氧化物薄膜的案例
氧化物薄膜研究重要進展！
這一結果不僅為人們深入理解氧化物薄膜中的skyrmions提供了實驗基礎，而且為人們從微觀角度認識和操控skyrmions提供了參考。
強磁場中心自主研發的該高靈敏磁力顯微鏡（MFM），可在4.5K-300K和18/20T 磁場下對微觀磁結構進行調控與成像，可對3um小樣品進行精準定位與測量，并能對3-5層的少數原子或單胞層磁性樣品實現磁結構成像，這是國際上迄今達到的最高水平。（來源：合肥物質科學研究院）
來源：材料科學與工程
【工藝知識】工業制造中常見的“發黑”與“發藍”處理有何區別？
發黑（發藍）處理的原理就是將鋼制零件置于化學溶液中加熱到適當的溫度使其表面氧化形成光滑、致密的氧化物薄膜。根據化學溶液成分的不同，可以采用堿性氧化法和酸性氧化法兩種方式得到氧化物薄膜。這層氧化物薄膜學名為四氧化三鐵（Fe3O4），可以有效保護鋼件內部不受氧化，達到防銹目的。由于Fe3O4氧化膜在550℃的條件下呈現天藍色，而在130℃～150℃時呈現暗黑色，根據顏色的不同就有了發藍和發黑兩種工藝。
表面處理是機械加工行業不可缺少的工藝環節，表面處理方式眾多，發黑（發藍）處理就是其中最常見的一種表面處理方式。常用的發黑（發藍）處理方法有傳統的堿性加溫發黑和出現較晚的常溫發黑兩種。顧名思義，堿性加溫發黑需要將工件放在經加熱升溫處理的堿性溶液中進行，而常溫發黑則不需要加熱。因此，常溫發黑具有時間短（只需要2～5分鐘）、工藝簡單、成本低、效率高等優點，而且解決了傳統堿性加溫發黑存在的污染大、能耗高等缺點，已成為主流常用的發黑處理方式。
發黑（發藍）處理中選擇好的強氧化劑是形成光滑、致密的Fe3O4氧化膜的關鍵，發藍處理一般多用堿性氧化劑，常用的堿性氧化劑由氫氧化鈉（NaOH）、亞硝酸鈉（NaNO2）和磷酸三鈉（Na3PO4）組成，發藍時用它們的高溫熔融液去處理工件；而發黑時則是用它們的水溶液去處理工件。
鋼件在經過發黑處理后，雖然表面會形成氧化物保護膜，但單獨的發黑或發藍氧化膜本身非常薄且軟，不耐摩擦，很容易被破壞。而且單獨的氧化膜是具有微觀孔隙結構的，如果直接使用，其表面的防銹防腐蝕能力較差，效果并不如人意。
展開 氧化銀白鋁是鋁合金還是純鋁？
將金屬或合金的制件作為陽極，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態和性能，如表面著色，提高耐腐蝕性 、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面等。例如鋁陽極氧化，將鋁及其合金置于相應電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極，在特定條件和外加電流作用下，進行電解。陽極的鋁或其合金氧化 ，表面上形成氧化鋁薄層 ，其厚度為5～20微米 ，硬質陽極氧化膜可達60～200微米 。陽極氧化后的鋁或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可達250～500千克／平方毫米，良好的耐熱性 ，硬質陽極氧化膜熔點高達2320K ，優良的絕緣性 ，耐擊穿電壓高達2000V ，增強了抗腐蝕性能 ，在ω＝0.03NaCl鹽霧中經幾千小時不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔，可吸附各種潤滑劑，適合制造發動機氣缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力強可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金（如鋁、鎂及其合金等）都可進行陽極氧化處理，這種方法廣泛用于機械零件，飛機汽車部件，精密儀器及無線電器材，日用品和建筑裝飾等方面。
補充：除金屬外，其他物質在陽極所引起的氧化作用，也稱為“陽極氧化”
展開 顯示 | *ST華映擬定增募資不超28億元！加碼平板顯示產業
來源 ：證券時報e公司
*ST華映(000536)4月16日晚披露2021年度非公開發行A股股票預案，擬募資總額不超過28億元，投資于金屬氧化物薄膜晶體管液晶顯示器件（IGZOTFT-LCD）生產線擴產及OLED實驗線量產項目、補充流動資金及償還銀行貸款。公司控股股東福建省電子信息集團承諾認購不低于本次非公開發行股票總數的10%。
隨著智能手機、平板電腦等以觸摸屏技術為主導的電子顯示產品的快速發展和普及，中小尺寸的平板顯示器件市場呈現旺盛的需求態勢。在此背景下，*ST華映子公司華佳彩在莆田市涵江區投資120億元建成了第6代薄膜晶體管液晶顯示器件（TFT-LCD）生產線及OLED實驗線項目，主要生產以TFT-LCD為主的中小尺寸顯示面板。截至2018年6月，華佳彩已實現每月3萬片LCD大板的設計產能。
屬氧化物薄膜晶體管液晶顯示器件（IGZOTFT-LCD）生產線擴產及OLED實驗線量產項目計劃投資20.31億元，擬使用募集資金20億元。此次募投項目將公司LCD面板產能從原有的3萬片大板/月擴充至4萬片大板/月，并將OLED實驗線改造為生產線，擴充OLED的產能。
展開 
POSTECH團隊開發出碲硒復合氧化物半導體材料，成功實現高性能高穩定性的p型薄膜TFT
基于這一發現，研究團隊運用部分氧化的碲薄膜和硒的碲硒復合氧化物（Se:TeOx），成功開發出具有高性能和高穩定性的非晶p型氧化物TFT。
實驗數據表明，他們所研發的TFT在p型非晶質氧化物TFT中，展現了迄今為止最高的空穴移動度(15cm2V-1s-1)和電流閃爍比(106至107)。與傳統的n型氧化物半導體（如IGZO）相比，這一成果幾乎達到了同等水平。
此外，研究團隊的TFT在面臨電壓、電流、空氣、濕度等外部條件的變化時，仍能穩定運行，展現出卓越的穩定性。特別是，在晶圓形態的制作過程中，所有部分均展現出一致的性能表現，研究團隊進一步證實了其作為高可靠性半導體元件在實際產業現場應用的潛力。
盧勇英教授表示：“這一研究不僅是OLED電視、VR、AR設備等新一代顯示領域的重要突破，同時也為低功耗CMOS及DRAM內存研究提供了關鍵支撐。我們期待它能在多個產業領域發揮關鍵作用，為創造高附加值貢獻一份力量。”
值得一提的是，這項研究工作得到了韓國研究財團國家半導體研究室事業、中堅研究人員事業以及三星顯示的大力支持。
展開 中北大學王智教授和美國西北大學Marks院士、Facchetti教授AFM：在聚合物摻雜In2O3方面取得新進展
金屬氧化物（MO）半導體薄膜晶體管憑借其出色的性能成為先進電子設備的優選材料。如重要的非晶態的MO半導體氧化銦鎵鋅（IGZO）已實現商業化。但IGZO的載流子遷移率低于In2O3機制的遷移率，且溶液處理的IGZO需要相對較高的處理溫度（通常大于300 ℃）。這樣的加工條件對于常見的塑料基材是不適合的。因此，選擇合適的方法來降低溶液加工溫度來制備非晶態MO至關重要。
基于Tobin J Marks和Antonio Facchetti課題組提出的通過電絕緣聚合物化學“摻雜”MO機制來制造無定型金屬氧化物薄膜的新策略，王智教授通過聚合物分子結構設計、分子結構選擇與復配，制備了N含量系列變化的聚合物體系（圖1），系統研究了不同N含量的聚合物對In2O3的摻雜作用，深入討論了聚合物N、C含量對相應薄膜晶體管的作用機制。相關研究結果表明，聚合物的摻雜能力和共混物的TFT遷移率不僅與體系中N含量和聚合物含量有關（圖2），還與聚合物的熱穩定性和碳污染有關。
圖1. 不同聚合物結構式及溶液法制備器件示意圖
圖2. 不同體系摻雜In2O3性能表征
此外，進一步將相關聚合物摻雜體系應用于柔性器件的制備中（圖3），發現聚合物含量為0.5%摻雜的In2O3薄膜在以2 mm半徑彎曲后都表現出無裂紋的薄膜狀態，這表明所有聚合物都具有足夠的韌性，可以在保持遷移率的同時保持氧化物薄膜優異的機械性能。這項研究工作為進一步理解聚合物摻雜In2O3提供了有益的支撐。
圖3.
展開 關注 | 一款革命性的Arm處理器
制造
擴展數據表2中總結了工藝參數和TFT參數的統計變化.FlexLogIC是一種專有的200毫米晶圓半導體制造工藝，可創建金屬氧化物薄膜晶體管和電阻器的圖案層，根據FlexIC設計將四個可布線（無金）金屬層沉積在柔性聚酰亞胺基板上。FlexIC設計的重復實例是通過運行多個薄膜材料沉積、圖案化和蝕刻序列來實現的。為了便于操作并允許使用行業標準工藝工具并實現亞微米圖案化特征（低至0.8μm），柔性聚酰亞胺基板在生產開始時旋涂到玻璃上。該工藝已經過優化，以確保在20毫米的橫向距離內厚度變化基本上小于3%。薄膜材料沉積是通過物理氣相沉積、原子層沉積和溶液處理（例如旋涂）的組合實現的。基板處理條件已經過精心優化，以最大限度地減少薄膜應力和基板彎曲。使用光刻5倍步進器工具實現特征圖案化，該工具對在200毫米直徑晶圓上的多個實例重復的鏡頭進行成像。每個鏡頭都是單獨聚焦的，這進一步補償了旋鑄薄膜內的任何厚度變化。技術測量是使用過程控制監控結構進行的。使用光刻5倍步進器工具實現特征圖案化，該工具對在200毫米直徑晶圓上的多個實例重復的鏡頭進行成像。每個鏡頭都是單獨聚焦的，這進一步補償了旋鑄薄膜內的任何厚度變化。技術測量是使用過程控制監控結構進行的。使用光刻5倍步進器工具實現特征圖案化，該工具對在200毫米直徑晶圓上的多個實例重復的鏡頭進行成像。每個鏡頭都是單獨聚焦的，這進一步補償了旋鑄薄膜內的任何厚度變化。技術測量是使用過程控制監控結構進行的。
模擬、測試和驗證
我們使用測試測量設置捕獲了功能性PlasticARM FlexIC的時序特性，并將測量結果與其寄存器傳輸級(RTL)仿真的結果進行比較，以驗證功能。
RTL仿真如圖3所示。
展開 JDI 在6代線開發出新一代氧化物半導體TFT背板技術
CINNO Research產業資訊，據JDI（日本顯示器公司）3月30日官網發布消息稱，其位于千葉縣茂原的G6工廠，成功開發出全球首個背板革新技術，從根本上改善了目前傳統氧化物半導體薄膜晶體管 (OS-TFT) 的性能。進一步將立即開始推進該技術的商業化。
１． 新技術概要
新技術的可生成場效應遷移率，是傳統 OS-TFT 技術2 倍以上的高遷移率氧化物半導體 (HMO，High Mobility Oxide)技術，以及傳統 OS-TFT 技術4 倍以上的超高遷移率氧化物半導體 (UHMO，Ultra High Mobility Oxide)技術。UHMO在JDI G6量產線上的場效應遷移率為52cm2/Vs，氧化物半導體TFT在量產生產線上實現了非常高速的特性。可以說，該技術可實現與 LTPS 相同水平的導通電流，同時保持低截止漏電流。
另一個優勢是，雖然傳統的高遷移率 AMOLED 背板需要 LTPS 技術，這將玻璃基板尺寸限制在 G6，但該技術可用于 G8 或更大的生產線。
展開 工程熱物理所在化石燃料燃燒與綠色利用研究中獲進展
催化燃燒方面，發展了用于制備組分可控催化劑的化學氣相沉積方法，實驗上成功獲得了單、雙和三過渡態金屬氧化物薄膜，并從動力學角度揭示了催化劑的形成機理，為開發設計新的活性催化劑奠定了堅實的理論和實驗基礎；建立了利用超聲分子束質譜和原位漫反射分別研究催化燃燒氣相和表面反應機理的方法，該方法通過原位診斷巧妙地獲得氣相燃燒中間體和表面吸附及價態變化的信息，為理解催化燃燒反應路徑和建立精確的催化燃燒模型提供了實驗數據庫；量化計算了模型尾氣分子在過渡態金屬氧化物表面反應的動力學信息，得到了氣體分子在催化劑表面吸附和反應的能壘及速率常數，考慮了缺陷表面對催化反應的影響，計算了ER、LH和MvK對于催化反應的貢獻比例，為進一步發展催化模型提供了理論支撐。
該工作得到科技部重點研發計劃課題、國家自然科學基金重大研究計劃、面上基金、中科院創新交叉團隊和德國洪堡基金會研究合作小組等的支持。截止2018年5月，相關研究成果在Combustion and Flame（4篇）、Proceedings of theCombustion Institute（6篇）、Applied Catalysis B: Environmental、Bioresource Technology 和Chemical Engineering Journal 等燃燒和環境雜志上發表三十余篇國際期刊論文，并出版了英文專著2章，申請發明專利4項。
圖1 C9H12燃料的均相燃燒動力學分析
圖2 非均相催化反應能壘分析
文章來源：工程熱物理研究所
展開 上交《AFM》：一種無粘結劑方法構建鋁基MOF，優異吸水性能！
以鋁基體溶解后的鋁離子為原料，通過原位合成Al基金屬氧化物薄膜(MIL-96和MIL-100)，在鋁基體上制備了生長良好的多晶Al-MOF層。本文對MOF涂層的形貌和化學成分進行了系統的表征，并提出了一種pH控制策略來調節復合MOF的相對比例。重要的是，金屬氧化物-非金屬結構表現出超高的吸水量(192.5 g m?2)，這是所有已報道的干燥劑涂層金屬結構中最高的，并且具有優異的循環穩定性。在此基礎上，對采用金屬-金屬復合結構的除濕熱泵系統的性能進行了預測，結果表明，該系統的運行周期比采用粘結劑硅膠涂層的系統長80%，平均除濕量可達8.36g kg-1。
綜上所述，該方法能夠形成無粘結劑、低成本、高性能的MOF涂層，在高效節能吸附領域具有廣闊的應用前景。相關文章以“Binder-Free Growth of Aluminum-Based Metal–Organic Frameworks on Aluminum Substrate for Enhanced Water Adsorption Capacity”標題發表在Advanced Functional Materials。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202105267
圖1.MOF-on-Metal結構的建立：a)雜化鋁基MOF的一步合成。b)MIL-96(Al)和MIL-100(Al)的晶體結構。c)準備好的樣品的照片(干燥前和干燥后)。d)在數碼顯微鏡下觀察樣品的橫截面形態。
展開 不同流道布置的平板式固體氧化物燃料電池蠕變損傷研究
梯度孔隙陽極固體氧化物燃料電池的熱應力[J]. 硅酸鹽學報，2022，50(5)：1-8. SONG Ming，DU Chuansheng，WANG Bingying，et al.Thermal stress of solid oxide fuel cell with gradientporosity anode[J]. Journal of the Chinese CeramicSociety，2022，50(5)：1-8.
[6] 宋明，王文慧，杜傳勝，等. 平板式固體氧化物燃料電池的熱機械行為[J]. 硅酸鹽學報，2021，49(3)：476-482. SONG Ming，WANG Wenhui，DU Chuansheng，et al.Thermomechanical behavior of planar solid oxide fuelcell[J]. Journal of the Chinese Ceramic Society，2021，49(3)：476-482.
[7] 宋明，馬帥，蔣文春，等. 小沖桿試驗評價平板式固體氧化物燃料電池釬焊密封接頭力學性能研究[J]. 機械工程學報，2021，57(10)：178-186. SONG Ming，MA Shuai，JIANG Wenchun，et al.Evaluating mechanical properties of brazed seal joint ofplanar solid oxide fuel cell by small punch test[J]. Journalof Mechanical Engineering，2021，57(10)：178-186.
[8] LAURENCIN J，DELETTE G，USSEGLIO-VIRETTA F，et al.
展開 
50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
50-600nm厚度的高遷移率、柔性大面積石墨烯薄膜
本文以氧化石墨烯(GO，杭州高稀科技)/聚丙烯腈(PAN)復合薄膜為前驅體，利用基底替換和協同石墨化策略，制備了大面積、密堆積的組裝石墨烯納米膜(nMAG)(橫向尺寸，20cm；厚度范圍，50-600 nm)。nMAG具有良好的電學性能：載流子遷移率，1540 cm2V?1 s?1；電導率，2.04 MS m?1；載流子壽命4.7 ps。將其應用于電磁屏蔽，nMAG的高電導率降低了其最低商用厚度(100 nm，20 dB)；將其應用于紅外探測，nMAG的強光致熱發射效應將石墨烯/硅二極管的響應波長從1.5 μm擴展到了4 μm。此外，作者將nMAG(200 nm)和聚乙烯醇(PVA)層層組裝成10 μm厚的石墨烯膜，通過PVA的分解構建nMAG氣體逸散通道，抑制氣囊的產生、降低組裝石墨烯厚膜的褶皺密度，進而提升薄膜導電、導熱能力。 展到了4 μm。此外，作者將nMAG(200 nm)和聚乙烯醇(PVA)層層組裝成10 μm厚的石墨烯膜，通過PVA的分解構建nMAG氣體逸散通道，抑制氣囊的產生、降低組裝石墨烯厚膜的褶皺密度，進而提升薄膜導電、導熱能力。 02 成果掠影 浙江大學高超課題組以氧化石墨烯(GO，28 μm，杭州高稀科技)/聚丙烯腈(PAN)薄膜為前驅體，利用基底替換和協同石墨化策略，制備了大尺寸和緊密堆疊的組裝石墨烯納米膜(nMAG，橫向尺寸20 cm，厚度范圍50-600 nm)。PAN的引入，可以交聯氧化石墨烯、減少復合薄膜和基底的界面作用力，進而消除基底剝離對基底種類、結構及面積的依賴性；在高溫二維晶化過程中，PAN可以輔助構建原子級氣體逸散通道，促進納米膜厚度提升；此外，氧化石墨烯可以催化PAN二維結晶，形成完整的石墨烯晶格。nMAG具有良好的電學性能：載流子遷移率，1540 cm2V?1 s?1；電導率，2.04 MS m?1；載流子壽命4.7 ps。
展開 薄膜｜SKC決議出售薄膜業務！集中于二次電池、半導體等未來產業
CINNO Research產業資訊，SK集團下屬材料與化工企業SKC拆分了其薄膜業務。SKC決定集中于于二次電池、半導體、環保等未來事業。
根據韓媒Zdnet報道，9月16日，SKC召開了臨時股東大會，審議通過了關于薄膜業務的分拆計劃書，還表決了關于刪除薄膜業務和變更控股業務的章程修訂案。
SKC的二次電池材料部門SK Nexilis生產的二次電池用銅箔
今年6月，SKC召開董事會，決定分拆出售薄膜業務。并簽約以1.6萬億韓元（約80.5億人民幣）出售給Hahn&Company公司。向其轉讓了SKC的薄膜業務和薄膜加工子公司SKC Hitech&Marketing，以及位于美國、中國的工廠。
SKC決定清理薄膜業務，投資二次電池、半導體、環保未來業務。
SKC在章程中增加了控股業務，成為負責SK集團創新材料的業務控股公司。
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展開 基于低溫燒結的高比能固態電池的厚氧化物正極
而對空氣穩定的氧化物電解質（LATP、LLZO等），由于高界面電阻，復合正極的面積容量通常<0.5 mAh cm-2。在氧化物電解質中，LATP具有高的氧化電壓和較低的密度，有望在SSB中實現高的能量密度。然而在高溫（>700 ℃）下，LATP和LCO之間存在嚴重的互擴散和化學反應，導致生成難以控制厚界面相，這些界面相通常具有低電導率。因此，應開發低溫燒結技術，設計并制備具有自限性的、電子和離子導電的、與LATP和LCO緊密接觸的界面相勢在必行。
工作介紹
近日，南京林業大學韓響副教授、廈門大學陳松巖教授、美國華盛頓大學楊繼輝教授和西北太平洋國家實驗室劉俊教授在Energy & Environmental Science上發了題為“All Solid Thick Oxide Cathodes based on Low Temperature Sintering for High Energy Solid Batteries”的論文。該工作通過原位低溫液相燒結，在LATP基固態電池中構建了一種薄且連續的混合導電界面。這些混合導電界面相極大地改善了載流子輸運性質，在LATP/LiCoO2復合正極體系實現了~6 mAh cm-2面積容量。該技術也適用于富鎳正極材料，面積容量高達~10 mAh cm-2，有望實現比能量大于400 Wh kg-1的SSB。與使用氧化物和硫化物SSE的混合正極相比，該復合極的面容量分別提高了十倍和三倍。廈門大學楊勇教授，西北太平洋國家實驗室王崇民教授和南方科技大學張文清教授對文章的提升和組織給與了重要幫助。
內容表述
1. LABTP/LCO復合正極的設計和面容量
圖1. 采用液相燒結技術制備LABTP/LCO固態復合正極的設計、優化和面積容量。
展開 《Scripta Materialia》一種新的熵穩定氧化物！
圖1 不同組分氧化物的X射線衍射圖和中子衍射圖
圖2 結構連接示意圖
圖3 不同系列氧化物的相互聯系示意圖
A6B2O17的每個分子式單位的構型熵幾乎比含有“高熵氧化物”的等摩爾五組分所能達到的最大構型熵高近3倍。因此，偽二元A6B2O17調制結構同源系列的其他調制相也可以被視為新的熵穩定氧化物。這些化合物具有廣泛的無序度，它們在室溫下是亞穩態的，并僅在升高的溫度下才穩定。這種結構的特定或不相稱的調制，能量角度上比完全隨機結構更穩定。
本文開發了一種新的熵穩定氧化物A6B2O17(A=Zr, Hf; B=Nb, Ta)，通過研究表明熵穩定氧化物并不罕見，本文為設計和發現其他熵穩定氧化物系統開辟了新的路徑。（文：破風）
本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。歡迎轉載請聯系，未經許可謝絕轉載至其他網站。
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