电子元件与材料杂志 北大期刊 统计源期刊

电子元件与材料 2018年第08期杂志 文档列表

电子元件与材料杂志综述

BT基无铅压电陶瓷的最新进展1-9

摘要：BaTiO3(BT)基无铅压电陶瓷因其较高的相对介电常数、优良的铁电、压电、热释电、耐压和绝缘等性能,在目前无铅压电陶瓷几大体系中有巨大应用前景。近年来,关于该体系材料的改性制备研究的报道越来越多,本文着重于从离子掺杂改性、多组元改性、烧结助熔剂改性及纳米粉体制备四个方面介绍了BT基压电陶瓷的最新研究进展。总结了各种添加剂对BT基无铅压电陶瓷体系压电性能的影响机理和规律,介绍了当前制备工艺对其微观结构和压电性能改性的研究成果,并展望了BT基无铅压电陶瓷体系的发展趋势。

电子元件与材料杂志研究与试制

Fe含量对LiMn1-x Fex PO4固溶体电化学性能的影响10-14

摘要：利用溶剂热法合成Mn位Fe替代的LiMn1-xFexPO4(x=0,0.3,0.5,0.7)锂离子电池正极材料。研究了LiMn1-xFexPO4固溶体中Fe含量对材料晶体结构、形貌尺寸和电化学性能的影响规律。结果表明:Fe的引入对LiMnPO4物理性能和电化学活性具有显著影响,固溶体材料比纯相LiMnPO4具有更高的充放电容量、倍率性能和循环可逆性。其中LiMn0.7Fe0.3PO4/C在5C倍率下的放电容量达到133mAh/g,为LiMnPO4/C放电容量(83mAh/g)的1.6倍。此外,固溶体材料在常温和高温下均表现出比纯相LiMnPO4更优异的循环稳定性,有望应用于动力锂离子电池正极材料。

铁氧体含量和烧结温度对Fe/Mn0.6Zn0.4Fe2O4复合材料磁学性能的影响15-20

摘要：利用化学共沉淀法在氩气气氛下高温烧结制备出了核-壳结构的Fe/Mn0.6Zn0.4Fe2O4软磁复合材料,并考察Mn0.6Zn0.4Fe2O4的含量以及不同烧结温度对复合材料微观结构和磁学性能的影响。结果表明:热处理温度在1000~1300℃时,复合磁粉芯的饱和磁化强度和有效磁导率均随热处理温度的增加呈先増大后减小的趋势,1200℃时复合材料的综合磁性能达到最佳。复合材料的饱和磁化强度和磁导率随着Mn0.6Zn0.4Fe2O4含量的增加呈不断减小的趋势,Mn0.6Zn0.4Fe2O4的质量分数为6%~12%的复合材料具有良好的频率稳定性。当铁氧体含量为6%(质量分数)时,复合材料具有最佳的综合磁性能,其饱和磁化强度为0.0178T,有效磁导率为60。

不同温度下GeTe相变材料的电性能研究21-25

摘要：Ge-Te系化合物因其具有非常高的电阻比、快响应速度和较高的相变温度而在高性能微波开关方面有重要的应用潜力。本文研究了在室温下磁控溅射法制备的GeTe薄膜电性能随温度的变化规律。研究表明,当薄膜温度从室温升高到170℃,薄膜保持非晶态,电阻率从24Ω·m逐渐下降到0.72Ω·m,空穴的迁移率保持在10-1m2/(V·s)左右,交流阻抗谱表明GeTe更多的表现为电容特性并且能稳定的保持在高阻态。当温度升高到210℃后,薄膜晶化,载流子浓度和迁移率迅速增加,GeTe显示出电阻特性,其电阻率骤降到3.8×10^-6Ω·m(电阻率变化达6个数量级)。分析了GeTe薄膜在不同温度电性能发生变化的原因,相变前电阻率随温度缓慢下降主要归因于载流子浓度增加;而相变后迁移率的大幅上升是GeTe电阻率显著下降的主要原因。

制备工艺对超薄NiFe薄膜AMR效应的影响26-29

摘要：NiFe薄膜广泛用于制作磁阻器件。本文系统研究了Ta缓冲层厚度、NiFe薄膜厚度、退火温度和退火时间对厚度小于20nm的超薄NiFe薄膜AMR效应的影响。研究结果表明:随着Ta缓冲层厚度、NiFe薄膜厚度以及退火温度的增加,AMR系数呈现先升高后降低的变化规律。最佳的超薄NiFe薄膜AMR效应的工艺条件为,Ta缓冲层为5nm,NiFe薄膜为11nm,退火温度为350℃,退火时间为3.5h。本文工作可以支持超薄NiFe薄膜磁阻器件的开发。

导电SrTiO3上脉冲激光沉积非晶HfO2薄膜的漏电机理分析30-35

磁控溅射制备氮化钽导电薄膜及其性能研究36-39

摘要：为了研制应用于超高温薄膜传感器的敏感层,采用直流磁控反应溅射,在硅基底上制备了氮化钽薄膜。研究了氮分压对薄膜微观结构和电阻率的影响。采用X射线衍射仪测试了氮化钽薄膜的物相结构,采用场发射扫描电子显微镜(SEM)观察了薄膜的表面形貌和断面形貌。利用半导体参数测试系统和三维手动探针台测量了氮化钽薄膜的电阻率。结果表明:在2%氮分压下,薄膜的物相结构为TaN0.1,在3%氮分压下,薄膜的物相结构为Ta2N,而当氮分压在4%~6%的情况下,薄膜的物相结构为TaN。采用真空烘箱对氮化钽薄膜进行高温热处理。结果表明,薄膜电阻率从(80~433)×10^-6Ω·cm提升到了(120~647)×10^-6Ω·cm。

GaAs(100)上外延Pb(Zr0.52 Ti0.48)O3(101)铁电薄膜的制备与性能研究40-44

摘要：采用激光分子束外延技术,在GaAs(100)衬底上,利用SrTiO3(STO)/TiO2复合缓冲层生长外延Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)铁电薄膜。TiO2/STO复合缓冲层的引入用来减小晶格失配和界面互扩散,达到提高外延PZT铁电薄膜的结晶质量和电学性能的目的。TiO2和STO的生长通过原位反射高能电子衍射仪(RHEED)实时监控。该异质结构的面外外延关系为PZT(101)//STO(110)//TiO2(110)//GaAs(100)。PZT/STO/TiO2/GaAs异质结构在电场为-250×103V/cm时漏电流密度低于1×10^-6A/cm2,剩余极化强度(2Pr)高达24×10^-6C/cm2。此外,在模拟太阳光(AM1.5G)照明下,这种异质结构通过剩余极化增强的光电转换效率为10.01%。

双层Au纳米颗粒/石墨烯等离子体共振增强Si肖特基结光电探测器的研究45-49

摘要：金属纳米颗粒的表面等离子体共振效应(Surface Plasmon Resonance,SPR)因其能产生较强的电场强度而备受光电探测领域的关注。采用电子束及退火技术在轻掺杂的n型硅片表面上制备双层金纳米颗粒(Au Nanoparticles,AuNPs),两层金纳米颗粒之间利用单层高质量的石墨烯进行分隔。研究表明双层金纳米颗粒间产生强的双重等离子体共振效应,在可见光波段有效地增强光电探测器的器件性能。此光电器件的响应度、探测率、响应上升时间/下降时间分别可达到6.7×10^-3 A/W、2.31×10^13 Jones、360 ns/330 ns,且高频性能优异。该研究结果可以推进等离子体增强在硅基光电探测器中的应用,并对其他光电器件具有普适性的指导意义。

Pt修饰MoO3纳米线的室温甲醛传感特性研究50-55

摘要：采用水热合成技术生长MoO3纳米线,利用化学还原法在MoO3纳米线表面进行了Pt纳米颗粒的表面修饰。在室温情况下,检测了Pt/MoO3纳米线材料对不同浓度甲醛蒸气的传感响应。结果表明,Pt的表面修饰并未对MoO3纳米线的物相和形貌产生影响。Pt修饰后,利用纳米线所构建的气体传感器的导电性显著提升,电阻值由修饰前的175.75 MΩ降低至53.22 MΩ。气敏测试结果表明,当空气中甲醛体积分数为100×10-6时,器件的响应度约为51.7%,响应时间和恢复时间分别为6.9 s和97.8 s。此外,随着甲醛浓度的增加,响应度和响应时间逐渐增加,恢复时间逐渐降低。这种电阻型甲醛响应主要来自Pt催化下MoO3表面吸附氧与空气中甲醛分子的氧化还原反应,该过程释放了束缚态电子,使器件电阻显著降低。

浸渍银浆对固体钽电解电容器阴极导电特性的影响56-60

摘要：为了得到满足低ESR固体钽电解电容器要求的浸渍银浆,研究了银粉粒径、银含量、有机添加剂表面改性剂与浸渍银浆导电及附着性能的关系,以及浸渍银浆改性对固体钽电解电容器中浸渍银浆阻抗的影响。结果表明,当片状银粉的平均粒径在4~8μm,银含量达到50%(质量分数)时可以得到较低的电阻率,电阻率为2.4×10^-5Ω·cm,满足阻抗和浸渍要求;在浸渍银浆使用之前,电容芯预浸渍单烷氧基钛酸酯偶联剂,有利于银层与石墨层之间的附着,并且在浸渍银浆中添加10%(质量分数)石墨浆可降低界面电阻至6 mΩ。

面向方案设计的BME MLCC宇航鉴定关键技术61-65

摘要：近年来,随着技术逐渐成熟,在欧美等国,BME MLCC已经逐渐进入宇航应用领域。相对传统的PME MLCC,BME MLCC具有缓慢老化失效模式、介质减薄等特性,也存在可靠性风险。从“初步评估、详细评估、鉴定检验”宇航鉴定思路出发,结合电容器失效模式和失效机理,分析AEC-Q200、MIL-PRF-32535、NASA S-311-P-838等标准试验项目,对比PME MLCC与BME MLCC通用规范要求。在鉴定范围和材料结构要求、结构分析和生产一致性、长寿命可靠性、环境适应性等方面,提出了面向方案设计的BME MLCC宇航鉴定关键技术。

应用于WLAN的宽频带双频天线设计66-70

应用于汽车雷达的X波段二倍频器71-75

摘要：基于FET倍频原理,选取NEC公司型号为NE900100的金属半导体接触势垒场效应晶体管(Metal Epitaxial-Semiconductor Field Effect Transistor,MESFET),采用单扇形偏置电路代替传统高频短路块,同时采用新型四分之一波长交趾耦合滤波器取代传统隔直电容与滤波器,在ADS软件中设计了一种单板X波段微带二倍频器。仿真结果表明,输入功率为10 dBm时毫米波二倍频器输出功率大于5 dBm(11.8~12.2 GHz),谐波抑制大于15 dB。实验测试结果验证了该X波段二倍频器用于获取12 GHz频率源的有效性。与传统倍频器相比,此设计提供了一种低成本的设计路线。

图像传感器封装结构设计与分析76-81

摘要：基于方形扁平无引脚封装QFN和小外形封装SOP两种封装形式设计了6种不同尺寸的图像传感器封装结构,利用有限元分析软件ANSYS对其进行了稳态温度分析。结果表明,QFN封装结构的3种方案最高温度分别为56.596,40.766和39.051℃;SOP封装结构的3种方案分别为43.53,45.015和40.536℃。QFN结构设计的散热性能要优于SOP,但SOP结构设计的整体温度相对比较均匀。最优方案为QFN的第3种设计方案,芯片整体结构尺寸为2.5 mm×2 mm×0.4 mm。

温度载荷环境下LTCC基板的多目标结构优化82-86

摘要：为了避免低温共烧陶瓷(LTCC)基板在温度载荷环境下因热应力较大产生裂纹导致电路失效,对LTCC基板进行热应力仿真与结构优化分析。首先对LTCC基板进行温度载荷下的热应力分析,了解LTCC基板的应力分布;其次以LTCC基板应力较大位置的结构特征尺寸为设计变量,以应力大小为目标函数,建立优化的数学模型;最后综合采用响应面分析法和多目标遗传算法,寻找到LTCC基板应力分布的Pareto最优解。

TSV封装内部缺陷的温度分布影响研究87-92

摘要：为了掌握TSV内部缺陷的外在表现形式,针对填充缺失、含有缝隙和底部空洞三种常见的TSV内部缺陷,分别建立了有限元模型,进行了热电耦合条件下的热有限元分析。得到了含缺陷和无缺陷TSV的温度分布云图,并分析了TSV层上指定路径温度分布变化的规律。结果表明:从整体上来看,所有含缺陷的TSV均显示出了与正常结构明显不同的温度分布。相比而言,在三种缺陷中,含有填充缺失的TSV显示出最明显的温度分布及路径变化差异;其次为底部有空洞的TSV;而具有缝隙的TSV差异最小。由此可见,TSV内部缺陷导致的外部温度差异特征,可为TSV内部缺陷的识别和检测提供有效的信息。