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硅芯片是當代信息技術的核心，當前正向“深度摩爾”（More Moore）和“超越摩爾”（More than Moore）兩個方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應用是“超越摩爾”技術路線中相當重要的一環(huán)，需要數(shù)量巨大的集成電路芯片來分析處理來自外部傳感器件的海量信號。目前，大多數(shù)傳感信號采集器件和信號處理單元均為分離設計，將在整體上產(chǎn)生更大功耗并占據(jù)更大的空間。由此，復旦大學材料科學系教授梅永豐課題組提出了將信號檢測和分析功能集成于同一個芯片器件中的全新概念。作為演示，研究團隊將單晶硅薄膜柔性光電晶體管與智能薄膜材料相結合和組裝，構造了對不同環(huán)境變量進行檢測和分析的柔性硅芯片傳感器及其系統(tǒng)。這一思路不僅具有優(yōu)異的可擴展性，還可與當前集成電路先進制造工藝相兼容。5月2日，相關研究結果以《面向智能數(shù)字灰塵的硅納米薄膜光電晶體管多功能集成傳感器研究》（“Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust”）為題發(fā)表在《科學進展》（Science Advances）上。研究團隊從器件的傳感機理入手，利用柔性薄膜組裝集成芯片傳感器，實現(xiàn)了多種環(huán)境參數(shù)探測功能的集成。圖1：(A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍色為檢測電流。智能材料在環(huán)境刺激中可以發(fā)生折射率、顏色、晶體結構等方面的光學性質(zhì)變化，但一般需要光譜設備或比色卡才能進行比對。而翻轉的硅薄膜光電晶體管由于沒有柵極金屬阻擋功能區(qū)域的光信號吸收，可以更容易獲得高靈敏的傳感特性。利用這一點，研究團隊將多種智能薄膜材料貼合在器件功能區(qū)，智能材料內(nèi)部物理性質(zhì)變化引起了微小光學性能改變，從而表現(xiàn)在輸出的光電流上，因此可以在同一個芯片上實現(xiàn)對多種不同信號的同時檢測。圖1A展示了傳感器件典型的功能層結構，頂層的智能薄膜材料對環(huán)境刺激發(fā)生響應，進而改變下方硅單晶薄膜光電晶體管的輸出信號。具有2微米厚的熱氧化二氧化硅層則作為光電晶體管的封裝，對下方器件進行保護。硅薄膜光電晶體管完全由晶圓級先進集成電路工藝方法制備而成，結合了傳統(tǒng)硅基光電子器件的高性能和硅納米薄膜超薄厚度下的優(yōu)良柔性。圖1B是貼附于半徑僅為2毫米直徑玻璃管上的柔性器件陣列，表現(xiàn)出良好的彎曲性能。圖1C是單個器件功能區(qū)域的特寫，在藍色虛框部分集成不同智能材料即可實現(xiàn)對不同環(huán)境信號的檢測。圖1D是具有完備傳感與數(shù)據(jù)處理功能的柔性系統(tǒng)合成圖，包括傳感與參比器件、邏輯與存儲單元、信號放大器和電源。研究團隊利用該系統(tǒng)實現(xiàn)了對環(huán)境中濕度的實時、快速檢測，演示的信號為依次減小的三個濕度脈沖。整個過程中直接對環(huán)境變化做出響應的信號，即參比器件與傳感器件輸出電流隨時間的變化如圖1E中所示。當環(huán)境發(fā)生變化（如圖所示通入氫氣），傳感器件的輸出電流大幅增加，而參比電流保持平穩(wěn)，再利用差分電路處理，即可給出所檢測的環(huán)境參數(shù)的值。研究團隊開發(fā)了將智能材料與光電傳感結合的新穎傳感機制，并將傳感模塊與后續(xù)信號處理等模塊集成在一起，展示了其在氣體濃度、濕度、溫度等多種環(huán)境參數(shù)檢測方面的能力，已經(jīng)初步具備了未來的“智能數(shù)字灰塵”的雛形。該策略也可以應用于其他的數(shù)字傳感系統(tǒng)，在后摩爾時代中將具有巨大的應用潛力。論文主要由李恭謹博士，博士研究生馬喆和尤淳瑜合作完成，并獲得韓國延世大學Taeyoon Lee教授和中科院微系統(tǒng)所狄增峰研究員的合作支持。該工作得到國家自然科學基金委、上海市科委、復旦大學和專用集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室等大力支持。

（ (A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍色為檢測電流 ）

高效率制備高品質(zhì)氮化鋁薄膜，并研究應用于 4G、5G 通信(智能手機和基站)的高頻濾波器。制備薄膜質(zhì)量高于現(xiàn)有工藝，制備效率提高十倍以上。作為制備濾波器的關鍵薄膜性能指標，薄膜的取向性良好（XRD搖擺曲線半高寬2度左右）， 薄膜表面起伏小于 1 納米；薄膜制備效率比傳統(tǒng)工藝提高 10 倍以上 

一種薄膜密封的活塞發(fā)聲器，具有腔體，活塞和托持腔體的支座，活塞與腔體同軸，腔體一端開口、另一端有端板，端板上設置安裝孔，活塞位于腔體的開口端；密封薄膜封閉腔體的開口形成發(fā)聲腔，密封薄膜有彈性，活塞的發(fā)聲端面與密封薄膜貼合；腔體上開設有均壓孔，均壓孔連通外界與發(fā)聲腔，均壓孔開設于端板上。安裝孔用于安裝被校準傳感器。本實用新型的優(yōu)點在于：用密封薄膜封閉腔體形成發(fā)聲腔，腔體上僅通過設置的均壓孔和外界大氣連通，以實現(xiàn)靜壓均衡機制，由于均壓孔的孔徑極細，所以發(fā)聲腔體具有較大的時間常數(shù)，從而大幅降低活塞發(fā)聲器的下限工作頻率。

產(chǎn)品詳細介紹

基本概念：航空發(fā)動機高溫薄膜傳感器技術是將溫度、壓力等敏感材料以薄膜的形式沉積在航空發(fā)動機高溫結構件（如渦輪葉片、機匣等）表面，并進行絕緣、防護、圖形化，制成與結構件一體化集成的薄膜傳感器。 主要功能與應用領域：集成在結構件表面的薄膜傳感器使結構件能夠感知溫度、應力應變、振動、熱流、摩擦阻力等狀態(tài)參數(shù)，能在航空發(fā)動機高溫、高速、強氧化氣流沖刷的惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作。 圖1 薄膜傳感器結構示意圖 圖2 渦輪葉片上的薄膜傳感器 特色及先進性：與埋入、粘貼、焊接的傳統(tǒng)傳感器相比，采用薄膜形式集成在結構件表面的薄膜傳感器不破壞結構件的力學強度，不影響結構件的工作環(huán)境（如流場等），厚度僅約30μm，具有靈敏度高、響應速度快、精度高、可靠性好的優(yōu)點，是當前世界上航空發(fā)動機高溫、高速、強氧化氣流沖刷惡劣環(huán)境下的先進測試技術。 技術指標：最高工作溫度1100℃，測試精度優(yōu)于5%，900℃下壽命>10hr。 能為產(chǎn)業(yè)解決的關鍵問題和實施后可取得的效果：本成果目前主要應用于航空發(fā)動機渦輪葉片、燃燒室火焰筒、燃燒室冷卻試驗件、燃燒室機匣、渦輪機匣、渦輪盤等高溫結構部件表面的狀態(tài)參數(shù)測量，如溫度測量、應力應變監(jiān)測、強度疲勞評估等，解決當前航空發(fā)動機高溫結構部件的健康監(jiān)測難題。此外，本成果能夠推廣用于核電、燃氣輪機、汽車發(fā)動機、陶瓷發(fā)動機等高溫零部件狀態(tài)參數(shù)的測量和健康監(jiān)測，推廣應用前景廣闊。

航空發(fā)動機高溫薄膜傳感器技術是將溫度、壓力等敏感材料以薄膜的形式沉積在航空發(fā)動機高溫結構件（如渦輪葉片、機匣等）表面，并進行絕緣、防護、圖形化，制成與結構件一體化集成的薄膜傳感器。

已有樣品/n該項目提供了一種新型低輻射薄膜，分別采用金屬薄銀層來抑制長波長紅外波和短波長紫外波的透射，采用周期性結構來增強可見光波段的透射；對可見光的透射率達到70~96%，對紫外波段的透射率降低到15%、對780nm~1200nm 紅外波段的透射率降低到10%以下、對1200nm~3000nm 紅外波段的透射率降低到25%以下，層數(shù)顯著降低，很大程度上縮減了成本，簡化了工藝流程。該項目提供的薄膜具有防紫外線、透明和

產(chǎn)品特點： · 整機功能集成化，外觀簡潔、大方 · 電氣化控制簡潔、實用 · 內(nèi)部結構采用多分區(qū)、模塊化設計，滿足不同工藝下使用要求 · 設備可以整體移動、固定，對于需要在不同環(huán)境使用具有較高適用性。 · 操作、維護方便，性能安全可靠 · 可以通過不同的萃取時間、方案，完全模擬出萃取線的過程及其結果 產(chǎn)品應用： · 開發(fā)新的薄膜配方和材料 · 測試新的薄膜表面/添加劑 · 驗證薄膜生產(chǎn)工藝條件 · 測試不同萃取方案對于材料的影響 · 萃取后薄膜樣品性能測試 · 小批量薄膜生產(chǎn) 技術參數(shù)： · 萃取樣品尺寸規(guī)格——850mm×850mm · 樣品薄膜厚度——20 - 5000 μm · 內(nèi)部分區(qū)——3區(qū) · 萃取介質(zhì)進出——雙泵單獨控制 · 輔助萃取（可選）——強力超聲波發(fā)生器 · 設備尺寸—— 1m×1m×1.3m （長×寬×高）

產(chǎn)品特點： · 符合人體工程學設計 · 簡單、直觀的電氣化控制 · 通過循環(huán)空氣或紅外加熱，薄膜達到精確、可靠的溫度 · 通過精準的溫度平衡實現(xiàn)完美的工藝控制 · 調(diào)試維修方便簡單，使用性能可靠 · 可進行縱向、橫向或在任何位置的雙向同步或異步拉伸 · 可通過不同拉伸速度拉伸薄膜，完美模擬薄膜拉伸流水線工藝 產(chǎn)品應用： · 開發(fā)新的薄膜配方和材料 · 測試新的薄膜表面/添加劑 · 驗證薄膜生產(chǎn)工藝條件 · 測試不同萃取方案對于材料的影響 · 萃取后薄膜樣品性能測試 · 小批量薄膜生產(chǎn) 技術參數(shù)： · 設備配置——5鋏子配置 · 推薦的初始樣品膜尺寸——80mm×80mm · 拉伸比率——10：10 · 最大拉伸尺寸——780mm×780mm（包含鋏頭區(qū)域） · 拉伸樣品膜厚度——20 - 5000 μm · 拉伸速度——500mm/S · 最大夾緊力——1000N · 每一軸拉伸力——2000N · 設備尺寸——4m×2m×2m（長×寬×高） · 拉伸樣品膜加熱系統(tǒng)可到300°C