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4英寸金刚石“自支撑”超薄膜快速制备成功实现
2025-11-14
金刚石具有的优异的导热和绝缘等性能,成为新一代大功率芯片和器件散热的关键材料。将芯片直接与金刚石键合来降低结温,被视为高性能芯片及3D封装的理想热管理方案。通常,金刚石薄膜合成是以Si作为基板材料,合成后通过化学刻蚀去除Si基板进而得到金刚石“自支撑”薄膜。此前,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研发团队,...
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研究实现水系锌电正极精准调控
2025-11-14
作为水系锌离子电池正极材料的候选材料,二氧化锰具有低成本、高理论容量和高工作电压的优势,但其固有缺陷限制了电化学性能。近日,中国科学技术大学研究团队在MnO2层间分别引入具有吸电子和供电子基团的有机分子,结合同步辐射共振非弹性X射线散射技术、X射线吸收谱和理论计算,证明具有不同电子效应的插层剂对MnO2电子结构...
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“负能界面”极限纳米金属研究获进展
2025-11-13
金属是由微小晶粒组成,晶界越多,金属就越不易变形,强度就越大。但此方法也有极限:当晶粒尺寸降至10-15纳米时,晶界发生滑移、迁移等塑性变形,导致金属在应力下变软。这是困扰材料学界的“尺寸软化”难题。中国科学院金属研究所研究团队与辽宁材料实验室研究团队合作,提出并实现了“纳米负能界面”强化新策略,在镍基合金中...
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超快光场调控拍赫兹光电流研究取得进展
2025-11-11
近日,中国科学院上海光学精密机械研究所研究团队,在利用超快光场调控二维材料器件中的拍赫兹(PHz)光电流方面取得理论突破,揭示了多体相互作用在驱动拍赫兹光电流产生过程中的关键性影响。随着摩尔定律逐渐失效,传统半导体技术正逼近其物理极限。在此背景下,“光波电子学”应运而生。该领域利用超强超快激光的振荡电场,直...
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三维有机无机杂化半导体激子特性研究取得进展
2025-11-11
激子是半导体中最基本的准粒子之一,是发展高效率光电器件和量子技术的核心。在传统三维半导体中,激子束缚能通常较弱,极大地限制了其在室温激子器件及量子科技应用中的发展。β-ZnTe(en)0.5是一种长程有序且稳定的三维有机—无机杂化半导体,该材料可能具有巨大的激子束缚能。最近,中国科学院半导体研究所研究员谭平恒团队...
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研究实现二维半导体晶圆的直接键合
2025-11-10
二维半导体被视为未来集成电路的关键沟道材料。然而,具有可控层数和转角的高质量、晶圆级二维半导体堆叠结构的制备却颇具挑战性。近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心张广宇研究团队等,开发出直接晶圆键合及解键合方法,制备出高质量、晶圆级二维半导体叠层。该方法可在真空或手套箱中进行,无需转移介...
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科学家研制出光电转换效率超27%的钙钛矿太阳能电池
2025-11-07
钙钛矿太阳能电池经过十余年的快速发展,其光电转换效率已从最初的3.8%提升至超过26%,但与理论极限效率仍存在一定差距。制备高质量钙钛矿半导体薄膜是实现高效率钙钛矿太阳能电池的关键要素。甲基氯化铵(MACl)因能同时降低钙钛矿成核势垒并促进晶体高质量生长,被广泛作为钙钛矿薄膜生长的辅助材料。近期,中国科学院半导体...
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透射电镜表征纳米薄膜技术研究取得进展
2025-11-07
Mo/Si多层膜的周期厚度约7.0nm,可用来提高光学器件的反射率。近原子精度的膜层厚度误差会导致反射光谱的峰值波长偏移,因而准确表征Mo/Si多层膜薄膜厚度对工艺迭代和分析具有重要作用。在透射电镜(TEM)表征时,需关注Si基底的晶向,或采用熔石英等非晶基底材料,以保证样品截面相对电子束垂直,否则三维立体样品的二维投影成...
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本征低介电-高导热聚合物研究取得进展
2025-11-06
高频通信和人工智能推动了微电子器件向高速传输、集成化、小型化方向发展。然而,电子器件性能提升也带来了电子串扰、阻-容延迟及热量积累等问题。因此,亟需实现兼具低介电常数(Dk)、低介电损耗(Df)及高导热率的电介质材料,以确保信号传输速度和质量,提高散热性,并延长器件的使用寿命。近日,中国科学院上海有机化学研究所...
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研究提出基于超导量子芯片的暗物质搜寻新架构
2025-11-04
近日,中国科学技术大学基于超导量子比特体系,提出可扩展的暗物质搜寻架构,并在多比特超导量子芯片上完成原理性实验验证。现代天文学与宇宙学观测表明,暗物质约占宇宙总质量25%。近年来,以轴子和暗光子为代表的超轻玻色子暗物质成为备受关注的暗物质候选者。理论预言,超轻暗物质的可能质量范围约为1至100μeV,且与普通物...
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拓扑铁电材料的超快动力学研究获进展
2025-10-29
近年来，强场太赫兹技术为揭示新奇物理现象、调控材料物性和开发超快功能器件开辟了新路径。精准捕捉这些瞬态过程，亟需兼具强场驱动与高信噪比探测性能的定制化实验平台。近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心联合清华大学、南京大学，在拓扑铁电材料的超快动力学研究方面取得进展。研究通过动力学相...
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研究制备出优异电催化材料实现“一材双效”
2025-10-24
高效稳定的催化是实现氢能转化突破的核心。理想的催化材料需要相对稳定的晶格骨架,应具备灵活的价态调控能力。超常规高压制备的AA′3B4O12型A位有序四重钙钛矿氧化物,其Aʹ位和B位可同时容纳易变价过渡金属离子,可在多格点之间形成强协同效应,实现价态调控、电子态耦合与晶格有序的有机结合,展现出良好的电催化性能。此...
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自旋量子干涉效应的原子尺度调控研究获进展
2025-10-24
量子干涉是量子态叠加原理和粒子波动性的直接体现。当系统处于两种量子态的相干叠加时，相位演化导致相长或相消干涉。LZSM干涉被认为是实现快速可靠量子相干操纵的有效途径。然而，如何在具备原子级可控性的自旋体系中实现对LZSM干涉的有效控制，并探讨强驱动下多体自旋量子态的非平衡动力学，仍是当前量子信息领域亟待...
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11比特二维浮栅存储器研究取得进展
2025-10-23
仿生物脑的“神经形态计算”凭借高能效和硬件层面的神经形态特性，成为一种新兴的计算范式。浮栅存储器具备工艺兼容性好、系统集成度高和可控性强等优势，是实现神经形态计算硬件基本单元的重要候选。然而，其单元存储状态数有限的问题，制约了该技术进一步发展。近期，中国科学院国家纳米科学中心在二维浮栅晶体管中，...
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研究利用拓扑单极子实现光驱动液晶斯格明子拓扑转换
2025-10-22
近日，中国科学技术大学联合香港科技大学，在向列相液晶体系中，实现了通过光控拓扑单极子介导的半斯格明子拓扑动态转换，并以单极子为载体，实现了胶体颗粒的可控输运。这一成果为拓扑物态的非平衡调控和微纳尺度物质输运提供了新途径。斯格明子作为具有拓扑保护特性的非平庸结构，在信息存储、自旋电子学和量子计算等...
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研究发现新型循环金属–载体相互作用
2025-10-16
在金属–氧化物催化体系中，氧化物载体能够提高金属颗粒在极端条件下的稳定性，还可通过金属–载体相互作用（MSI）调控催化性能。该类作用的核心在于界面处发生的金属–金属或金属–氧相互作用，可引发电子转移、物质迁移等复杂效应，从而影响催化剂的活性、选择性和稳定性。然而，受限于传统表征手段在反应条件下原子尺...
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研究创建乾坤网络精确求解多电子薛定谔方程
2025-10-12
近日，中国科学技术大学特任教授商红慧和中国科学院院士杨金龙团队，将人工智能领域的Transformer架构与量子物理的基本方程相结合，发展了求解多电子薛定谔方程的乾坤网络QiankunNet。薛定谔方程是量子力学的基本方程。从原理上讲，所有材料的性质都来源于多电子薛定谔方程的求解。因此，精确求解该方程是物质科学领域的...
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自组织拓扑激光器研发取得进展
2025-10-10
自组织（Self-organization）是指个体元素通过内部相互作用自发排列成有序模式的集体共振现象。然而，传统半导体激光腔中的混沌多模同步现象使其在实际应用场景中的性能受到限制。拓扑光子学起源于凝聚态物理中的拓扑物态理论，通过利用“拓扑不变量”描述光子晶体能带结构，为构建具有鲁棒性、单向性、强局域化的光子态...
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全超导磁体实现35.1特斯拉稳态磁场
2025-10-01
近日，由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所牵头，联合合肥国际应用超导中心、合肥综合性国家科学中心能源研究院、清华大学共同研制的全超导磁体，成功产生35.10万高斯的稳态强磁场。全超导磁体是由超导材料绕制而成的磁体，该磁体采用高温超导内插磁体技术，与低温超导磁体同轴嵌套构建。科研团队运用万匝...
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高介电常数、低损耗和强耐湿性电介质研究获进展
2025-09-30
场效应晶体管是微电子技术的核心。构建具有高介电常数、低介电损耗和良好环境稳定性的聚合物复合介电材料，对于提升场效应晶体管的性能和可靠性至关重要。但是，传统的高介电常数掺杂材料，存在界面粗糙、易团聚、兼容性不足、损耗高和湿度敏感等问题。同时，由此产生的器件吸湿效应会导致介电性能不稳定，阻碍聚合物复...
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