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深低温下 FDSOI 器件的 TCAD 模拟
摘要 — 本文证明了在深低温下 FDSOI 器件 TCAD 模拟的可行性。为此，麦克斯韦-玻尔兹曼载流子统计被具有 3D 态密度的费米-狄拉克积分的解析近似所取代。通过求解二维泊松方程来研究器件静电，而使用漂移扩散模型模拟传输。我们探讨了温度对线性和饱和区器件性能的影响以及短沟道效应的影响，这些影响考虑了各种栅极和间隔物长度、室温和深低温。最后，将得到的结果与一些实验数据进行了比较，强调了 TCAD 模拟在提供器件物理和性能见解方面的作用。关键词 — 低温电子学、FDSOI、TCAD 模拟
多层膜钝化提高功率半导体器件的可靠性
汽车对设备在高应力和恶劣工作条件下运行的要求越来越严格。在这种情况下，钝化层在确定电气性能和可靠性方面起着根本性的作用。本研究重点关注应用于最先进功率器件的一次和二次钝化层及其对可靠性的影响。使用标准模块封装中组装的功率二极管作为测试载体，并进行高压温度湿度偏置测试以对结构施加应力。完整的故障模式分析突出了钝化层退化背后的现象。通过应用特定的无机和有机层组合来评估不同的钝化方案。最后，总结了典型的退化机制和相互作用。
按需智能瞬态电子器件的材料策略
简介瞬态电子学要求材料、器件或系统在稳定运行一段时间内消失或退化，且残留量很少或无法测量 1,2，在生物医学工程、3 – 12 数据安全 13 和一次性电子产品中表现出巨大的潜力。14、15 完全或部分消失的材料（包括无机或有机半导体、金属和封装/基板）的集成构成了瞬态电子学的基础。然而，大多数瞬态电子学的瞬变源于化学溶解或物理解体等自发过程；16 – 18 因此，运行时间仅取决于集成材料的降解速率。最近，人们付出了大量努力来开发按需智能瞬态电子器件，以便通过选择适当的材料或特定的器件组装来智能地控制或触发瞬态过程，这代表着相关材料科学、制造技术及其实际应用的发展向前迈出了重要一步。该技术的机会主要在于具有不可替代功能的设备/系统，例如在生物医学工程中，植入的瞬态电子器件的功能可以以按需智能方式降级或触发，或数据安全中，存储的信息一旦被拦截就可以得到保护或销毁。
硅量子点器件的快速虚拟门提取
硅量子点器件由于其延长的相干时间、紧凑的尺寸以及最近在实验中演示的相当大的量子比特阵列，成为大规模量子计算的有希望的候选者。尽管潜力巨大，但控制这些阵列仍然是一项重大挑战。本文介绍了一种新的虚拟门提取方法，以快速建立对单个量子点电位的正交控制。利用对器件物理学的深入了解，所提出的方法通过关注电荷态转变周围的关键区域，显著降低了实验开销。此外，通过采用高效的电压扫描方法，我们可以有效地精确定位这些电荷态转变线并滤除错误点。使用真实量子点芯片数据集进行的实验评估表明，与传统方法相比，速度提高了 5.84 倍到 19.34 倍，从而展示了加速硅自旋量子比特器件扩展的良好前景。
生物医学应用多功能纳米材料和器件的开发
摘要。近年来，多功能纳米材料和生物医学设备的发展引起了广泛关注，因为它们有可能彻底改变医疗保健。在本研究中，我们报告了具有定制特性的新型纳米材料的合成和表征，可用于靶向药物输送、成像和生物传感应用。我们采用自下而上的方法设计和制造由生物相容性聚合物、金属纳米粒子和量子点组成的纳米复合材料，这些复合材料具有独特的光学、磁性和电子特性。纳米复合材料用特定配体进行功能化，以实现对癌细胞和病原体的主动靶向。我们还开发了微流体装置，利用合成的纳米材料有效捕获和分析循环肿瘤细胞 (CTC)。在体外和体内对纳米材料和设备的性能进行了评估，证明了增强的药物输送效率、高分辨率成像和灵敏的生物传感能力。此外，我们研究了纳米材料在生理条件下的生物相容性和长期稳定性。我们的研究结果表明，所开发的多功能纳米材料和器件对推进个性化医疗、早期诊断和靶向治疗具有巨大潜力。本研究全面了解了多功能纳米材料在生物医学领域的设计原理和潜在应用，为未来的研究和临床转化铺平了道路。
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。
使用传统冷却方式冷却微电子器件的替代方法
过去几十年来，采用蒸汽压缩的传统制冷已广泛应用于大型工业系统，由于尺寸小的限制，在微电子冷却领域的应用很少。本研究提出了一种高效的机械制冷系统，用于主动冷却大功率微电子系统中印刷电路板上的电子元件。所提出的系统包括几个微型组件——压缩机、蒸发器、冷凝器——作为制冷系统的一部分，旨在适应小规模电力电子设备。该系统经过热优化，可达到高 COP（性能系数）。蒸发器/冷凝器单元使用微通道阵列。先前的研究表明，R-134s 制冷剂提供最佳的 COP/可行性比，同时也最适合微电子应用 [1]。本研究建立了使用 R134a 制冷剂的拟议小型蒸汽压缩制冷机的分析模型。制冷系统经过热优化，冷却功率范围为 20 至 100 W，系统 COP 值高达 4.5。在研究的最后一部分，
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]
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。