在1965年在Sinica Acta Physica发表的开创性作品中,Yu Lu指出,超导间隙在超导体中表现出较弱的调制较弱。在过去的十年中,一系列的高分辨率扫描隧道显微镜工作报告了某些超导体中的超导差距调制弱,并将这些现象解释为成对密度波。与Yu Lu的发现一致,Lee D H等。指出,在许多情况下,成对散射的干扰效应也会导致空间中的超导间隙调制。我们将讨论这两种机制的区别和统一,以及它们与最近的实验观察的相关性。
宽带隙半导体 SiC 和 GaN 已经作为功率器件商业化,用于汽车、无线和工业电源市场,但它们在太空和航空电子应用中的应用受到重离子暴露后易发生永久性性能退化和灾难性故障的阻碍。这些宽带隙功率器件的太空认证工作表明,它们易受无法屏蔽的高能重离子空间辐射环境(银河宇宙射线)的损坏。在太空模拟条件下,GaN 和 SiC 晶体管在其额定电压的约 50% 下表现出故障敏感性。同样,在重离子单粒子效应测试条件下,SiC 晶体管容易受到辐射损伤引起的性能退化或故障,从而降低了它们在太空银河宇宙射线环境中的实用性。在 SiC 基肖特基二极管中,在额定工作电压的 ∼ 40% 时观察到灾难性的单粒子烧毁 (SEB) 和其他单粒子效应 (SEE),并且在额定工作电压的 ∼ 20% 时漏电流出现不可接受的下降。超宽带隙半导体 Ga 2 O 3 、金刚石和 BN 也因其在电力电子和日盲紫外探测器中的高功率和高工作温度能力而受到探索。从平均键强度来看,Ga 2 O 3 似乎比 GaN 和 SiC 更能抵抗位移损伤。金刚石是一种高度抗辐射的材料,被认为是辐射探测的理想材料,特别是在高能物理应用中。金刚石对辐射暴露的响应在很大程度上取决于生长的性质(自然生长与化学气相沉积),但总体而言,金刚石对高达几 MGy 的光子和电子、高达 10 15(中子和高能质子)cm − 2 和 > 10 15 介子cm − 2 的辐射具有抗辐射能力。BN 对高质子和中子剂量也具有抗辐射能力,但由于中子诱导损伤,h-BN 会从 sp 2 杂化转变为 sp 3 杂化,并形成 c-BN。宽带隙和超宽带隙半导体对辐射的响应,尤其是单粒子效应,还需要更多的基础研究。© 2021 电化学学会(“ ECS ” )。由 IOP Publishing Limited 代表 ECS 出版。[DOI:10.1149/2162-8777/ abfc23 ]
我们的军事系统严重依赖其内部的微系统。几十年来,DARPA 一直致力于研究,以提高这些技术的性能。这有助于工程师提供越来越多的紧凑型设备和便携式平台,以支持国防训练和行动。随着军事能力的发展,对这些微电子器件的要求也在不断提高——从以更高的频率运行到在单个芯片上集成数十亿个晶体管。在过去的二十年里,特别是过去两年的电子复兴计划,DARPA 在电子研发方面投入了大量资金,以发现能够实现更高性能和功能的新材料和设计。硅长期以来一直是微电子器件的标准半导体材料,现在仍然是大量商业和国防应用的标准材料。然而,硅可以提供多少性能的理论极限——特别是对于以更高功率和频率运行的系统——在实践中正在达到。这一长期存在的现实检验推动了对替代半导体技术的探索。
《材料》(ISSN 1996-1944)于 2008 年创刊。该期刊涵盖 25 个综合主题:生物材料、能源材料、先进复合材料、先进材料特性、多孔材料、制造工艺和系统、先进纳米材料和纳米技术、智能材料、薄膜和界面、催化材料、碳材料、材料化学、材料物理、光学和光子学、腐蚀、建筑和建筑材料、材料模拟和设计、电子材料、先进和功能性陶瓷和玻璃、金属和合金、软物质、聚合物材料、量子材料、材料力学、绿色材料、通用材料。《材料》为投稿高质量文章和利用其庞大的读者群提供了独特的机会。
芯片包装相互作用包装的影响是整体上互连结构遭受特殊的外部应力。以塑料翻转包裹为例;在填充底漆之前,最高的热载荷发生在模具固定期间。对空气间隙结构的CPI效应进行了250°C的反射温度的无PB-焊料。包装中的基板是有机的,模具尺寸为8x8 mm 2。在略有不同的3D有限元模型上,多级子模型技术和VCCT用于计算最外层焊球下相关接口处的裂纹驱动力。[8,9]在蚀刻停止/钝化(ESL)和低k介电或气隙之间,在每个金属水平上放置在每个金属水平上放置的Horizontal裂纹计算错误。每个裂纹宽0.1 µm,长2 µm,在接线方向上延伸,如图4所示。在完整的低K集成方案中,由于SIO2和低K层之间的弹性不匹配,在M3间的裂纹3中,ERR最高。首先检查了空气间隙实施的效果,用于跨层次的全气隙结构,在该结构中,空气间隙取代了M3的所有金属间介电(IMD)。这导致裂纹3中的ERR中的大约5倍急剧增加。应注意的是
宽带隙 (WBG) 半导体材料,例如碳化硅 (SiC)、氮化镓 (GaN) 或氧化镓 (Ga2O3),使电力电子元件比硅基 (Si) 元件更小、更快、更可靠、更高效。目前,全球约有一半的总能源消耗是电力,预计到 2030 年,80% 的电力将通过电力电子设备流动。然而,基础科学和材料科学还有很大的发展空间;宽带隙材料确实无处不在;几乎整个地壳都是由宽带隙氧化物形成的,还有许多硫族化合物、卤化物、有机和生物材料也是宽带隙材料,还有许多其他可能性。本期特刊是一系列文章的集合,报告了最近获得的结果的简要评论以及在这一广泛研究领域产生的新发现。
碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 器件将逐渐取代现有的硅技术,因为硅已经达到其物理电学性质的固有极限。 因此,自 2007 年以来,硅基器件已不再能够跟上摩尔定律的步伐,曲线出现了平台期:摩尔预测,集成电路制造商每年应该能够将单个硅芯片上可容纳的晶体管数量翻一番。 相反,晶体管尺寸正在以较慢的速度减小;自 2007 年以来,尺寸减小的进程已明显放缓。 美国劳伦斯伯克利国家实验室 (LBNL) 最近制造的最小硅 MOSFET 的宽度(沟道长度)仅为 7 纳米,即仅比单个硅原子的尺寸大一个数量级。 在这种几何尺寸下,可能会发生量子隧穿,并且器件将失去控制电流流动的能力。因此,最近的发展意味着硅技术正在接近该材料的理论物理极限。由于硅的特性阻碍了器件性能的进一步提高,微电子研发变得更具挑战性,需要投入大量资金,有时似乎不经济,因为它太昂贵了。
出于经济原因,机械用户的当前趋势是延长其旋转机械的使用寿命并提高工厂的可用性和可靠性。正在实施工厂寿命延长计划,而不是更换 20 到 30 年的机器,以使机器运行到其原始使用寿命甚至更长。由于机器的正常运行时间和可靠性对于发电站运营商来说是重中之重,因此安装有效的状态监测系统是一个非常重要的问题。满足峰值电力需求的抽水蓄能电站对发电机转子和定子施加了严重的热应力和机械应力。操作实践涉及每天两次或两次以上启动和关闭机器,这可能导致过早老化和与周期相关的定子绕组因材料中的高温度梯度而劣化。转子变形或转子径向偏差引起的振动问题促使许多大型发电机操作员安装一种有效的方法来测量静态和动态气隙。动态气隙监测是在水力发电机运行时测量转子到定子距离的过程。
出于经济原因,机械用户的当前趋势是延长其旋转机械的使用寿命并提高工厂的可用性和可靠性。正在实施工厂寿命延长计划,而不是更换 20 到 30 年的机器,以使机器运行到其原始使用寿命甚至更长。由于机器的正常运行时间和可靠性对于发电站运营商来说是重中之重,因此安装有效的状态监测系统是一个非常重要的问题。满足峰值电力需求的抽水蓄能电站对发电机转子和定子施加了严重的热应力和机械应力。操作实践涉及每天两次或两次以上启动和关闭机器,这可能导致过早老化和与周期相关的定子绕组因材料中的高温度梯度而劣化。转子变形或转子径向偏差引起的振动问题促使许多大型发电机操作员安装一种有效的方法来测量静态和动态气隙。动态气隙监测是在水力发电机运行时测量转子到定子距离的过程。