光電材料與器件的案例
【EI &Scopus穩定檢索】 第二屆新能源與光電材料國際學術會議
Yen-Pei Fu, National Dong Hwa University
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征稿主題（包括但不僅限于以下）
新能源材料：燃料電池材料、生物質能材料、氫能源材料、核能材料、風能材料、動力電池材料、太陽能電池材料、其它新能源材料
光電材料與器件：紅外材料、激光材料、光纖材料、非線性光學材料、超導材料、半導體材料、超級電容器、其他光電材料和器件
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大會秘書: 張老師
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展開 南京理工曾海波、徐曉寶、宋繼中AFM:α-δ晶相工程大幅提升鈣鈦礦光電器件穩定性
【團隊介紹】
新型顯示材料與器件工信部重點實驗室(暨南京理工大學光電材料與器件研究所)，2016年通過工信部認定正式成立，依托“材料學”與“光學工程”國家重點學科，從事光電(顯示、探測、能源)材料與器件領域的前沿基礎研究、工程技術開發及創新人才培養。實驗室現有教師16名，包括國家杰青1人，國家青千2人，省杰青1人，校青年教授5人。
重點實驗室在銻烯二維材料、全無機鈣鈦礦發光量子點等方面取得了一系列國際認可的創新性成果，建立了氧化鋅量子點藍色發光的間隙鋅缺陷態躍遷模型，發展了全無機鈣鈦礦量子點的紅綠藍三基色發光器件新體系，理論發起并實驗驗證了二維原子晶體“銻烯”，發表SCI論文300余篇，獲得國家發明專利32項。近年來主持國家杰出青年科學基金、國家重大科學研究計劃課題、國家國際科技合作專項等30余項科研項目。實驗室培養學生獲國家青千1人，省杰青1人，全國大學生“挑戰杯”特等獎1項、一等獎1項。
展開 ACS Nano：南大繆峰教授課題組在二維材料異質結光電器件領域取得重要研究進展
【前言】
光電導效應是一種光照變化引起材料電導變化的基本物理現象。對于半導體材料，在吸收大于帶隙的入射光子能量后產生光生載流子，根據導致材料導電性的增強或減弱，光電導效應也相應分為正光電導和負光電導兩種效應。這兩種光電效應在低能耗、高頻率響應光電器件等領域展現了重要的應用前景，也受到了廣泛的研究關注。如果能夠在同一器件中同時實現正負兩種光電導效應，以及這兩種效應之間的高效調控，將有望為發展新型光電探測器、高性能光電存儲器等應用提供新的思路。
【成果簡介】
近日，南京大學物理學院繆峰教授課題組首次在基于浮柵的范德華異質結中同時觀察到正光電導和負光電導效應，并且實現了兩種效應之間的柵壓可控轉換。在這項工作中，課題組首先利用二維材料可控轉移技術制備了具有浮柵結構的范德華異質結（ReS2，hBN，MoS2分別作為溝道層，勢壘層，浮柵層）。這種異質結表現出超過107的高開關比、超過104s的阻態保持時間等優異的存儲性能，這來源于浮柵層對溝道層載流子濃度的有效調控。該工作發現光照也可以有效地控制溝道層與浮柵之間的載流子轉移。從而同樣實現對溝道載流子濃度的調控。通過控制載流子的轉移過程，有希望實現正負光電導之間的相互轉換。在實驗上，通過對具有浮柵結構的異質結分別施加正負脈沖柵壓，在撤去脈沖后，器件分別展示出了正光電導和負光電導效應，兩種效應之間可以通過柵壓調控來實現相互轉換。進一步的研究發現在不同功率的光照射下，器件可以保持在不同的電導狀態?；谶@種負光電導效應，該課題組提出了一種多態光存儲器件模型，展現了該類器件在未來低功耗多態光電存儲領域的應用潛力。
展開 基于Lumerical掌握光電器件仿真的全流程設計，從基礎原理講解到復雜器件設計
FDTD被譽為微納光子器件仿真的黃金標準；MODE是面向平面光波導類器件開發的瑞士軍刀；CHARGE求解載流子的漂移擴散方程和泊松方程，能夠精確模擬半導體器件中的電學特性；HEAT則專注于器件熱效應的分析，能夠準確計算電致發熱或光吸收引起的溫升；INTERCONNECT作為線路級仿真工具，可對整個光子集成電路系統進行時域及頻域分析。
該內容涵蓋FDTD、MODE、CHARGE、HEAT、INTERCONNECT五大仿真工具，內容覆蓋基礎原理講解到復雜器件設計。無源環節不僅包括功率分束器、起偏器、偏振旋轉分束器、濾波器等多種無源光子器件，還包含常用的逆向設計算法，適用于硅基、鈮酸鋰等多種材料體系，可有效助力學員掌握無源光子器件設計技能。有源環節不僅包括電相移器、微環調制器、馬赫曾德行波調制器、垂直光電探測器、熱調諧波導等多種有源光子器件，還包含波分復用、PAM4收發等完整的PIC系統，可大大提升學員設計復雜光子集成電路系統的能力。
展開 
應用在電氣絕緣領域的光電耦合器件
絕緣是指利用絕緣材料和構件將電位不等的導體分隔開，使其沒有電氣連接以保持不同的電位，從而保證帶電部件能夠正常運行。絕緣是電氣設備結構中的重要組成部分。具有絕緣作用的材料稱為絕緣材料（電介質），電氣設備的絕緣就是各種絕緣材料構成的。
電力系統正常運行時，電氣設備絕緣是長期處在工作電壓作用之下的。但是，由于各種原因，電力線路中的電壓有時會出現短時升高的現象，即產生過電壓。過電壓可分為：雷電過電壓和內過電壓。過電壓的作用時間雖然很短，但過電壓的數值卻大大超過正常工作電壓，因此，易造成絕緣的破壞。所以，設備絕緣應能耐受工作電壓的持續作用外，還必須能耐受過電壓的作用。
在強電作用下，絕緣物質可能被擊穿而喪失其絕緣性能。氣體絕緣物質與液體絕緣物質被擊穿后，一旦去掉外界因素（強電場）后即可自行恢復其應有的電氣絕緣性能；而固體絕緣物質被擊穿后則不可逆地完全喪失了其電氣絕緣性能。因此電氣線路與設備的絕緣選擇必須與電壓等級相配合，而且須與使用環境及運行條件相適應，以保證絕緣的安全作用。
光電耦合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常為105～106Ω。據分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合器輸入端的雜訊電壓會很小，只能形成很微弱的電流，由于沒有足夠的能量而不能使二極體發光，從而被抑制掉了。
光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間沒有電氣聯系，也沒有共地；之間的分布電容極小，而絕緣電阻又很大，因此回路一邊的各種干擾雜訊都很難通過光電耦合器饋送到另一邊去，避免了共阻抗耦合的干擾信號的產生。
光電耦合器可起到很好的安全保障作用，即使當外部設備出現故障，甚至輸入信號線短接時，也不會損壞儀表。因為光耦合器件的輸入回路和輸出回路之間可以承受幾千伏的高壓。
展開 汽車行業芯片光電器件AECQ102測試認證
汽車LED AEC-Q102認證
執行AEC-Q102 FAILURE MECHANISM BASED STRESS TEST QUALIFICATION FOR DISCRETE OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTORS IN AUTOMOTIVE APPLICATIONS：車用分立光電半導體器件的基于失效機理的應力測試驗證
AEC-Q102認證對象
汽車電子所有內外使用的分立光電半導體元器件
LED
激光器
光電二極管
光敏三極管
AEC-Q102認證工作溫度等級
本標準規定的光電器件的最低工作溫度為-40℃，最高工作溫度由器件規格書確定
AEC-Q102測試項目(總共28項,并非所有項目都應用于所有器件)
各項參數測試：如光電性能測試、外觀、參數驗證、物理尺寸、熱阻等
環境應力實驗：按照軍用電子器件環境適應性標準和汽車電子通用環境適應性標準，執行器件的應力實驗，如高溫工作、高溫反偏、高溫高濕工作、高溫高濕反偏、溫度循環、功率溫度循環、間歇工作壽命、低溫工作壽命、脈沖工作、振動、沖擊、氣密性、凝露、硫化氫、混合氣體等
工藝質量評價：針對封裝、后續電子組裝工藝，以及使用可靠性進行的相應元器件工藝質量評價，如ESD、DPA、端子強度、耐焊接熱、可焊性、綁線拉力剪切力、芯片推力、晶須生長等。
華碧實驗室致力于LED上中下游產品提供創新的品質解決方案,通過AEC-Q102協助LED廠商找出實驗過程中因設計的不良而導致失效的原因，同時提供專業的磊晶、元件、模塊到LED燈具完整的分析服務，幫助LED廠商快速的找到失效問題點，并提供解決方案。
展開 免費線上研討會 | Ansys Lumerical 的光電器件仿真
為此，我們決定于2023年7月17日下午15：00-16：00，舉辦一場免費線上研討會，誠邀各位光電同行們積極參與、分享交流。
研討會大綱
1. Ansys Lumerical 軟件介紹
2. FDTD、CHARGE、INTERCONNECT 三大模塊介紹
3. Ansys Lumerical 光電器件設計流程
4. 光電器件設計實例:垂直光電探測器
5. 其他光電器件舉例
研討會信息
主題：Ansys Lumerical 的光電器件仿真
時間：2023年7月17日（15：00-16：00）
地點：騰訊會議（317-470-702）
主辦方：武漢宇熠科技有限公司
如您對本次研討會有興趣，可掃描下方二維碼報名（名額有限，額滿即止。）
（317-470-702）
另外，我們針對本次研討會創建了交流群，歡迎聯系工作人員申請進群！
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展開 ：n型單層分子晶體的自下而上生長應用于光電器件
【引言】
在20世紀70年代提出的單層功能分子在電介質表面上的自組裝是用于開發的分子器件的有前景的方法。半自發共軛分子的自組裝單層表現出低的遷移率，并且自組裝單層分子晶體難以按比例放大并僅限于在由羥基封端的基板上生長，這使得它們難以具有復雜的器件功能，特別是對于依賴于n型電子傳輸的器件，由于電子遭受嚴重的電荷俘獲在羥基封端的表面上。
【成果簡介】
近日，來自天津大學的胡文平（通訊作者）和中科院化學所的Jiang Lang（共同通訊作者）的團隊在Nat. Commun.上發表了題為Bottom-up growth of n-type monolayer molecular crystals on polymeric substrate for optoelectronic device applications，該團隊采用重力輔助的二維空間限制方法可以在無羥基聚合物表面上生長具有1.24cm2V-1s-1的高場效應遷移率和帶狀傳輸特性的n型單層分子晶體。他們使用這些單層分子晶體來實現高性能晶體、柵極/光可調諧橫向有機p-n二極管，實驗結果表明該方法可以實現各種更復雜的器件架構，用于器件物理學的基礎研究和一系列光電應用。
【圖文導讀】
圖1：CMUT分子結構示意圖和MMCs的制備過程
(a): CMUT的分子結構；
(b): 制備MMC的示意圖；
(d): 光學顯微鏡圖和處理的SiO2/Si襯底上的MMC的AFM圖。
展開 化學所在有機場效應光電功能集成器件方面取得新進展
為了驗證這一思想，科研人員首先以課題組前期發展的氯代吲哚[3,2-b]咔唑分子（CHICZ）有機半導體分子為例，通過多金膜掩模方法，構筑了基于CHICZ單晶的有機場效應波導器件，系統研究了在溝道電荷傳輸平行和垂直波導傳輸方向的電場對材料光波導性能的影響，證實柵極調控作用對晶體中光波導傳輸特性的有效調制，在平行和垂直方向獲得了分別高達70%和50%的調控幅度。同時，以入射激光作為場效應晶體管的另一個調控變量，實現了光信號傳輸對于晶體管電荷傳輸性能的調控，調控開關比達14800。這一研究結果證實了微觀層面有機半導體材料中的光電相互調制行為，可進一步拓展到更多其他有機高分子共軛材料體系，為有機光電子器件的有效集成提供了一種新思路。相關研究工作近期發表在Nat. Commun. 2018, 9, 4970, DOI: 10.1038/s41467-018-07269-9.
來源：化學所
展開 Advanced Materials綜述報道：MXene基電化學器件及光電催化劑的最新進展與挑戰
【成果簡介】
為了全面概述MXene基電化學器件及光電催化劑的最新進展，新加坡南洋理工大學王昕教授和Jia wei Chew助理教授（共同通訊）在Advanced Materials發表了題為“Clay-Inspired MXene-Based Electrochemical Devices and Photo-Electrocatalyst: State-of-the-Art Progresses and Challenges”的綜述文章，王侯博士為論文第一作者。該綜述主要從MXene材料的獨特價值和基本性質出發，然后總結了MXene單體, 功能化的MXene以及復合材料的合成路線，突出了其在超級電容器、電池（鋰離子電池，鋰-硫電池及其他堿金屬電池）、電催化和光催化的應用。最終提出了MXene在這些領域研究與應用的重要挑戰和發展前景，譬如(1)非酸刻蝕制備高質量、原子級別的MXene合成路線及其調控；(2)深入理解MXene表面及層間環境和發展混合低維度層級復合材料；(3) 開展MXene基材料在Li–S, Li–O2, Li–X (X = Se, Te, I2及Br2)電池領域的應用研究；(4) MXene基材料在光電催化領域的研究相對較少，非常值得深入開展MXene在產氫、產氧、氧還原、二氧化碳固定、環境修復、氨合成等領域的研究。
【圖文導讀】
圖 1. M3AX2, M3X2 and M3X2Tx 構型示意圖及利用氫氟酸刻蝕制備MXene的流程示意圖。
圖 2. MXene的獨特價值和性質。
圖 3. (a) Ti3C2Tx薄片的SEM圖，(b) 折疊型Ti3C2Tx薄片圖。(c, d) HF和LiF-HCl刻蝕合成的Ti3C2的1H and 19F 核磁共振圖。(e) Hf3C2Tz合成路線圖。
展開 天津大學黃顯教授團隊《Small》：用于神經系統刺激與監測的植入式柔性多通道光電纖維器件
光纖作為一種常見的光導器件，已經被廣泛應用于通信、物理化學傳感等領域，高效地利用它的表面積或許就能實現更多功能的集成，然而它彎曲的表面使得與其他電子元件的集成極具挑戰性。在生物醫學領域，相比于分離式的光纖與電極系統，利用光纖自身與光纖表面進行刺激與感測，就能夠實現植入物尺寸最小、 對組織的損傷最小。
鑒于此，天津大學生物醫學柔性電子實驗室黃顯教授結合柔性電子技術的研究背景，提出了一種新型的用于多腦區光刺激與生理監測的多通道植入式柔性光遺傳器件。該器件以柔性光纖作為載體，將不同波長的光傳輸到特定的腦區，用于對特定神經元進行光調控，與此同時，該設計充分利用了光纖彎曲的表面，在光纖側壁集成了柔性電極陣列，用于探測神經元的動作電位監測神經元的活動（圖1a）。柔性電極陣列與柔性光纖的緊密結合經過了三次轉?。▓D1b），這種利用柔性基底進行轉印的技術也可以用于其他柔性電子器件與曲面結構的完美貼合，文章中以柔性三電極電化學傳感器與光纖的集成作為例子進行了展示。該器件的功能和時序由無線電路控制，并由鋰電池供電，可以固定在自由活動的大鼠頭上同時不會影響大鼠的正?；顒?，器件柔性的特點也使得植入深度可以自由調節（圖1c-e）。
圖1. 多通道植入式柔性光遺傳器件的工作示意圖及器件結構圖
研究團隊對該器件的光學、電學等方面性能進行了體外的表征測試，并將該器件植入麻醉大鼠的四個腦區中（圖2a）。
展開 
數字式環境光傳感器是一種將環境光強度轉換為?數字信號?的光電轉換器件-WH81120UF
數字式環境光傳感器（Digital Ambient Light Sensor, ALS）是一種將環境光強度轉換為?數字信號?的光電轉換器件，廣泛應用于手機、筆記本、智能家居等設備的自動亮度調節，以提升視覺舒適度并降低功耗。
四大核心工作原理：
一、光電轉換?：采用?光電二極管?或?光電晶體管?作為感光元件。當可見光（通常覆蓋380–780 nm）照射到半導體材料上時，光子激發電子-空穴對，產生與光照強度成正比的?微弱光電流??。
二、信號調理?：光電流經?跨阻放大器?（TIA）轉換為電壓，并通過?可編程增益放大器?（PGA）進行放大，以適配不同光照范圍?。
三、模數轉換?：放大后的模擬信號由?高精度ADC?（如16位Σ-Δ或SAR型）轉換為數字值?。
四、?數字輸出?：最終結果通過?I2C?或?SPI?等數字接口輸出，可直接由MCU讀取，無需外部ADC?。
由工采網代理的WH81120UF是一種光數轉換器，它結合了光電二極管、電流放大器、模擬電路和數字信號處理器。內置紅外線濾光片的環境光傳感器（ALS）提供與人眼響應相近的光譜；能準確捕捉周圍環境中的光變化，使產品更智能化。
WH81120UF采用緊湊型表面貼裝封裝，尺寸僅為2.0x2.0x0.7mm，非常適合空間有限的小型電子產品；電壓范圍：1.7V～3.6V，工作溫度范圍-40°C至+85°C，能在惡劣環境穩定運行；具有高分辨率的數字輸出和可編程動態范圍比率，支持I2C接口，以400kHz/s快速模式進行數據通信，提高了數據傳輸效率。
WH81120UF具有高/低閾值的可編程中斷功能。電源需要確保VDD旋轉率至少為0.5V/ms。WH81120UF具有電源復位功能。當VDD在室溫下低于1.4V時，集成電路將自動重置。
展開 清華-伯克利深圳學院成會明、劉碧錄團隊在二維材料Bi2O2Se控制制備及光電探測方面取得新進展
研究者還發現基于Bi2O2Se的光電探測器顯示出優異的光響應度（2.2 x 104 AW-1）、探測率（3.4 x 1015 Jones）和開/關比（~109），是迄今為止報道的Bi2O2Se和其他二維材料光電晶體管的最好性能之一，表明物理氣相沉積法制備的毫米級二維Bi2O2Se材料在光電器件中具有良好的應用前景。
該研究以“ Controlled vapor-solid deposition of millimeter-size single crystal 2DBi2O2Se for high performance phototransistors”為題在線發表于Advanced Functional Materials上（DOI: 10.1002/adfm.201807979）。 論文第一作者為TBSI博士后Usman Khan，通訊作者為劉碧錄副教授和成會明教授，論文作者還包括TBSI博士生羅雨婷、唐磊、滕長久和劉佳曼。
【圖文導讀】
圖1.利用物理氣相沉積自限制外延生長法制備的毫米級二維Bi
2
O
2
Se 單晶
圖2.二維Bi2O2Se材料光電探測器及其性能
原文鏈接：Controlled Vapor-Solid Deposition of Millimeter-Size Single Crystal 2DBi2O2Se for High Performance Phototransistors (Advanced Functional Materials, 2019, DOI: 10.1002/adfm.201807979).
展開 2018新型功能材料大會-2018.09.16-18 鞍山
【大會信息】
主辦單位：遼寧科技大學
會議時間：2018年9月16-18日
大會地點：鞍山市 勝利賓館
【大會介紹】
【大會主題】
T1：儲能與能量轉換
T2：納米孔功能材料
T3：綠色催化化學
T4：生物傳感材料
T5：功能高分子材料
T6：分子探針技術
T7：有機光電材料與器件
【分會場】
Session 1：儲能與能量轉換材料
Session 2：催化材料
Session 3：有機功能材料
【出版檢索】
【演出嘉賓】
：二維材料儲能器件小型化:從單個器件到智能集成系統
例如，具有大比表面積和良好導電性的2D材料，如硅烯、石墨烯、鍺烯、硼苯、碲烯和磷烯，可能是高性能MESDs的潛在候選材料。然而，由于它們在環境條件下化學降解時表面固有的不穩定性，這些2D材料需要表面功能化或涂層。另一方面，新興的具有堆疊π共軛2D層、可控孔徑和高比表面積的導電MOFs也是能量存儲應用中吸引人的電極材料。更重要的是，高質量2D材料的可伸縮性和可加工性不僅對于基礎研究至關重要，對于真正的工業應用也至關重要，這些應用需要先進的微加工技術，包括噴墨印刷、3D印刷和絲網印刷等。
為了滿足智能電子設備的需求，智能響應MESDs已經成為功能性電源。然而，由于小型化的結構和復雜的制備過程，只有有限的工作致力于開發具有智能功能的MESDs，如自愈合、可壓縮性、電致變色和拉伸性。在這方面，重要的是使用與其工作條件和器件結構兼容的功能電解質或電極。智能電解質的設計可以進一步考慮各種多響應聚合物，如光敏、水溶性、pH敏感、熱響應、電響應和磁響應聚合物。此外，2D活性材料的表面功能化將光線照射到智能電極中，這是因為可以靈活調節電導率、表面積以及電解質中的離子傳輸。因此，智能材料的探索對于MESDs微制造技術的發展同樣重要。
作為微電源和儲能微器件，基于2D材料的MESDs最終旨在為即用型耗能微電子器件提供動力。由于智能集成系統的復雜制造過程，迄今為止只有很少的工作得到證實。因此，涉及能量收集、能量存儲和能量消耗單元的創新的自供電集成系統代表了極具吸引力的研究方向。此外，具有可折疊、可清洗和可生物降解特性的智能集成系統的設計可以為未來智能、獨立和連續運行日常電子產品鋪平道路。最后，這些多功能一體自供電系統有望在未來造福于醫療保健應用。
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