡两者的高效性能。

台积电指出，通过各功能区块最优化的结构，向全球揭示N2技术可提供代工服务，与3nm相比，功效大幅往前推进。台积电2nm制程技术采用纳米片电晶体架构，使其效能及功耗效率提升一个世代，除移动计算的基本版本，2nm技术平台也涵盖高效能版本及完备的小芯片整合解决方案，并预定2025年开始量产。（中国半导体行业协会）

中国科大6G滤波器研发取得重大突破

中国科学技术大学（以下简称“中国科大”）微电子学院左成杰教授研究团队在6G滤波器领域取得重要进展，该研究成果在铌酸锂压电薄膜上设计并实现了Q值超过100000的高频（6.5GHz）微机电系统谐振器，把Q值提升了2个数量级。（中国电子元件行业协会）

沪硅产业拟在芬兰投建200mm硅片扩产项目

上海硅产业集团股份有限公司（以下简称“沪硅产业”）拟以全资子公司芬兰Okmetic作为项目实施主体，在芬兰万塔市投资建设200mm半导体特色硅片扩产项目。项目建成后，Okmetic将新增每年313.2万片200mm半导体抛光片产能，进一步巩固其在先进传感器、功率器件、射频滤波器及集成无源器件等高端细分领域的市场地位。（中国电子元件行业协会）