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World File Search System电沉积
在电解质中的液晶相间的原位形成，具有无柔软的模板效应，可用于双电极电池
Zn/MNO 2电池由双重沉积反应驱动，是在水性系统中实现高能量密度的突出途径。引入最初的双电极（阳极/阴极）构型可以将能量密度进一步提高到200 WH kg -1以上，但由于Zn/MNO 2沉积和剥离的可逆性差而导致的循环寿命有限。从材料合成中的软模板策略中汲取灵感，在这里，我们将这种方法应用于电沉积和剥离，并设计原位形成的液晶相间。通过仅将0.1 mM的表面活性剂分子掺入电解质中来实现，这可以诱导有利的C轴向取向沉积六边形Zn和MNO 2。这种增强后随后增加了沉积/剥离可逆性，并促进了双电极电池的循环寿命，在〜950周期后实现了80％的容量保留。这种液晶相间化学也有很大的希望，可以在其他晶体系统中调节沉积，为下一代高能密度和基于水性化学的长期储能打开了令人兴奋的研究方向。
通过透明保护层实现高效耐用的 III-V 族半导体催化剂光电阴极
太阳能驱动水分解的持久性能和高效率是光电化学 (PEC) 电池尚未同时实现的巨大挑战。虽然由 III-V 族半导体制成的光伏电池可以实现很高的光电转换效率，但它们与电催化剂的功能集成以及工作寿命仍然是巨大的挑战。在此，超薄 TiN 层被用作埋层结 n + p-GaInP 2 光电阴极上的扩散屏障，使得随后的 Ni 5 P 4 催化剂生长为纳米岛时能够升高温度，而不会损坏 GaInP 2 结。所得 PEC 半电池的吸收损失可以忽略不计，饱和光电流密度和 H 2 释放量与用 PtRu 催化剂装饰的基准光电阴极相当。高耐腐蚀 Ni 5 P 4 /TiN 层在 120 小时内显示出不减损的光电阴极运行时间，超过了之前的基准。通过蚀刻去除电沉积铜（引入的污染物），恢复了全部性能，证明了操作耐用性。 TiN 层扩大了合成条件并防止腐蚀，使 III-V PEC 设备稳定运行，而 Ni 5 P 4 催化剂则取代了昂贵且稀缺的贵金属催化剂。
印刷微电池
通常，MB 的总占地面积在平方毫米甚至平方厘米量级，或者电极厚度限制在 10 毫米以内，对于 3D 配置，体积则为亚立方毫米。根据微电极的几何形状，MB 可分为 1D 形状、2D/3D 堆叠结构和 2D/3D 平面配置。15 – 17 与传统电池的三明治结构（仅允许离子沿垂直方向扩散）不同，MB 独特的电极结构可以缩短离子传输路径，提高倍率性能和功率密度。特别是具有叉指微电极的平面 MB 表现出多方向离子扩散机制，极大地促进了反应动力学。 18,19 此外，从结构角度考虑，采用浆料浇铸法制备的传统电池难以满足微电子的美学多样性和形状可定制性要求。20 – 22 值得注意的是，MB 可以通过各种微加工方法解决上述形状多样性和定制结构的问题，例如光刻、23,24 激光划片、25 – 27 电沉积、28,29 丝网印刷、30,31 和 3D 打印技术。32 – 34 光刻
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摘要 - 我们使用碳钢浴（MS）底物上的硫酸盐浴对锌 - 尼克利合金的电沉积。使用船体细胞实验来优化浴室组成和工作条件。硫酸（SA）用作涂料的添加剂。浴室表现出异常的共沉积，更多的锌被沉积在贵族镍上。研究了涂层中温度和电流密度对涂层厚度，硬度，耐腐蚀性和重量％的影响。使用降低的动力学极化和电化学阻抗光谱方法研究了涂层锌 - 奈克合金膜（wt。％3.5）溶液中涂层的腐蚀行为。通过比色法确定涂料中的镍含量，并通过能量色散X射线光谱（EDX）技术进行验证。原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）技术用于确定涂层的表面粗糙度和表面地形。结果表明，在最佳电流密度（3A dm -2）下，锌 - 尼克涂层具有最高的耐腐蚀性（0.213 mm y -1）。因此，由于它们的优势耐腐蚀性，Zn-Ni涂层已被主要用于保护许多行业中的碳钢组件，包括汽车，军事和航空航天部门。
用于纳米制造的X射线光刻技术：有未来吗？
在X射线光刻（XRL）过程中，一些对X射线敏感并在特定溶剂中照射后改变溶解速率的材料（称为抗蚀剂）通过掩模暴露于X射线源并被图案化。掩模由重Z元素（Au，W等）组成，用作吸收区，而载体基板由低衰减元素（Si，Be，金刚石，SiC，SiNx等）组成（Tormen等人，2011年）。 XRL 的概念最早由 H. Smith 和 Spears 于 1972 年提出（Spears and Smith，1972；Smith 等，1973），由于其波长更短、穿透深度更大（比传统紫外光刻技术更短），引起了微纳米制造界的关注，为构建具有高深宽比、厚光刻胶和几乎垂直侧壁的微型器件提供了新的可能性（Maldonado 等，1975；Maydan 等，1975）。XRL 是 LIGA 工艺 [德语缩写 Lithographie Galvanoformung Abformung，意为光刻电沉积、成型（Becker 等，1986）] 的基本步骤，包括在显影的光刻胶结构中电沉积金属，以获得模具或电极，用于后续的复制工艺，如成型或电火花加工。 X 射线可分为软 X 射线和硬 X 射线（或深 X 射线），软 X 射线的能量范围为 150 eV 至约 2 keV，硬 X 射线（或深 X 射线）的能量则大于 5 keV。软 XRL 适用于光刻胶厚度有限的高分辨率结构（< 50 nm）。深 XRL（DXRL）通常用于 LIGA 工艺及照射厚光刻胶（数百微米）。目前，同步辐射设备中已有 XRL 技术。半导体行业对 XRL 的兴趣与技术节点的定义有关。该术语指的是特定的半导体制造工艺及其设计规则：最初，节点号定义了栅极长度或半节距（HP），而目前（22 nm 以下）它与采用特定技术制造的特定一代芯片有关。由于波长比紫外线更短，XRL 有可能确保所有技术节点的“分辨率储备”。此外，它不需要像紫外光刻那样在每个技术节点上都使用不同的设备。然而，该技术的潜力尚未得到充分发挥，因为人们首先关注的是紫外光刻，然后是极紫外光刻（Tormen 等人，2011 年）。最近，XRL 引起了 Next 2 节点（10 纳米技术节点以外）及以后的新关注，这主要是由于软 X 射线干涉光刻的潜力（Wu 等人，2020 年，Mojarad 等人，2015c 年）。
加州大学欧文分校
摘要：电力部门和材料制造业的长期脱碳是我们这个时代最紧迫的挑战。如果不采取果断行动，到 2050 年，这些部门的碳排放量将增加一倍以上。廉价可再生电力的迅速扩张为通过电化学彻底改变传统工程流程提供了前所未有的机会，从而为我们社会面临的重大挑战提供解决方案。因此，这些部门能够减少或消除二氧化碳产生的创新将是改变我们当前气候轨迹的关键。在这次演讲中，我将讨论我之前的两次探索和应用电化学、机械工程和材料科学的基本原理来推进能源存储和材料可持续性应用的经历。首先，我将介绍用于稳定电化学电池界面金属电沉积过程的不同电解质设计方法，并在金属阳极电池中实际应用。然后，我将介绍我利用电化学介导技术的闭环材料回收平台的工作，该平台可以将废物分离成有价值的产品流，而无需额外的废物产生，仅依靠低成本的电力、水和食盐。未来，我的研究将深入探讨旨在加速向低碳和气候适应型未来转型的基本机制和先锋技术。
深共熔溶剂用于检测和提取神经递质：生物医学应用的新兴范例
摘要：神经递质 (NT) 是人类大脑正常运作所必需的化学信使，在人体生理系统中具有特定的浓度。其浓度的任何波动都可能导致多种神经元疾病和障碍。因此，对快速有效的诊断以调节和管理人类大脑疾病或状况的需求正在迅速增加。NT 可以从天然产物中提取。研究人员已经开发出新的协议来提高传感器的传感能力和环保性。深共晶溶剂 (DES) 已成为可持续化学中广受欢迎的“绿色溶剂”。DES 提供了更大的电位窗口范围，有助于增强传感器的电催化性能，并且具有更高的惰性，有助于电极的腐蚀保护，最终为系统提供更好的灵敏度和耐用性。此外，DES 可在工作电极上轻松电沉积不同的材料，这是电催化传感器的主要先决条件。本文首次详细描述了 DES 作为绿色溶剂在检测和提取 NT 中的应用。我们涵盖了截至 2022 年 12 月有关 NT 提取和监测的在线文章。最后，我们总结了该主题并展望了该领域的未来。
陶瓷聚合物微流体传感器的生物材料嵌入工艺
摘要：微流体生物传感器的主要问题之一是生物层沉积。典型的制造工艺，例如陶瓷的烧制和硅与玻璃的阳极键合，都涉及高温暴露，任何生物材料都很容易受到高温的影响。因此，目前的方法是基于液体沉积，例如化学浴沉积 (CBD) 和电沉积 (ED)。然而，这种方法并不适用于许多生物材料。通过使用等离子体处理引入陶瓷-聚合物键合，部分解决了这个问题。该方法在等离子体激活和用聚合物盖密封系统之间引入了大约 15 分钟的生物改性窗口。不幸的是，一些生化过程相当缓慢，这段时间不足以将生物材料正确附着到表面。因此，介绍了一种基于生物改性后等离子体激活的新方法。至关重要的是，放电是有选择性的；否则，它会蚀刻生物材料。通过使用等离子处理和与聚合物粘合进行选择性表面改性，可以克服制造陶瓷生物传感器的困难。通过接触角测量和傅里叶变换红外 (FTIR) 分析研究了等离子体改性的区域。为了证明这一概念，制造了一个样品结构。结果表明该方法是可行的。
采用紫外飞秒激光烧蚀电离质谱法对 SnAg 焊料凸点进行三维成分分析
老材料在微电子领域的重要性日益凸显，不仅体现在二级封装（即印刷电路板组装层面），也体现在一级封装（例如，图 1 a 所示的倒装芯片组装）中。1 在这些应用中，各种类型、不同尺寸的焊料凸块用于三维集成电路 (3D-IC) 的复杂互连。1a 典型焊料凸块的构建示意图如图 1 b 所示。当今 300 毫米晶圆级焊料凸块应用技术上最相关的合金材料是电沉积共晶 SnAg。1b 然而，由于 Sn 2+ 和 Ag + 离子的标准还原电位差异很大（ΔE0≈0.94V），通过电化学沉积制造 SnAg 合金是一项艰巨的任务。为了解决这个问题，通常会在 SnAg 电镀液中添加络合剂和螯合剂，这些络合剂和螯合剂选择性地作用于较惰性的 Ag + 离子，从而减慢其沉积速度以与 Sn 2+ 相兼容，并促进两种金属的共沉积。2 这是实现所需合金成分的关键先决条件。3 此类络合剂和螯合剂的另一个补充功能是稳定含 Sn 电解质中的 Ag + 离子，防止其还原为金属 Ag 以及随之而来的 Sn 2+ 氧化
用于微电子应用的 ALD Al2O3 涂层铜局部腐蚀机理的电化学表征
目前，微电子设备中用于芯片到封装连接的最常用材料是铝（Al）焊盘和铜（Cu）线。然而，用于连接这些组件的引线键合工艺可能导致金属间化合物的形成，从而导致电化学腐蚀 [1 – 3] ，以及产生柯肯达尔空洞 [4,5] 。这些问题严重限制了微电子封装的长期可靠性。为了解决半导体行业对材料的成本效益、性能和可靠性的担忧。自 21 世纪初以来，人们定期评估铜焊盘上的铜线键合（Cu-to-Cu 键合）方法，但从未发展成为工业应用。2018 年的综述 [6] 总结了挑战和局限性。铜是一种很有前途的微电子材料，因为它的电导率与铝的电导率之比为 5:3，而且熔点高，大大降低了电迁移 [7]。电沉积铜的固有特性，例如与发芽/生长类型相关的杂质和微观结构演变，会使其对腐蚀敏感。虽然铜的氧化膜提供了一定的防腐蚀保护，但它不像不锈钢等其他金属上形成的钝化膜那样稳定、致密或均匀 [8,9]。铜焊盘的集成对半导体行业提出了重大挑战。实现铜的受控表面状态对于实现与封装的可靠连接至关重要。