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氯化铬隧穿磁阻的界面效应与多场效应调控

物理学报 2024年

作者：樊译颉张阮陈宇蔡星汉微米纳米加工技术全国重点实验室上海交通大学微纳电子学系电子信息与电气工程学院上海交通大学

磁隧道结是研究磁性材料自旋结构、输运特性、磁相变和磁各向异性的重要实验平台。本研究基于干法转移技术制备了以机械剥离的少层范德华反铁磁绝缘体三氯化铬(CrCl3)为势垒层、少层石墨烯为电极的磁隧道结原型器件结构，并进行了低温... 详细信息

磁隧道结是研究磁性材料自旋结构、输运特性、磁相变和磁各向异性的重要实验平台。本研究基于干法转移技术制备了以机械剥离的少层范德华反铁磁绝缘体三氯化铬(CrCl3)为势垒层、少层石墨烯为电极的磁隧道结原型器件结构，并进行了低温电磁输运测量，除观测到自旋过滤效应引起的隧穿磁阻外，还发现多种由非传统效应引起的磁阻变化。基于对隧道结自旋结构和能带结构的分析，本文将之归因于由磁近邻效应引起的隧穿机制改变，以及石墨烯电极态密度在高磁场下出现的量子振荡行为。本研究报道了在二维磁隧道结中与隧穿磁阻相关且此前未被广泛关注的物理现象，加深了对此类二维异质结构中载流子输运特性的理解，为二维磁性材料的物理性质研究及其自旋电子学应用拓展了新的途径。

关键词：磁隧道结三氯化铬负隧穿磁阻栅极可调性

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血管化类器官芯片构建的研究进展

中华创伤杂志 2024年第1期40卷 48-56页

作者：李彰杰周晨阳王晓林上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系上海200240 上海交通大学医疗机器人研究院上海200240

近年来,微加工技术和组织工程学的进展推动了一种新型药物筛选和疾病建模平台的发展,即类器官芯片。这一平台结合类器官和器官芯片技术,成为人体器官体外建模的有潜力的方案。类器官芯片利用微流体装置模拟特定器官的生理环境,提供更动... 详细信息

近年来,微加工技术和组织工程学的进展推动了一种新型药物筛选和疾病建模平台的发展,即类器官芯片。这一平台结合类器官和器官芯片技术,成为人体器官体外建模的有潜力的方案。类器官芯片利用微流体装置模拟特定器官的生理环境,提供更动态和灵活的微环境,可模拟更完整的人体生物学。然而,缺乏功能性血管一直是该技术面临的主要挑战之一。血管化对于类器官的长期培养和体外建模至关重要,对于药物研发和个性化医疗方案也具有重要意义。笔者从体外构建血管化模型方法和类器官血管化的策略两方面就血管化类器官芯片构建的研究进展进行综述,为构建功能完善的血管化类器官芯片提供参考。

关键词：类器官新生血管化,生理性多能干细胞微流控芯片

分子模板诱导碱木质素基多孔比容炭的制备及其超级电容器储能性能

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微纳电子技术 2024年第4期61卷 63-76页

作者：朱天堃徐阳邵枫胡南滔上海交通大学、电子信息与电气工程学院、微纳电子系薄膜与微细技术教育部重点实验室上海200240

作为造纸产业的工业废料,碱木质素的高效利用十分有限。以碱木质素为主要原料、以蔗糖分子作为软模板,经预炭化与高温炭化两步,实现了木质素基多孔比容炭的简单、绿色及高效制备。表征与测试结果表明,其比表面积高达390 m^(2)/g,平均孔... 详细信息

作为造纸产业的工业废料,碱木质素的高效利用十分有限。以碱木质素为主要原料、以蔗糖分子作为软模板,经预炭化与高温炭化两步,实现了木质素基多孔比容炭的简单、绿色及高效制备。表征与测试结果表明,其比表面积高达390 m^(2)/g,平均孔径为2.7 nm,主要以孔径小于1 nm的微孔形式集中分布。电化学测试结果显示,其在0.5 A/g的电流密度下,比电容可达243.5 F/g。这一提升归因于蔗糖软模板带来的丰富微孔结构。在10 A/g的大电流密度下,其比电容为199.9 F/g,比电容保持率约为82%,证明其具有良好的倍率性能。进一步将其组装为扣式超级电容器,展现出30.7 W·h·kg^(-1)的高能量密度(功率密度450 W/kg),在4500 W/kg的高功率密度下,电容器仍具有23.6 W·h·kg^(-1)的能量密度。在1 A/g的电流密度下,经过3000次循环测试,电容器的比电容保持率仍高达约98%,表现出出色的循环稳定性。本研究为碱木质素在电化学储能领域的应用提供了新方法。

关键词：超级电容器木质素基多孔炭纳米材料碱木质素蔗糖

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柔性电控微纳执行器研究进展

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第6期54卷 43-58页

作者：王宁姚晔刘景全刘清坤上海交通大学微米纳米加工技术全国重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 上海交通大学生物医学工程学院上海200240

近年来,随着微纳米薄膜制造技术的飞速发展,新型电控微纳米执行器不断涌现.因其具有尺寸小、能直接被集成电路控制、可大批量生产等诸多优点,电控微纳薄膜执行器在微纳机器人、生物医学器件以及智能超材料领域具有广泛的应用.本文综述... 详细信息

近年来,随着微纳米薄膜制造技术的飞速发展,新型电控微纳米执行器不断涌现.因其具有尺寸小、能直接被集成电路控制、可大批量生产等诸多优点,电控微纳薄膜执行器在微纳机器人、生物医学器件以及智能超材料领域具有广泛的应用.本文综述了近年来电控微纳薄膜执行器的重要突破.首先,阐述了基于化学和物理效应的电致动机制.其次,系统总结了多种类型的电致动薄膜材料,并着重介绍了新兴的纳米薄膜材料.接着,详细介绍了电控微纳薄膜执行器在微纳机器人等领域的重要应用.最后,本文讨论了当前电控微纳薄膜执行器研究中的关键问题和未来发展前景.

关键词：纳米薄膜执行器电响应微纳机器人

具有温度补偿的微细圆柱基MEMS流速传感器研究

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半导体光电 2024年第1期45卷 29-35页

作者：黄皓凯胡致远叶丰明杨卓青上海交通大学微米纳米加工技术全国重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子系上海200240

目前常见的流速传感器由于尺寸原因,只能介入管径较大的管道进行液体流速测量。设计并制造了一种可介入小管径管道的、具有温度补偿功能的圆柱基流速传感器,器件采用旋转投影曝光和微机电系统(MEMS)技术制作而成,包含一个薄膜型加热电... 详细信息

目前常见的流速传感器由于尺寸原因,只能介入管径较大的管道进行液体流速测量。设计并制造了一种可介入小管径管道的、具有温度补偿功能的圆柱基流速传感器,器件采用旋转投影曝光和微机电系统(MEMS)技术制作而成,包含一个薄膜型加热电阻和一个稳定补偿电阻,基于热阻原理可实现对不同温度流体流速的精确测量。测试结果表明:该流速传感器的温度系数为0.2236%/℃,灵敏度为4.25 mV/(cm·s^(-1))。研制的圆柱基MEMS流速传感器可在内径为2 mm的管道中对具有一定温度变化的流体进行流速测量,有望应用于工业、生物医学等领域。

关键词：微机电系统微细圆柱基底热阻式温度补偿流速传感器

通过等离激元皮米腔分子振动谱观测偶氮苯单分子化学过程

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激光与光电子学进展 2024年第13期61卷 418-425页

作者：陈碧雯龙婧韩文华缪宜琛易会许文武高嶷杨天上海交通大学电子信息与电气工程学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室薄膜与微细技术教育部重点实验室新疆工程学院能源工程学院宁波大学物理科学与技术学院物理系中国科学院上海应用物理研究所

基于等离激元增强机制的拉曼散射测量技术能够将分子的拉曼散射截面扩大几个数量级，在痕量物质鉴定和追踪领域中具有广阔的应用前景。当增强因子达到1010量级左右时，人们已经能够实现对单个分子的识别，而在单分子水平追踪物理和化学... 详细信息

基于等离激元增强机制的拉曼散射测量技术能够将分子的拉曼散射截面扩大几个数量级，在痕量物质鉴定和追踪领域中具有广阔的应用前景。当增强因子达到1010量级左右时，人们已经能够实现对单个分子的识别，而在单分子水平追踪物理和化学行为也将获得比基于大量分子统计学行为的系综测量技术更加丰富和精细的观测结果。通过采用径向偏振激光激发纵向等离激元天线中的皮米腔热点，实现了对化学反应过程基于单分子振动光谱的实时精细观测。观察到了4-硝基苯硫醇二聚化为偶氮苯，以及单个偶氮苯分子从反式（Trans）构象短暂切换到顺式（Cis）并与金原子脱吸附的过程。该研究展现了等离激元皮米腔分子振动谱技术在单分子化学动力学研究中的部分潜力。

关键词：等离激元增强机制拉曼散射单分子皮米腔分子开关

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用于特殊环境的薄膜应变计的制备与表征

传感技术学报 2024年第4期37卷 589-596页

作者：张丛春康志鹏雷鹏闫博上海交通大学微米/纳米加工技术国家重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

使用磁控溅射制备了卡玛合金薄膜应变计,研究了退火温度对薄膜微观结构的影响,测试了薄膜的电学性能以及压阻响应特性,并进行了环境实验。结果表明,随着退火温度升高,薄膜的电阻率逐渐下降,电阻温度系数则逐渐升高,在室温下有最小的电... 详细信息

使用磁控溅射制备了卡玛合金薄膜应变计,研究了退火温度对薄膜微观结构的影响,测试了薄膜的电学性能以及压阻响应特性,并进行了环境实验。结果表明,随着退火温度升高,薄膜的电阻率逐渐下降,电阻温度系数则逐渐升高,在室温下有最小的电阻温度系数(TCR),约为59.9×10^(-6)/℃,经过200℃退火处理的薄膜应变计的应变灵敏度系数(GF)为2.2,TCR为64.4×10^(-6)/℃。经历温湿循环、盐雾、霉菌试验后,薄膜的压阻特性变化不大,能耐受海洋特殊环境。

关键词：磁控溅射薄膜应变计电阻温度系数应变因子环境实验

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薄膜铌酸锂多尖端端面耦合结构

光学学报 2024年第11期44卷 115-122页

作者：王嘉毅蔡明璐李天怡张栩嘉陈建平吴侃上海交通大学电子信息与电气工程学院上海先进通信与数据科学研究院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计... 详细信息

为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计可扩大端面处的模场,从而降低对加工精度的要求。在侧壁倾角62°和最小宽度150 nm的工艺条件下,理想的双尖端和三尖端结构分别在1550 nm波长处实现0.47 dB和1.04 dB的单端耦合损耗,且具有较大的工作带宽和对准容差。最后,结合多尖端耦合结构的制造和测试结果,分析薄膜铌酸锂芯片上端面耦合结构的优化方案,为进一步实现低损耗耦合结构奠定基础。

关键词：集成光学端面耦合逆锥形结构薄膜铌酸锂光子集成

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基于两步刻蚀工艺的锥形TSV制备方法

半导体技术 2024年第4期49卷 316-322页

作者：田苗刘民林子涵付学成程秀兰吴林晟上海交通大学电子信息与电气工程学院先进电子材料与器件平台上海200240 上海交通大学射频异质异构集成全国重点实验室上海200240

以硅通孔(TSV)为核心的2.5D/3D封装技术可以实现芯片之间的高速、低功耗和高带宽的信号传输。常见的垂直TSV的制造工艺复杂,容易造成填充缺陷。锥形TSV的侧壁倾斜,开口较大,有利于膜层沉积和铜电镀填充,可降低工艺难度和提高填充质量。... 详细信息

以硅通孔(TSV)为核心的2.5D/3D封装技术可以实现芯片之间的高速、低功耗和高带宽的信号传输。常见的垂直TSV的制造工艺复杂,容易造成填充缺陷。锥形TSV的侧壁倾斜,开口较大,有利于膜层沉积和铜电镀填充,可降低工艺难度和提高填充质量。在相对易于实现的刻蚀条件下制备了锥形TSV,并通过增加第二步刻蚀来改善锥形TSV形貌。成功制备了直径为10~40μm、孔口为喇叭形的锥形TSV。通过溅射膜层和铜电镀填充,成功实现了直径为15μm、深度为60μm的锥形TSV的连续膜层沉积和完全填充,验证了两步刻蚀工艺的可行性和锥形TSV在提高膜层质量和填充效果方面的优势。为未来高密度封装领域提供了一种新的TSV制备工艺,在降低成本的同时提高了2.5D/3D封装技术的性能。

关键词：硅通孔(TSV) 锥形种子层电镀填充薄膜沉积