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电子信息

2017-06-05

军民两用技术与产品 2017年7期
关键词:纳米线光子石墨

电子信息

我国石墨烯的洁净无损转移及柔性OLED应用研究获进展

中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室的研究人员发展了一种以小分子松香作为转移介质的转移方法,实现了大面积石墨烯的洁净、无损转移。

相比于传统方法使用的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等高分子转移介质,小分子松香树脂不仅易溶于多种有机溶剂,与石墨烯的相互作用较弱,而且可以形成足够强度的薄膜,以起到在转移过程中支撑石墨烯的作用。研究发现,以松香作为转移介质转移的石墨烯薄膜在表面粗糙度、结构完整性、光电性能及均一性等方面均优于以PMMA作为转移介质转移的样品。单层石墨烯薄膜的最大表面粗糙度仅为15nm,透光性高达97.4%,在大面积范围内其面电阻的变化小于1%。多次转移后得到的5层石墨烯薄膜的导电性得到了极大的提高,且其最大表面粗糙度仅为35nm。在此基础上,研究人员还与中科院长春应用化学研究所的研究人员合作,以这种表面洁净、结构完整、粗糙度极低的石墨烯作为透明电极,制备出了发光均匀、面积达56cm2的4英寸石墨烯基柔性OLED原型器件,其亮度高达10000cdm-2,已达到照明和显示的实用要求,且数次弯折后性能不衰减。

该项研究成果为化学气相沉积方法制备的石墨烯等二维材料的洁净无损转移提供了通用策略,对于促进其在大面积电子、光电等器件中的应用具有重要意义。

(科 技)

中美合作在纳米光纤中信号传输研究领域获进展

中国科学技术大学、美国马里兰大学、西南科技大学等的研究人员合作,提出了一种新型光学模式——存在于多层介质薄膜与纳米光纤复合结构中的一维布洛赫表面波(BSW-1D),并利用该模式成功解决了极细聚合物纳米光纤在常规衬底上无法传输光信号的难题。

纳米光纤是目前国际科学研究的前沿热点。聚合物纳米光纤具有良好的机械性能,特别是良好的弹性和柔韧性,而且可以通过化学设计改变其材料特性,是构筑超紧凑光子学器件和微型化集成光子回路的首选材料之一。但其材质柔软、长径比巨大,必须放在玻璃或硅片等衬底上,才能真正实用化,用于制造新型纳米光波导传感器件等。而且,当纳米光纤半径很小(如小于125nm)时,放置在玻璃上的纳米光纤将无法传输光信号。

为了解决这一问题,研究人员通过调整结构参数精心设计了一种多层介质薄膜来支撑聚合物纳米光纤,借助多层薄膜的光子带隙来阻止纳米光纤中光信号的泄漏。实验结果表明,在该多层介质薄膜上,极细纳米光纤完全可以传输光信号,其传输模式即为一维布洛赫表面波(BSW-1D)模式。

(叶瑞优)

“物联网标识管理公共服务平台”项目通过验收

3月10日,由中国科学院计算机网络信息中心牵头,工业和信息化部电子科学技术情报研究所、工业和信息化部电信研究院、中国物品编码中心等单位共同建设的国家发展和改革委员会“物联网标识管理公共服务平台”项目在北京通过竣工验收。

目前,该项目已完成了全国范围内5个根节点的建设,以及Handle、CID、Ecode等3个标识体系子平台的建设,实现了异构标识识别与互通机制,攻克了物联网标识解析关键技术;建立了我国自主安全的标识管理体系;形成了安全可控的数据管理体系。

作为国家物联网重要基础设施,该平台有望改变物联网信息孤岛窘境,方便广大用户通过物联网标识快速定位及查询各种物联网相关信息,从而有效解决我国物联网行业从应用示范到产业规模发展过程中标识管理和服务的核心问题,将可能催生新的面向整个物联网产业的产品和服务,乃至形成新的产业结构。

(科 技)

“大数据分析系统国家工程实验室”揭牌成立

3月29日,“大数据分析系统国家工程实验室”在中国科学院计算技术研究所正式揭牌成立。该实验室由中科院计算所牵头,联合中国科学院大学、中科院计算机网络信息中心、曙光信息产业股份有限公司、国创科视科技股份有限公司共同建设。

该实验室实施理事会指导下的实验室主任负责制,将突出“系统”特色,针对大数据分析的核心技术瓶颈,实现理论、架构、算法和接口的整体性、系统性突破,并结合行业和地方产业的需求建立示范基地和分实验室,构建大数据分析技术开放的生态体系,以提高我国大数据处理及分析技术水平。

该实验室建设的总体规划和目标为:面向大数据分析全生命周期链路,以中科院为主体,系统化地构建大数据分析基础设施平台、软硬一体的大数据开放分析平台、大数据分析示范应用与服务平台等大数据分析三大平台,研制第三代大数据分析软件栈,形成引领大数据分析技术的管理、分析两大特色引擎,在科学发现、智慧城市、社会安全等方面形成重要应用。

(大数据)

中科院在柔性自供电多功能电子皮肤研究方面获进展

中国科学院半导体研究所与电子科技大学、中国人民解放军总医院,以及北京科技大学紧密合作,在充分探索石墨烯材料的多功能理化性质的基础上,利用简单高效的模块化微加工工艺,将一种复合石墨烯纤维分别制成了4种平面模块单元,分别起到压力传感器、光电探测器、气体传感器,以及微型超级电容器的作用。

这些复合石墨烯纤维被集成到类皮肤柔性材料上,形成自供电的多功能电子皮肤系统,可以检测人体生理体征和周围环境的变化。在具体测试中,能量密度可达0.071mWh/ cm3的柔性超级电容器模块实现了为系统提供较为稳定的电流输出的功能;压力传感器可以感知外界触碰、手腕脉搏、喉咙发声和心跳;光电探测器可以感知环境的亮度变化;而气体传感器可以探测到毒性有机气体的浓度。

该项研究成果提供了一种高效,可大规模、集成化应用的石墨烯加工工艺思路,可应用于制造更紧凑和更高性能的电子皮肤,以及其它可穿戴电子产品等。

(中科院)

首枚光子神经形态芯片问世 有望开启光子计算产业

美国普林斯顿大学的研究人员研制出了全球首枚光子神经形态芯片,其能够以超快速度进行计算,有望开启一个全新的光子计算产业。

该光子神经形态芯片的核心是一种光学设备,其中的每个节点均拥有与神经元相同的响应特征。这些节点采用微型圆形波导的形式,被蚀刻进一个光可在其中循环的硅基座内。光被输入后,调节在阈值处工作的激光器的输出,在此区域中,入射光的微小变化都会对激光的输出产生巨大影响。该光学设备的原理为:系统中的每个节点都使用一定波长的光,这一技术被称为波分复用。来自各个节点的光被送入该激光器,输出激光被反馈回节点,形成一个拥有非线性特征的反馈电路。研究表明,这种非线性反馈电路能够模拟神经行为的程度在数学上等效于一种被称为“连续时间递归神经网络(CTRNN)”的设备,这说明,CTRNN的编程工具可以应用于更大的硅光子神经网络。

研究人员用一个拥有49个节点的硅光子神经网络来模拟某种微分方程的数学问题,并将其与普通的中央处理单元进行比较。结果表明,在此项任务中,光子神经网络的处理速度提升了3个数量级。该项研究或将开启一个全新的光子计算产业,硅光子神经网络或将成为更庞大的、可扩展信息处理的硅光子系统家族的“排头兵”。

(新 华)

我国硅纳米线阵列宽光谱发光研究获进展

中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究人员在硅纳米线阵列宽光谱发光方面取得新进展。研究人员将SOI(绝缘衬底上的硅)与表面等离子体技术相结合,研究了硅纳米线阵列的发光性能,并与复旦大学合作借助时域有限差分法(FDTD)理论计算了硅纳米线发光峰位与纳米腔共振模式的对应关系,为实现硅基光电集成奠定了实验与理论基础,有助于推动硅基光源的大规模应用。

电子器件尺寸的不断小型化,给以大规模集成电路为代表的微电子工业的持续发展带来了挑战,而硅基光电子集成则是解决这一难题的理想途径之一。然而,硅由于其间接带隙结构使得其发光效率极低,无法实现光的有效发射。

研究人员将SOI技术与表面等离子激元技术相结合,通过将硅纳米线加工成类梯形结构,实现了类梯形结构纳米共振腔增强的硅纳米线阵列的发光增强。通过对比实验与FDTD计算结果,研究人员发现了纳米线阵列发光峰位与纳米腔共振模式的一一对应关系;通过制备尺寸渐变的硅纳米线阵列,实现了硅纳米线阵列发光峰位在可见光及近红外区域的连续可调。

(科 技)

国内首款多标准超高频射频识别读写器芯片研发成功

中国科学院微电子研究所智能感知研发中心的研究人员成功研发出了国内首款多标准超高频射频识别(UHF RFID)读写器芯片。

该芯片支持ISO 18000-6C(EPC Global Class 1 Generation 2)、GB/T 29768-2013及GJB 7377.1-2011等多种UHF RFID读写器标准,既可满足国际市场需求,又兼具本土产品的适应性。该芯片采用高性能回波抵消技术和独有的零中频接收机架构模式,优化了电源管理方案,提高了接收灵敏度,增大了UHF RFID读写器的读取距离,同时大幅简化了电路结构,具有高集成度、强抗干扰能力和更好的电源适应性、更低的待机功耗,适用于各类便携式及固定式读写器系统。

目前,该芯片已通过全面测试,各项技术指标均满足系统和用户远距离高速通信的需求,可广泛应用于物流、仓储、汽车电子标识、物品管理等领域。研究人员正在积极与相关企业展开深度合作,以推进我国物联网技术和应用的快速发展。

(叶瑞优)

IBM打造业界首个商用量子云计算系统

美国国际商用机器(IBM)公司宣布,将打造业界首个在商业上可行的通用量子计算系统——IBM Q。该量子计算系统旨在解决传统计算系统无法解决的重大问题,或将率先应用于化学等科研领域。

IBM Q的硬件设备及其服务将通过IBM公司的云平台来实现。IBM公司将着眼于全面提升系统各组成部分的性能,利用其在超导量子比特方面的深厚技术积累,以及复杂的高性能系统、可扩容纳米加工工艺等,提高量子机械能力,其希望在未来将其打造为具有50个量子比特的商用量子计算系统,发挥其超越传统计算系统的运算能力。为了实现该计划,IBM将与行业伙伴开展协作,开发能够利用量子计算的应用。

据悉,IBM Q将要处理的是那些因过于复杂和庞大而超出传统计算机处理能力的问题。IBM公司表示,量子计算有望成为下一个推动多个行业创新的重点技术,希望促进科学界和商界对量子系统及其强大运算能力的使用。未来量子计算的应用领域可能包括新药和新材料开发、供应链和物流、金融服务、人工智能及云安全等方面。

(赵熙熙)

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