摘要:二维少层钙钛矿材料以高光吸收系数、长载流子寿命和高载流子迁移率等优异的性质，在光电领域中展现出广阔的应用前景，尤其适用于高效能量转换、存储及光电探测等光电子器件的开发。通过化学组分和晶格结构的调控及表面修饰，二维钙钛矿异质结可获得多样化的能带结构，以满足不同的光电需求。然而，在二维钙钛矿在制备过程中，存在如何理解并控制其离子在面内和面外方向上的各向异性扩散行为，此类扩散行为的影响因素尚未充分研究，严重制约了高质量大面积二维钙钛矿异质结构的制备可控性。为此，综述了二维钙钛矿材料的基本特性及其高质量制备方法，介绍了近几年二维钙钛矿异质结的迅速发展的趋势，重点探讨了组装法、溶液生长法和气相交换法3种主要的制备方法。对于组装法，分析了机械转移堆叠形成的异质结构在抑制阴离子迁移、扩大应用范围和提高异质结结构质量方面的优势与局限；对于溶液生长法，重点介绍了二维钙钛矿异质结生长形态的调控，探讨了垂直和横向异质结的制备方法，以及在组成、形态和界面稳定性方面的调控机制；对于气相交换法，重点介绍了气相离子交换在钙钛矿基底上形成异质结的方法，探讨了生长时间控制、前驱体源选择、分子交换及扩散的原理及其调控机制，揭示了量子阱厚度、间隔阳离子和A位阳离子对阴离子交换行为的影响。最后，总结了上述3种方法的优缺点，并对未来二维钙钛矿异质结制备机制及工艺优化方向提出了展望。相信通过进一步研究，有望实现更高质量的异质结构的制备，从而推动相关光电器件的实际应用。

摘要:二维过渡金属硫族化合物（TMDs）具有超薄的晶体结构、量子限域效应及优异的光电特性，受到极大的关注，已被应用于各种电子和光电子器件。铼基TMD（ReX₂，X=S或Se）具有三斜对称性的扭曲1T晶体结构，其每个单层的菱形链（DS-链）由Re₄团簇组成并相互连接，形成各向异性的结构。与传统MoS₂和WSe₂等TMDs不同，ReX₂因独特的结构而具有新颖的特性，使其在场效应晶体管和光电探测器等多个领域中得到广泛的应用。为全面了解二维ReX₂（X=S或Se）材料，从结构、性能、制备和应用各方面进行了总结。介绍了ReX₂的结构，其为三斜对称性的扭曲1T晶体结构，每个ReX₂层均类似于1T晶体结构的TMDs，其中一维平行排列的Re₄簇链镶嵌入各单层内部之中；阐述了ReX₂的特性，包括晶格振动特性、与层无关的电学特性和各向异性光学特性等；探讨了ReX₂的制备方法，如机械剥离、液相剥离、物理气相沉积（Physical vapor deposition，PVD）和化学气相沉积（Chemical vapor deposition，CVD）等制备方法；总结了近年来二维ReX₂在电子和光电领域的应用，如在基于ReX₂的场效应晶体管、光电探测器、各向异性的光电器件、基于异质结构的光电探测器及基于ReS₂的发光二极管中 的应用。此外，通过研究电荷输运的漂移-扩散机制，可以得到提高载流子迁移率的方法，从而有助于优化基于ReX₂的器件性能。二维ReX₂在各方面取得的研究成果令人兴奋，激励着研究人员进一步展开深入研究。

摘要:集成电路产业正经历着巨大的变革，传统的冯-诺依曼架构主导的计算机体系结构逐渐显现出其局限性。虽然传统计算机以处理大量复杂的线性逻辑计算而闻名，但在图像识别、自然语音处理等非线性计算领域表现不佳。与之相比，人脑以极快的时间响应（0.1—0.2 s）和仅需20 W的功耗而吸引更多关注。面对这种现状，神经形态电子学领域应运而生，旨在开发新型微电子元件以模拟生物突触的记忆和计算功能。薄膜晶体管（TFT）作为一种三端器件，在模拟输入和输出端物理分离的突触功能方面展现出天然优势。将基于TFT的突触器件用于模拟人脑突触功能，并在硬件层面上实现神经形态计算，不仅有望延续摩尔定律的辉煌成就，还能在功耗更低的前提下实现高效的非线性数据处理，该方向是现代信息计算科学发展的重要趋势，对于推动人工智能和机器学习技术的进步具有深远意义。基于TFT的人工突触进行模式识别模拟的成功案例，详细介绍了突触晶体管模拟生物神经突触的工作原理和算法实现方法，深入探讨了离子门控突触晶体管、浮栅突触晶体管和铁电突触晶体管的工作原理，发现每种类型的突触晶体管都有独特的工作机制。同时，还讨论了突触晶体管在神经形态领域中所面临的挑战，以及未来研究发展的方向。随着研究的深入，相信这些新型器件将在神经形态计算的道路上迈出坚实步伐，开启新的篇章。

摘要:近年来，喷墨打印技术作为一种新兴的增材制造技术，具有非接触式加工、无需掩模、高精度及直接图形化等优点，在可穿戴设备、电子皮肤和生物医学电子等领域受到了广泛关注。然而，传统的热泡或压电喷墨打印技术受限于喷嘴口径和墨水粘度，其制造精度通常难以突破20 μm，无法满足高精度微纳电子制造的需求。相比之下，电流体印刷技术凭借更高的分辨率、更广泛的墨水兼容性及多样化的打印模式，在微纳尺度的图案制造方面展现出巨大潜力，可用于制备精细的点、线、面等复杂图案，推动微纳电子制造的发展。尽管如此，电流体印刷技术仍面临诸多挑战。例如，在印刷过程中，流体行为受到电场、流场及环境因素的复杂影响，导致工艺参数调控困难、印刷过程不稳定，进而影响图案的分辨率及重复性，这些问题限制了该技术在高精度微纳电子制造中的进一步应用。因此，为了实现高质量、高稳定性的电流体印刷，系统总结了电流体印刷技术在微纳电子制备中的最新进展，并分析了影响其加工精度和稳定性的关键因素。基于电流体印刷技术的发展历程及基本原理，探讨了两种不同流体（牛顿流体和粘弹性流体）特性墨水的常见印刷模式，并分析了各类墨水的适用性。针对稳定喷射打印和按需打印两种主要模式，分别阐述了影响其性能的关键参数及优化调控方法，并总结了实现高质量图案制造的有效策略。介绍了电流体印刷技术在高导互联网络、薄膜晶体管和传感器等微纳电子方面的研究与应用，并对电流体印刷技术的发展趋势进行了展望，重点讨论了影响其制造精度、稳定性及应用拓展的核心因素，同时提出了可行的优化策略，以促进该技术在微纳电子制造领域的进一步发展。

摘要:水凝胶因卓越的吸水性、生物相容性和可调的机械性能，在多个领域中展现出巨大的应用潜力。随着软机器人、柔性电子和生物黏合剂等领域的快速发展，对具有可控黏附强度水凝胶的需求日益增长。基于此，对可控黏附水凝胶的最新研究进展进行探讨，重点概述了光、热、电、pH和氧化还原反应等外部刺激响应性水凝胶的研究进展，还讨论了每种表征方法的优缺点及机理。介绍了设计可控黏附水凝胶的典型策略，即界面黏附和内聚力脱黏，其中界面可控黏附涉及化学、拓扑和力学相互作用，而内聚力脱黏则关注材料本身的强度智能调控。阐述了黏附强度的实验表征方法和计算机模拟技术，如搭接-剪切测试、探针拉伸测试和剥离测试等，这些方法有助于评估水凝胶的黏附性能。重点讨论了基于不同刺激响应性的可控黏附水凝胶的黏附性能，如光控制的可控黏附水凝胶，通过光诱导异构化和光引发的可逆交联等化学反应实现对黏附性能的调控；热控制的水凝胶，则利用相变材料及热响应性聚合物实现黏附性能的调控；电控制的可逆黏附水凝胶，通过电引发的化学反应调控黏附强度。此外，还探讨了基于其他原理如pH、氧化还原反应等设计的可控黏附水凝胶的研究进展。最后，对可控黏附水凝胶面临的挑战和未来机遇进行了展望，指出了实现高黏附强度且快速可控切换黏附附状态的水凝胶是未来研究的重点，同时也强调了对黏附强度精准调控的需求，以及将实验室研发成果转化为实际应用的重要性。可控黏附水凝胶研究进展的阐述，为未来可控黏附水凝胶的设计提供了指南，对推动相关领域的技术进步具有重要意义。

摘要:在不断加速的科技浪潮中，柔性电子设备凭借独特的柔韧特性，已突破最初简单功能的局限。如今，这类设备已经能够胜任更为复杂和多元的应用场景，他们集多种任务于一身，展现出一种全新的一体化解决方案的模式，极大地扩宽了电子产品的可能性与应用范围。随着技术的发展，不仅需要柔性电子设备在形态上能够适应人体的自然弯曲，而且还必须具备高度集成和小型化的特点，以满足人们对现代电子产品便携性、舒适性和美观性方面的要求。在众多潜在的研究方向中，柔性超级电容器的研究显得尤为突出，因为其不仅能够提供与传统电容器相似的性能，同时又能克服后者体积大、容易损坏等问题。值得注意的是，超级电容器的衬底和电极材料的挑选，是决定其性能的关键因素。因此，对当前柔性超级电容器的衬底材料进行全面的梳理和讨论显得十分重要。介绍了金属材料、纸基材料、碳基材料及海绵、纺织物等其他几种基材在柔性超级电容器中的应用现状和特性，这些材料因独特的物理和化学性质而被广泛应用于超级电容器的制造中，但都存在各自特定的优势和一定的局限性。分析了各种衬底材料的优缺点，并对其在超级电容器领域的适用性和表现进行了总结对比，并通过细致的分析和评估揭示了不同材料在能量存储效率、循环寿命、安全性和成本效益方面的差异。对未来柔性超级电容器的研究和发展前景做出了展望，提出了未来可能的发展方向和面临的挑战。

摘要:二维范德华α-MoO₃晶体在中红外与太赫兹波段，能够支持具有低光学损耗和高光场限域能力的面内各向异性声子极化激元，为研究纳米尺度下光的传播行为及实现亚波长光场调控提供了新颖载体。通过厚度调控与微纳结构设计可实现对二维范德华α-MoO₃晶体声子极化激元的多维度操控，其中材料厚度降低至10 nm以下时，量子限域效应不仅能显著增强光场局域能力，还可能引发新奇的光学现象。但是，目前针对该材料声子极化激元的研究主要集中于百纳米级厚度的晶体，对于接近量子极限的几纳米厚度体系的声子极化激元的色散特性及微纳结构光场调控机制尚未明确，这主要受限于原子级平整超薄结构的可控制备技术。基于此，提出一种协同光刻与反应离子束刻蚀技术的二维原子晶体可控减薄工艺，成功实现了表面原子级平整的大面积少层α-MoO₃晶体（厚度约6 nm）的制备。采用散射型近场光学显微技术，在波长10.01 μm下观测到高达62倍的光场压缩效应。通过构建规则几何特征的微纳结构，系统揭示了声子极化激元的传播规律和光场局域行为，实现了中红外局域电磁场的精准空间调控。该研究不仅建立了从二维少层范德华材料制备到物性研究的完整技术体系，更通过理论与实验的深度结合，为开发基于少层α-MoO₃晶体的微型化中红外光子器件奠定了基础。

摘要:智能发光材料能对外界环境的物理或化学信号做出响应，在光电领域具有巨大的应用潜力。传统的室温磷光（RTP）材料（如单晶、聚合物及粉末体）虽展现出独特的发光特性，但存在本征脆性高、加工工艺复杂等问题，导致难以满足实际光子应用中的多样化需求。相比之下，玻璃态化合物因透明、坚硬、良好的耐腐蚀性和耐热性，以及卓越的电学和光学性质，成为替代传统RTP材料的理想选择。其中，新型的有机-无机杂化金属卤化物玻璃，除具有传统玻璃的高透明度和机械刚性外，还具有晶体的丰富相变行为和化学结构稳定性等优点。采用研磨-熔炼-淬火工艺成功合成了一系列有机-无机杂化发光玻璃，通过掺杂4,4'-联吡啶和微量金属离子，实现了发光性能的调控。制备得到的P-Zn系列杂化玻璃在紫外光下颜色变化显著，呈现不同发光特性。其中，P-Zn和P-Zn-BP玻璃发出蓝色光并有绿色余辉，P-Zn-Sb和P-Zn-Sb-BP玻璃呈浅红色光。在玻璃中掺杂BP后，玻璃的荧光寿命显著缩短。P-Zn-BP玻璃除具有可逆光致变色特性外，还展现了有机-金属卤化物玻璃的多功能性。实验结果证明，杂化玻璃在光电子领域中应用潜力巨大，为未来智能发光材料的设计和应用提供了新思路。

摘要:随着可穿戴设备和人机交互技术的快速发展，市场对高性能柔性压力传感器的需求日益增加。为满足智能穿戴和人机交互应用的需求，通过优化石墨烯导电碳浆配方，旨在提高柔性压力传感器的电学性能和机械稳定性。采用丝网印刷工艺和结构设计方法，精确调控乙二醇用量、油性树脂比例和分散剂添加量，以优化碳浆的分散性和电学性能。实验评估了不同配方对碳浆粘度、分散性、印刷附着力和表面光滑度的影响。结果表明，优化后的导电碳浆表现出良好的分散性、印刷附着力强及表面光滑，满足了柔性电子器件的需求。基于优化碳浆制备的柔性压力传感器展现出明显的开关电阻梯度变化特性，同时具备优异的循环稳定性（1 000次按压后电阻波动小于5%）和快速响应能力（响应时间小于0.5 s）。优化设计的四方向指令识别模型能够精准识别用户指令，适用于智能腕带、智能服装及工业触控界面等场景。在确保该模型柔性适配性的基础上，还能满足低成本和大规模化生产的要求。成功开发出的高性能柔性压力传感器，其电学性能和机械稳定性均满足可穿戴设备和人机交互领域的应用需求，具有响应速度快、稳定性高，同时还具有良好的柔韧性和成本效益，适合大规模生产，为柔性电子技术在智能穿戴、健康监测和人机交互等领域的应用提供了重要的技术支持。

摘要:日盲紫外通信技术因在200—280 nm波段的低背景噪声特性，在军事预警、深空探测及电网安全监测等领域具有重要应用价值。氧化镓作为一种超宽禁带半导体材料，对日盲紫外波段具有本征响应特性，因此成为日盲紫外探测器用材料的研究热点。然而，传统氧化镓薄膜制备技术(如化学气相沉积、射频磁控溅射和分子束外延等)存在高温、高真空的需求，以及难以大面积均匀成膜等问题。喷墨打印技术具有低成本、高效率、可大面积制备等优点，为氧化镓基光电探测器的制备提供了新思路，但传统平面MSM电极结构在喷墨打印过程中易出现短路风险，限制了其大规模应用。基于此，提出了一种立体金属-半导体-金属（MSM）电极结构，其采用单电极-氧化镓薄膜-单电极的三层夹心设计，有效解决了喷墨打印过程中电极短路的问题，并突破了传统平面MSM电极的物理间距限制。实验结果表明，基于立体MSM结构的探测器在254 nm波段表现出优异的光电性能，其中光电流达2.8×10?? A、响应度达482.7 A?W^-1、探测度达到6.9×101? Jones，外量子效率高达2.3×103%。此外，喷墨打印技术实现了探测器的全流程制备，简化了生产流程，降低了成本，为氧化镓基日盲紫外探测器的高效、低成本制备提供了新方法。同时，提出的立体MSM电极结构，能够有效解决喷墨打印的短路问题，提高MSM电极的性能和集成度。此外，通过喷墨打印技术实现了探测器的全流程制备，包括电极图案打印和氧化镓薄膜打印，极大简化了探测器的生产流程。这一研究为氧化镓基日盲紫外探测器的大规模生产和实际应用提供了理论和技术支持，具有重要的科学意义和应用价值。

摘要:铯铜碘三元卤化物（CsCu₂I₃、Cs₃Cu₂I₅）凭借卓越的环境稳定性、无毒特性及宽带隙特性（大于3.6 eV），在紫外探测领域中展现出巨大的应用潜力。目前，尽管已有研究成功构建了铯铜碘与Ga₂O₃、TiO₂、Si及GaN等半导体的异质结构，但关于异质结能带及结晶取向等对器件响应性能的影响仍有待深入解析。另外，经传统溶液法和真空沉积法制备的薄膜普遍存在晶粒尺寸小、晶界缺陷多等问题，这些微观结构缺陷会显著降低器件的工作稳定性。为此，采用微间距（约0.4 mm）热升华方法，在无溶剂、低真空条件下于GaN衬底上成功制备了大晶粒、高致密的CsCu₂I₃和Cs₃Cu₂I₅致密薄膜。结果表明，CsCu₂I₃和Cs₃Cu₂I₅薄膜平均晶粒尺寸达4.3—4.9 μm，光学带隙分别为3.75和3.82 eV，其中CsCu₂I₃薄膜呈现显著的（221）晶面择优取向。基于能带工程设计的CsCu₂I₃/GaN和Cs₃Cu₂I₅/GaN异质结器件，均表现出自驱动紫外光响应。CsCu₂I₃/GaN异质结器件，凭借其晶体取向优势实现了纳瓦（nW）级弱光探测，响应度达170.61 mA?W^-1、比探测率为1.66×10¹² Jones、外量子效率59.59%，开关比高达1.2×10³；Cs₃Cu₂I₅/GaN异质结器件，则通过更高的能带势垒将暗电流抑制至皮安（pA）量级，响应度、比探测率、外量子效率、开关比分别为2.32 mA?W^-1、1.98×10¹¹ Jones、0.82%和7.4×10³。二者的性能差异，主要源于结晶取向调控的载流子传输特性和异质结内建电场的协同作用。微间距热升华方法制备的CsCu₂I₃和Cs₃Cu₂I₅薄膜的带隙、结晶取向对异质结器件响应性能影响的研究，不仅为铯铜碘化物薄膜提供了一种绿色、高效的制备新途径，更为其光电性能优化与器件应用奠定了重要基础。

摘要:聚合物基纳米复合电介质材料凭借具有的柔韧性、优异的可加工性及良好的机械特性，在有机薄膜晶体管（OTFT）中发挥着至关重要的作用。多壁碳纳米管（MWCNTs）凭借特有的一维管状结构和优异的物理化学性能，已被证明是增强聚合物介质性能的理想纳米填料之一。然而，MWCNTs具有较高的长径比和比表面能，在制备过程中极易产生缠绕和团聚，导致其在基体中难以均匀分散，从而影响聚合物基纳米复合电介质材料的性能和实际应用。为解决该问题，提出了一种简单高效的MWCNTs分散策略。以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为MWCNTs的表面修饰剂，采用非共价功能化修饰，可有效降低MWCNTs的团聚现象。同时，系统评估了不同PVP浓度对MWCNTs分散性能的影响，并将优化后的PVP修饰MWCNTs（MWCNTs:PVP）引入热塑性聚氨酯（TPU）基体中，成功制备了兼具优异介电性能和高均匀性的TPU/MWCNTs:PVP复合薄膜。相比于纯TPU介电薄膜（k=5.14），该复合薄膜的介电常数（k）在105 Hz频率下由5.14提高至15.1，单位电容密度高达30.4 nF?cm^-2。此外，利用TPU/MWCNTs:PVP复合薄膜作为栅极介电层，结合并五苯（Pentacene）有机半导体，成功制备了高性能有机薄膜晶体管（OTFTs）。该器件在低于15.0 V的工作电压下表现出优异的电学性能，具有较高的迁移率和开关比。热塑性聚氨酯/多壁碳纳米管纳米复合材料的制备及其性能研究，为开发高性能、低电压OTFT提供了新思路，有望推动OTFT在柔性电子技术的发展。

摘要:脱落酸是调控植物生长发育和逆境响应的关键激素，其浓度变化直接影响植物的生理状态、产量和抗逆能力。目前，脱落酸检测主要采用高效液相色谱法和酶联免疫吸附测定法,这些方法虽灵敏度较高，但存在操作复杂、设备昂贵、难以实现现场快速检测等局限性问题。相比之下，电化学传感技术因简便、快速的特点成为潜在的替代方案。然而，现有研究大多聚焦中低浓度检测，对可能出现的高浓度（毫摩尔级）的检测研究较少。为解决这一问题，采用循环伏安法和三脉冲安培法制备了GRA/CNTs/Pt NPs/CDF复合电极，通过优化沉积时间和阶跃电压参数，构建了具有高比表面积和优异导电性的三维纳米结构的电化学传感器。实验结果表明，该传感器在0.1—8.0 mmol·L?1浓度范围内呈现良好的线性响应。干扰实验结果显示，葡萄糖、水杨酸、柠檬酸、苹果酸等常见有机物对检测结果的影响较小，基线峰电流变化均低于10%。长期稳定性测试表明，传感器在静置7和14 d后，峰值电流波动幅度均在5%以内。在分析方法上，使用支持向量回归算法建立了定量模型，该模型在训练集上的决定系数（R2）为0.999 3、均方根误差（RMSE）为0.074 5，在测试集上的R2=0.996 8、RMSE=0.008 7，其表现出良好的拟合效果，比传统定标方法具有更强的泛化能力。此外，在番茄汁中脱落酸的加标回收率为93.35%—111.18%、相对标准偏差为4.87%—9.36%，证实了该方法在实际样品分析中的可靠性，为植物样品中脱落酸的快速检测提供了新的技术手段，也为纳米材料在电化学传感领域中的应用提供了新思路。该传感器在植物生理研究和农业生产中具有广阔的应用前景，能够为植物激素的实时监测和精准调控提供有力支持，进而有助于提高农作物的产量和抗逆性。

摘要:随着科技的进步，压力传感器广泛应用于可穿戴、医疗系统、航空航天、移动终端等领域。然而，现有压力传感技术存在整体线性度不够和机械稳定性不足的问题，多数只能用于定性分析，因线性度不高而无法进行定量分析，并且压力传感器作为一种接触式传感器，在长期使用后极易出现机械磨损导致测量不准和寿命短的问题。因此，提出了一种赋予传感器高灵敏度、高稳定性、可定量分析的空腔结构，并将气压传感器封装在该空腔结构中，使接触封装层改变空腔气压，利用气压传感器测量压力大小，从而减少了传感器的接触式磨损，延长传感器的寿命并提高精度。通过优化硅胶的硬度和设计结构，制备了单层膜和双层膜空腔结构以调控传感单元的性能，并且确定了最适合的结构（双层膜空腔结构）以满足高灵敏度与环境稳定性的需求。实验结果表明，所设计的双层膜空腔结构使传感器在0—100 kPa范围内的灵敏度为0.65 kPa?1，具备优异的线性响应能力，在多频响应测试、阶段应力循环响应及多次机械循环下表现出优异的机械稳定性，且在不同负载下表现出优异的稳定性和重复性，能够维持高精度和可靠性。双层膜空腔结构为柔性传感领域提供了一种新颖、可靠的传感单元结构，所制备的传感单元线性度高，具有广阔的应用前景。

摘要:分子电子学的核心目标在于推动电子器件的微型化与多功能化，近年来通过对混合自组装单层（Mixed SAMs）的深入研究，为器件性能优化提供了新的方向。采用分步自组装法成功组装了(Rh₂(O₂CH₃)₄Ls)?@Au超分子，并实现了(Rh₂(O₂CH₃)₄Ls)?@Au超分子与正十八烷硫醇的混合组装，旨在提升分子膜的稳定性和功能性，同时避免分子结构差异导致的自组装缺陷问题。原子力显微镜形貌表征（AFM）和接触角测量结果表明，混合SAMs具有良好的有序性，未出现相分离现象，且(Rh₂(O₂CH₃)₄Ls)?@Au超分子占据主导地位。电化学测试（DPV）和紫外-可见光谱测试（UV-Vis）结果证实,(Rh₂(O₂CH₃)₄Ls)?@Au和正十八烷硫醇两组元的稳定组装。电学性能测试（CP-AFM）显示，混合SAMs的I-V曲线特性与纯(Rh₂(O₂CH₃)₄Ls)?@Au超分子SAMs相近，但电学稳定性显著提升，击穿电压由2.5 V提升至3.1 V，局部优良率提升41%，连续测试次数由21次增至59次，电流离散度约降低50%。电稳定性方面的提升归因于(Rh₂(O₂CH₃)₄Ls)?@Au超分子与正十八烷硫醇分子间相互作用的优化，从而有效抑制了漏电流，增强了结构的稳定性。混合自组装超分子单层的电稳定性增强，为超分子电子器件（如整流器、开关等）的优化设计提供了实验依据，并展现了混合自组装单层在提升分子电子器件可靠性方面的应用潜力，为分子电子器件的设计与应用提供了新思路。

摘要:生物电阻抗分析广泛应用于人体健康监测与诊断领域。然而，现有的单点电阻抗采集方法存在信息单一、抗干扰能力差等局限性。为解决该问题，基于人体生物电阻抗特性，开发了一种低成本、便携且多通道的生物电阻抗采集系统，并设计了一种可靠的采集人体生物电阻抗的柔性电极阵列，同时探讨了电路设计、电极结构及湿度等因素对阵列式生物电阻抗采集结果的影响。在电路设计方面，通常人体兆欧（MΩ）级的生物电阻抗易导致多通道采集电路出现信号振荡现象。因此，根据人体电阻抗的特性对采集电路进行改进和校准，以消除信号振荡现象，确保信号传输与转换的稳定性和可靠性。在电极结构设计方面，为改善电极与皮肤间的接触质量，提出了两种电极结构方案，分别是基于锡金属穹顶状凸起结构的非扁平化电极阵列和基于柔性碳导电薄膜的扁平化电极阵列。实验结果表明，扁平化电极在皮肤贴附性和抗干扰能力方面优于非扁平化电极，能够确保电极与皮肤之间更加稳定且可靠的物理接触，从而提高信号采集的质量和一致性。同时，还探讨了湿度对阵列式生物电阻抗采集性能的影响。在长时间测量过程中，电极阵列粘贴部位皮肤的出汗引起的湿度变化会显著影响测量结果。将制备电极阵列的PI薄膜设计为多孔结构后，显著提高了其整体的透气性，从而有效减小了汗液对采集结果的干扰。此外，还对人体不同穴位处皮肤阻抗分布进行了测试和对比，表明阻抗图与实际穴位分布存在一定的相关性，但并不完全对应，穴位在生物电阻抗检测中的作用机制仍需进一步深入研究。

摘要:为了改善聚丙烯酰胺（PAM）水凝胶的机械性能和导电性能，以丙烯酰胺（AM）、壳聚糖季铵盐（HACC）为凝胶原料，以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，同时引入Na⁺作为导电离子，采用一步法制备了聚丙烯酰胺/壳聚糖季铵盐/Na⁺（PAM/HACC/Na⁺）复合导电水凝胶，并且对PAM/HACC/Na⁺复合导电水凝胶进行红外光谱、扫描电镜、溶胀性能和机械拉伸等测试。结果表明，当AM与HACC质量比为3∶1且N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂用量为0.015 g时，PAM与HACC形成的氢键最多，PAM/HACC复合水凝胶构建的互穿网络三维结构强度较高，最大拉伸应力可达8.82 kPa。证实，壳聚糖季铵盐的氢键增韧作用及交联剂的化学交联作用可以增强PAM/HACC/Na⁺水凝胶机械强度。采取电化学工作站测试PAM/HACC/Na⁺的导电性能，并绘制阻抗图。结果表明，PAM/HACC复合水凝胶的电阻较高约53.33 Ω，所制备的PAM/HACC/Na⁺复合导电水凝胶的导电率从0.49 S?m^-1增长到了6.47 S?m^-1，导电率增长了1 220.41%。证实，水凝胶中引入Na⁺导电离子能够有效改善PAM/HACC/Na⁺水凝胶导电能力。此外，通过改变NaCl用量（0.0—0.8 g），制得Na⁺含量不同的PAM/HACC/Na⁺导电水凝胶，并测试了其导电性能。结果表明，水凝胶的导电率与Na⁺浓度呈现正相关，具有可控性。PAM/HACC/Na⁺复合导电水凝胶具有较好的机械强度和可控的导电性能，是一种理想的生物电极，在电刺激医学邻域有很大的应用潜力。

摘要:随着现代电子技术的蓬勃发展，光电耦合器（简称光耦）凭借半导体光电效应隔离特性，在工业控制、通信系统等众多领域中得到广泛应用。当前，光耦产业对封装技术所用键合线的要求日益提升，引线键合线正面临着高密度、小型化和高功率散热等挑战。虽然传统金线键合线具备优良的电导性能和机械性能，但其高昂的成本在一定程度上限制了引线键合技术的广泛应用。因此，开发高性能、低成本的替代材料成为光耦产业发展的迫切需求。以Au-Pd-Ag合金键合线为研究对象，通过优化元素配比，制备了4种不同金质量分数的合金键合线，并与商用纯金线在机械性能、键合性能及高稳定性和抗氧化性方面进行了对比。结果表明，金质量分数为65%的合金键合线在焊线挑断力和焊球推力方面较纯金线提升了10%—20%，性能衰减也小于低金含量合金线。通过老化试验和光耦应用可靠性测试进一步验证了金质量分数为65%的Au-Pd-Ag合金键合线的键合质量，其在光耦老化试验中失效率大幅降低，同时漏电流和正向电压特性均实现优化。成本分析结果表明，使用合金线可使光耦生产成本降低7.93%，提高了经济效益。Au-Pd-Ag合金键合线的性能优化与可靠性研究，为光耦封装领域在提高键合质量和降低成本方面提供了重要参考，具有实际应用价值。未来研究可探索多元合金成分及其对性能的影响，如引入其他贵金属元素或调整现有元素比例，进一步优化合金性能。同时，将成果应用于其他先进封装技术，如倒装芯片封装、三维集成封装等，有望拓展电子封装行业应用前景，创造更大经济效益。

摘要:纤锌矿结构氮化铝（AlN）具有超宽带隙、高电子迁移率、高压电系数、高声表面波速率及显著的二阶光学非线性效应，被视为新一代超宽禁带半导体材料。AlN在深紫外波段具有优异的透光性，在深紫外光电器件、功率电子器件、声表面波器件及高频通信等领域展现出广阔的应用前景。然而，由于高质量、大尺寸体AlN单晶衬底的制备工艺复杂且成本较高，当前普遍采用在蓝宝石衬底上外延生长AlN单晶薄膜，构建AlN/蓝宝石模板，进而实现AlN基电子与光电子器件的可控制备。因此，降低AlN/蓝宝石模板制备成本，提高其晶体质量，成为实现高性能AlN基器件的关键。针对这一挑战，采用低温磁控溅射技术与高温热退火工艺相结合的方法，在蓝宝石衬底上成功制备了高晶体质量的AlN薄膜。同时，重点分析了磁控溅射过程中衬底偏置功率对AlN晶体质量和表面形貌的影响，并进一步探讨了退火温度对AlN晶体质量、表面形貌及应力的影响。研究结果表明，在磁控溅射过程中，尽管60 W偏置功率下沉积的AlN薄膜晶体质量较低，但经退火处理后，其晶体质量得到了显著提升。在1 650 ℃退火条件下制备的AlN薄膜，其（002）和（102）面X射线摇摆曲线半高宽分别为582.8″和898.9″，总位错密度低至3.8×10? cm?2。这一研究成果不仅揭示了衬底偏置功率和退火工艺对AlN晶体质量的影响机制，也为实现低成本、高晶体质量的AlN/蓝宝石模板的制备提供了一种新的技术路径，为高性能AlN基器件的研发奠定了基础。

摘要:力学检测在评估材料、结构或系统力学性能方面至关重要。然而，传统力学检测仪器多局限于单点测量或二维平面扫描，难以对复杂曲面物体的表面进行高精度、全覆盖的力学特性分析。因此，提出了一种基于六轴机械臂操作结合深度视觉技术的复杂曲面表面力学扫描与三维成像方法。该法借助机械臂带动深度相机从不同角度拍摄图像，运用Open3D开源库完成三维场景重建，获取被测物外轮廓的点云信息，随之对重建点云数据进行法线估计，将其转换为机械臂末端位姿控制参数，并利用贪婪算法规划扫描路径，从而使机械臂按照规划的扫描路径驱动末端带有力传感器的探针对各测量点进行力学按压检测，从而获取实时采集探针位置与压力数据。在按压的过程中，利用导纳力控的方式控制按压速度与力度间的关系，使得探针在按压到额定阈值时速度恰好降低为零，在高效率检测的同时保证测量数据的精确度。单次按压检测的所需时间约为6.4 s、位置精度为0.1 mm、力学精度为30 mN、最大检测范围为1.3 m的半球、最大按压力度为10 N。在对所有测量点完成检测后，通过将相同压力下的位置数据三维成像，以压缩深度为标量场对模型表面进行伪彩色映射，直观展现不同区域的软硬差异。实验验证，该方法可成功实现对人体大腿硅胶模型等复杂曲面的高分辨率力学成像，色彩梯度清晰反映了软组织仿生材料在不同压力下的压缩深度分布特征。复杂曲面物体的表面力学检测与成像方法，为生物医学工程等领域提供了量化依据。