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基于 FDM 的结构电子器件的加速测试和可靠性
摘要：随着电子系统小型化的发展，元件散热问题日益严峻。结构电子学为解决这一问题提供了一种新方法。在这种思路下，电子元件不是缩小所有元件的尺寸，而是嵌入到机械结构中。这种方法有很多优点，但迄今为止，尚未对以这种方式构建的系统的可靠性进行深入研究。在这项研究中，在 FDM 聚合物基板上印刷了由银墨导电迹线组成的电路（带或不带 0 Ω 电阻），并进行了加速老化测试。将样品分为三组，并计算了每组的平均故障时间，最佳组的平均故障时间为 8000 小时。本文还介绍了导致这些系统故障的机制，以及消除这种现象的措施。
用于柔性器件的具有阳极氧化和氟化 Al2O3 栅极绝缘体的氢化 In-Ga-Zn-O 薄膜晶体管
金属半导体场效应晶体管，10 – 15 ) 等等。特别是 In – Ga – Zn – O (IGZO) 是柔性 TFT 有源通道的有希望的候选者，因为即使在室温下沉积，IGZO 也表现出超过 10 cm 2 V − 1 s − 1 的电子迁移率。16、17) 然而，IGZO TFT 通常需要在 300°C 左右进行热退火，以减少因各种类型的加工损坏而形成的缺陷。18 – 22) 我们小组报告说，通过 Ar + O 2 + H 2 溅射沉积的氢化 IGZO 薄膜非常有希望用于制造低于塑料基板软化温度的氧化物 TFT，以用于未来的柔性设备应用。通过低温（150°C）退火可以减少沉积态IGZO薄膜中产生的缺陷。15、23、24)场效应迁移率（μFE）为13.423)
空间分立器件的 PCB 板级测试
MIL-PRF-19500 [8]、MIL-STD-883 [4] 和 MIL-STD-750 [3] 是美国国防后勤局制定的标准，定义了半导体的性能要求、测试方法和检查，以确保它们在指定条件下运行，在我们的例子中，即太空。IPC-J-STD-001ES 太空附录 [7]、IPC-TM-650 [5] 和 IPC-9701A [6] 是联合行业标准，旨在确保电气元件和焊接元件可以在其指定环境中运行。IPC-TM-650 [5] 测试方法手册描述了这些标准中的许多测试。ECSS-Q-ST-70-08C [1] 是一项欧洲标准，可确保手工焊接的设备高度可靠，并能承受不同环境下的振动、冲击和环境。ECCS-Q-ST-70-38C [2] 标准确保表面贴装和其他技术的高可靠性焊接。ECSS-Q-ST-70-07 [9] 是一项确保自动焊接接头可靠性的标准，而这正是 IR HiRel 所执行的。由于环境测试参考了 ECSS-Q-ST-70-08C [1] 标准中列出的测试，因此未引用此标准。
可生物降解的聚酐作为瞬态电子器件的封装层
生物可吸收电子系统代表了一类新兴技术，因为它们能够在生物环境中溶解、化学降解、分解和/或以其他方式无害地物理消失，可作为临时植入物的基础，避免二次手术取出程序。聚酐基聚合物可用作此类系统的疏水封装层，作为瞬态电子学更广泛领域的一个子集，其中生物降解最终通过断链发生。涉及在不同 pH 值和/或温度下浸入磷酸盐缓冲盐水溶液的系统实验研究表明，溶解是通过表面侵蚀机制发生的，几乎没有膨胀。这种聚合物的机械性能非常适合用于柔软、灵活的设备，其中可以通过基于模具的光聚合技术进行集成。对聚合物性能对单体组成和渗透速率对涂层厚度的依赖性的研究揭示了一些潜在的影响。简单的演示说明了在完全浸入接近生理条件的水溶液中时，底层可生物降解电子系统能够维持运行数小时至一周的时间。在动物模型中进行的系统化学、物理和体内生物学研究表明，没有毒性或其他不良生物反应的迹象。
光电导半导体开关参数与电力系统中选定开关器件的比较
目前，正在努力制造由半绝缘材料制成的光电导半导体开关并寻找其潜在应用。本文分析了文献中关于使用 PCSS 开关的参数和可能性，以及目前在电力和脉冲电力电子系统中使用的开关。介绍了基于 GaP 的开关原型模型的实验室测试结果，并将其与文献中的 PCSS 开关参数进行了比较。介绍并讨论了 IGBT 晶体管、晶闸管、光电晶闸管、火花隙和电源开关的工作原理、参数和应用。分析了用 PCSS 开关替换选定元件的可能性，同时考虑了比较器件的优缺点。还讨论了使用目前由磷化镓制成的 PCSS 开关的可能性。
光电子学与光电子器件的优化...
摘要。本文采用计算机建模方法，考虑优化基于热管和冷却环的被动空气系统设计，以冷却大功率 LED 灯具。研究了冷却系统的热特性和质量特性，设计参数包括环间距离、环材料厚度和热负荷。结果表明，为了使 LED 光源外壳温度最小，冷却环之间的最佳距离应为 6 毫米，但在这种情况下，冷却系统的质量并不最小。为了降低灯具质量，选择冷却环之间的距离等于 8 毫米是合理的。这样，光源温度仅增加 1.8°С，即 2.2%，而冷却系统的质量减少 1357 克，即 20.5%。同时，将环厚度从 2 毫米降低到 0.8 毫米，还可以将质量减少 2700 克，即 48.6%。然而，这样做时 LED 光源外壳的温度会升高 5.9°С 。所提供的基于热管的冷却系统在 LED 光源晶体最高温度 135.5°С 下分散 500W 热功率时能够提供 0.131°С/W 的热阻。已经制定了开发冷却系统的应用建议。
一种低电压下具有大存储窗口的电荷捕获存储器件的Gd掺杂HfO2单膜
近来，电荷捕获存储器（CTM）器件，例如硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅（SONOS）结构闪存，因其在 15 nm 节点以下进一步缩小的潜力而吸引了众多关注。1 与传统浮栅（FG）器件相比，CTM 器件具有可靠性更高、工作电压更低和制造工艺更简单等优点。1,2 然而，由于隧道氧化物和电荷捕获氧化物厚度的缩小，数据保留仍然存在许多挑战。3 为了克服这些固有的缺点，高 k 材料，例如 HfO2、Al2O3、TiOx、ZnO 和 ZrO2，已被引入到 CTM 器件中，以实现更好的电荷捕获效率和保留能力。4–10 此外，大存储窗口和低工作电压的理想共存仍然是一个巨大的挑战。目前大多数 CTM 器件在低于 6 V 的电压下工作时，存储窗口都可忽略不计。对于高 k 材料，掺杂已被证明是一种实现低功耗充电捕获存储器的潜在方法，例如 Zr 掺杂的 BaTiO 3 和氟化 ZrO 2 。11,12 Gd 掺杂的 HfO 2 (GHO) 是一种很有前途的高 k 材料，已被提出具有相对较高的陷阱密度、大的电导率
b'在室温下，已证实 GaN 半导体中 1.5 \xce\xbc m 电信波长的稀土激光作用。我们已报道了在上述带隙激发下，通过金属有机化学气相沉积制备的 Er 掺杂 GaN 外延层产生的受激发射。使用可变条纹技术，已通过发射强度阈值行为作为泵浦强度、激发长度和光谱线宽变窄的函数的特征特征，证实了受激发射的观察。使用可变条纹设置，在 GaN：Er 外延层中已获得高达 75 cm 1 的光增益。GaN 半导体的近红外激光为光电器件的扩展功能和集成能力开辟了新的可能性。'
b'在室温下，已证实 GaN 半导体中 1.5 \xce\xbc m 电信波长的稀土激光作用。我们已报道了在上述带隙激发下，通过金属有机化学气相沉积制备的 Er 掺杂 GaN 外延层产生的受激发射。使用可变条纹技术，已通过发射强度阈值行为作为泵浦强度、激发长度和光谱线宽变窄的函数的特征特征，证实了受激发射的观察。使用可变条纹设置，在 GaN：Er 外延层中已获得高达 75 cm 1 的光增益。GaN 半导体的近红外激光为光电器件的扩展功能和集成能力开辟了新的可能性。'
用于大面积光电器件的免费 In2Se3 薄片
B为VI族元素，例如Bi 2 Se 3 、Bi 2 Te 3 、Sb 2 Te 3 和In 2 Se 3 ，由于其独特的电子性质而受到越来越多的关注。 [2] 例如，半导体In 2 Se 3 表现出厚度相关的带隙（从块状晶体的1.3 eV到单层的2.8 eV）。 [3] 与无间隙石墨烯和过渡金属二硫属化合物相比，In 2 Se 3 的电子性质显示出明显的优势，后两者仅在单层中表现出相对较大的带隙（1.5–2.5 eV）。 [4] 当用作光学材料时，In 2 Se 3 表现出高吸收系数、宽范围响应度（从紫外线（325 nm）到短波长红外（1800 nm））和高灵敏度。 [5] 与其他对空气敏感的直接带隙二维材料（如黑磷（BP）[1c]）不同，完整的 In 2 Se 3 薄片在空气中非常稳定。最近，基于单个 In 2 Se 3 纳米片的光电探测器具有高光敏性（10 5 AW − 1 ）和快速、可逆和稳定的光响应特性。[5] In 2 Se 3 的优异性能优于许多其他二维材料（如石墨烯、BP 和 MoS 2 ），为大面积光电探测器提供了重要的基础。[6] 尽管如此，具有大晶畴的无缺陷 In 2 Se 3 薄片的可扩展生产仍然是其实际应用的障碍。微机械剥离是生产高质量薄 In 2 Se 3 纳米片的最著名方法。[5,7] 然而，它的剥离产率极低，仅适用于基础研究。 [8] 克服这一限制的潜在方案包括化学气相沉积、[2c] 液相剥离 [9] 和湿化学合成。[10] 然而，这些方法制备的 In 2 Se 3 薄片通常具有大量缺陷和较差的光电性能。[9,11] 例如，通过气相沉积获得的 In 2 Se 3 纳米片的光响应度（3.95 × 10 2 AW − 1）明显低于透明胶带剥离薄片（10 5 AW − 1）。[8] 从基本角度来看，In 2 Se 3 是一种由弱范德华力连接的层状材料，层间距离为 0.98 nm，比许多其他层状化合物（0.3–0.7 nm；图 1 a、b；图 S1，支持信息）大得多。因此，插入客体分子或离子，特别是在溶液中电流的驱动下，可以成为将二维晶体分层成单个薄片的合理策略。[12]