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铁电最新娱乐体验_铁电材料(2024年11月深度解析)

内容来源：途客网所属栏目：话题更新日期：2024-11-28

北京华测中标烟台先进材料与绿色制造山东省实验室铁电分析仪项目

刘富才：低维材料与器件领域的佼佼者 𐟌Ÿ 刘富才，电子科技大学光电科学与工程学院的杰出教授，博士生导师，国家级青年人才，四川省学术与技术带头人。他于2007年和2012年分别获得南开大学的学士和博士学位，之后在日本东北大学和新加坡南洋理工大学从事博士后研究。刘富才的研究焦点集中在新型低维半导体材料与新原理器件上。在他的领导下，团队在国家自然科学基金、国家重点研发计划、四川省科技计划等基金的支持下，取得了系列原创性成果。特别是在二维铁电新物理和新原理器件方向上，他们近期发表了电子科技大学历史上的第二篇、也是光电学院的首篇Science论文（本团队博士生为第一作者）。刘富才以第一或通讯作者（含共同）在Science、Science Advances、Nature Communications（4篇）、Advanced Materials（10篇）、Physical Review Letters等高水平期刊上发表了60余篇论文。他的研究成果被Nature Review Materials、Nature Photonics、Phys.org、Materials Views等多次亮点报道。刘富才还担任四川省科技青年联合会理事、四川省侨联特聘专家，以及Chinese Optics Letters、Materials Today Electronics等期刊的青年编委。他还担任Nature Electronics、Materials Today、Advanced Materials等期刊的审稿人。

【突破晶体管功耗难题的新希望】「科技前线」光学声子软化，是凝聚态物理中非常重要的现象，与材料介电常数、晶体结构相变、铁电性相变、热电材料的热导率等重要领域相关。但长期以来理论认为，光学声子软化的产生会同时引发材料的界面退极化效应，严重限制材料在纳米尺度器件大规模集成的实际应用。近日，中国科学院半导体研究所提出一种光学声子软化新理论，能避免过去八十年来理论认为无法克服的界面退极化效应，有望以源头理论创新，推动高密度电子器件的设计与研发，该成果发表于《自然》。传统认知中的双刃剑什么是光学声子软化？晶体中的原子并不是静止不动的，光学声子，是晶体中正负离子相对振动时产生的一种特殊声子模式。当晶体光学声子模的振动频率不断降低直至零以下时，会导致晶格的动态不稳定，这种现象就是“光学声子软化”。形象地说，光学声子软化，就是光学声子的振动由“激昂强烈”变得“缓慢柔和”的现象。然而，长期以来的认知却使光学声子软化的“潜能”得不到发挥，通常认为只有当长程库伦作用（较长距离范围内带电粒子之间的静电相互作用）较强、超越短程原子键强度时，才会产生光学声子软化。这一过程也会产生“副作用”，引起界面的退极化效应，导致铁电性在纳米尺度消失，以及材料难以同时拥有高介电常数和大带隙。这犹如一道无法跨越的障碍，严重限制了技术的进一步发展。反常中获得新突破科研人员在工作中注意到，岩盐矿结构的氧化铍（rs-BeO）反常地拥有10.6 eV的超宽带隙和高达271 雰的介电常数，均远高于当前集成电路中使用的新型高k氧化物介电材料二氧化铪（HfO2）的带隙（6eV）和介电常数（25 雰）。通过进一步研究，科研人员揭示出这一反常的起源：由于rs-BeO中的Be原子很小导致相邻两个氧原子的电子云高度重叠，产生强烈的库仑排斥力，拉升了原子间距，显著降低了原子键的强度和光学声子模频率，导致其介电常数从闪锌矿相的3.2 雰（闪锌矿相中相邻氧原子相距较远电子云重叠很小）跃升至271 雰。基于这一发现，科研人员创新性地提出，通过拉升原子键降低化学键强度实现光学声子软化的新理论。由于这一光学声子软化驱动的铁电相变不依赖于强库仑作用，因此可以有效避免界面退极化效应。离子半径差异、应变、掺杂、晶格畸变等现有的常规、成熟路径，都可以拉升原子键长度降低原子键强度。也就是说，这一光学声子软化方案具备从理论转向应用的实现基础。新技术应时而生众所周知的“‌‌摩尔定律”认为，‌集成电路上可以容纳的‌晶体管数目在大约每经过18个月到24个月便会增加一倍。然而，每过一段时间，摩尔定律就会遇到新的障碍，陷入止步不前的局面，应变硅、高k栅介电层、FinFET晶体管等创新不断地拯救摩尔定律。当前，通过晶体管持续小型化以提升集成度的摩尔定律已接近物理极限，主要问题在于晶体管功耗难以等比例降低。新的光学声子软化理论，对于解决集成电路晶体管高k介电材料、铁电材料的应用难点，以及发展兼容CMOS工艺的超高密度铁电、相变存储等新原理器件具有重要意义。相信在不久的将来，这一新理论成果将在高密存储器、传感器和纳米电子器件中得到广泛应用，为我们的生活创造更多便利。

安泰功率放大器如何进行铁电存储器的高压极化测试

三分钟了解铁电存储技术发展史「涨知识」半导体产业纵横的微博视频

「国芯思辰」「铁电存储器」车载天线往往需要根据不同的使用场景和需求进行参数配置，如频率范围、增益设置等。铁电存储器可以快速且可靠地存储这些配置信息，即使在车辆电源关闭或出现意外断电的情况下，配置信息也不会丢失。当车辆重新启动时，天线能够迅速按照之前的配置参数进行工作，节省了重新设置的时间和操作步骤。本文介绍国产铁电存储器SF25C128应用于车载天线，该SF25C128的核心技术是铁电工艺和硅栅CMOS工艺技术形成非易失性存储单元。它的工作电压范围为2.7V至3.6V，最低待机功耗只有9微安，能在低电流的情况下可靠而无延迟的储存数据，防止掉电后数据丢失。车辆在行驶过程中会面临各种恶劣的环境条件，如高温、低温、振动、电磁干扰等。铁电存储器SF25C128具有良好的抗干扰能力和宽温度工作范围，能够在这些恶劣环境下稳定地存储数据。相比其他类型的存储器，如闪存或EEPROM，铁电存储器在数据保存的可靠性方面更具优势，能够确保天线相关数据的安全存储。 SF25C128主要参数介绍： • 容量：128Kb • 接口类型：SPI接口(模式0和模式3) • 工作电压：2.7V至3.6V • 工作频率：25MHz • 功耗：4.2毫安，9uA（待机） • 数据保持：10年@85℃(200年@25℃) • 高速读特性：支持40MHz高速读命令 • 工作环境温度范围：-40℃至85℃ • 封装形式：8引脚SOP封装，符合RoHS • 替换MB85RS128和FM25V01 总结：随着通信技术的不断发展，车载天线可能需要进行软件升级或参数更新以适应新的通信标准和需求。铁电存储器SF25C128或可即将成为车载天线系统的最佳选择。（国芯思辰提供全程技术指导和供货需求，如有需求，可申请试样）

2024年6月，电子科技大学刘富才教授团队、复旦大学李文武教授团队以及中国科学院宁波材料所钟志诚研究员团队在Science上发表了最新研究成果，为解决铁电材料的疲劳问题提供了一种全新途径。网页链接

【电动塑料或为新一代植入物和可穿戴技术打开大门】一款像苹果手表一样监测你的步数和心跳的薄型手环，一件有内置空调、让你保持凉爽的衣服，一种比笨重的起搏器更有助于心脏的柔软植入物……通过将被称为肽的氨基酸短链与聚合物塑料片段结合，研究人员创造了一种新型电活性材料的前景。 10月9日，一项发表于《自然》的研究报道了这种“电动塑料”，它可以存储能量或记录信息，为自供电可穿戴设备、实时神经接口以及比现有技术更好地与身体融合的医疗植入物打开大门。论文传送门☞网页链接大多数电子材料都是刚性的，或者含有有毒金属，这使得设计符合人体或可嵌入组织内的设备变得困难。一种名为聚偏二氟乙烯（PVDF）的聚合物是可用于电子设备的几种软塑料之一，该塑料于20世纪40年代被发现。它具有极性结构，在受到外部电压刺激时会改变其方向——在化学上，这相当于翻转电子位。然而，这些“铁电”性质并不稳定，在较高温度下会消失。这种塑料需要高电压来切换极性，这使得其操作耗能更高。美国西北大学材料科学家Samuel Stupp和同事认为他们可以改善PVDF的性能。该团队将肽与小的PVDF片段连接起来，这些片段自然组装成长而柔软的带状物。然后这些分子结合成束，排列成一种电活性材料。“值得注意的是，自组装过程是由加水触发的。”Stupp说。这种新材料突破了PVDF的局限性。它切换所需的电压是其他铁电材料的1/100，使其成为低功耗应用的理想选择。它在110℃的温度下仍能保持铁电性能，比其他PVDF材料保持稳定的温度高约40Ⰳ。新材料可以通过电切换每个条带的极性来存储能量或信息。由于每个条带末端的肽可以连接到神经元或其他细胞上的蛋白质，这些分子可以记录来自大脑、心脏或其他器官的信号，或者对它们进行电刺激。Stupp说，通过使用超声波等低功率技术对分子进行“充电”，这种材料可用于刺激神经元，作为慢性瘫痪的治疗方法。论文作者之一、西北大学电力工程师杨洋（音译）指出，PVDF具有生物相容性，这使其成为可以从体外无线控制的软植入物的候选材料。尽管PVDF无毒，但一些研究人员对其对环境的长期影响持谨慎态度。含氟化合物在环境中可存在数百年——这是欧洲提议禁止PVDF的原因之一。未参与该研究的美国明尼苏达大学双城分校的环境工程师William Arnold表示，微生物可能将PVDF片段分解成三氟乙酸，这是一种最近受到关注的污染物。此外，他补充说，为了制备新材料，Stupp团队使用了一种全氟和多氟烷基物质分子——另一种与环境和人类健康问题有关的长效含氟化合物。到目前为止，Stupps团队只对分子进行了小规模的评估。未参与这项研究的美国北卡罗来纳大学教堂山分校的化学家Frank Leibfarth说，扩大规模需要将水悬浮结构沉积在设备上，而不改变它们。不过，他说，“与其他有机聚合物相比，这一进步实现了许多有吸引力的特性。” 尽管面临挑战，Stupp仍然相信肽和PVDF的结合是成功的秘诀。“这篇论文的概念比偏氟乙烯广泛得多。”他说，“可能还有其他不含氟的可能性。”他希望这种材料代表一个未来的开始。（来源：中国科学报文乐乐）

铁电稀土材料可用于制作燃料电池，新能源行业迎来重大转机

铁电材料是开发非易失性存储芯片的理想材料之一，也因其具有可切换的电极化，被认为是实现类脑智能器件和存算一体架构的候选技术方案。然而，铁电材料的疲劳问题阻碍了铁电材料的实际应用。2024年6月，Science发布中国科学家的研究成果，可能有望解决这一问题网页链接