據悉,全球唯一聚焦晶片類綜合性國際學術期刊Chip第三卷第三期(2024秋季刊)已正式出刊。Chip目前為季刊形式,第三卷第三期為該期刊在2024年第三季度内發表的8篇高品質文章的合集。其中7篇為本期正常刊文章,1篇為Chip首個特刊Cryogenic Chip文章(将進入該特刊特别合集)。Chip所有載文均為金色開放擷取文章(Gold Open Access)。
Chip Vol. 3, No. 3合集可通過此連結免費閱讀和下載下傳:
https://www.sciencedirect.com/journal/chip/vol/3/issue/3
在Chip本期8篇正常刊文章中,7篇為原創研究文章(Research Articles),在其中各篇作者分别報道了各自團隊在矽局域量子點溫度計、可重構矽納米線半導體、鍺光伏轉換铒光纖雷射束、懸浮納米薄膜矽基光子內建電路、雙離子注入終端垂直GaN肖特基勢壘二極管和高靈敏度金剛石X射線探測器陣列等研究熱點課題的最新研究成果;1篇為長篇綜述(Review),作者對用于非易失性存儲器的HfO₂基鐵電薄膜等研究領域的發展現狀和挑戰做出了詳盡深刻的回顧與總結性評述,并展望了這些研究領域的未來研究前景。在Chip第三卷第三期合集中,由天津大學程振洲團隊撰寫的原創研究文章:Suspended nanomembrane silicon photonic integrated circuits被遴選為本期封面主題文章。
Chip第三卷第三期(2024年秋季刊)封面
Chip 本期正常刊文章巡禮
(按文章号排序)
1. Measurement of cryoelectronics heating using a local quantum dot thermometer in silicon. 倫敦大學學院倫敦納米技術中心Mathieu de Kruijf團隊采用嵌入工業标準矽場效應半導體(FET)中的量子點溫度計來評估近距離放置有源場效應半導體所産生的局部溫度升高。對靜态和動态操作制度的影響進行了深入研究,靜态工作時,FET在100 nm處的功率預算為45 nW,而在216 μm處,功率預算提高到150 μW。當動态操作時,測試的開關頻率高達10 MHz,溫度升高可忽略不計。這種方法可以精确地繪制出距離固态量子處理器很遠的可用功率預算,并指出了低溫電子電路允許混合量子-經典系統運作的可能條件。第一作者和通訊作者為Mathieu de Kruijf。本文被遴選為本期Featured in Chip編輯特選文章之一。
原文閱讀連結:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000157
推薦引用格式:de Kruijf, M. et al. Measurement of cryoelectronics heating using a local quantum dot thermometer in silicon. Chip 3, 100097 (2024).
2. Channel-bias-controlled reconfigurable silicon nanowire transistors via an asymmetric electrode contact strategy. 南京大學餘林蔚團隊提出了一個簡單的單栅極R-FET結構,具有不對稱的源/漏(S/D)電極接觸,其中FET通道極性可以通過改變通道偏置Vds的符号來改變。這些R-FET是在有序排列的平面矽納米線(SiNW)通道上制備的,通過平面内固-液-固機制生長,分别在S/D電極上由Ti/Al和Pt/Au接觸。這種通道偏置控制的R-FET在p型摻雜(含铟摻雜)或n型摻雜(磷)SiNW通道上實作,而R-FET原型顯示出令人印象深刻>10⁶的高開關比和79 mV/dec陡峭的亞門檻值擺幅。第一作者為錢文濤,通訊作者為餘林蔚和王軍轉。
原文閱讀連結:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000169
推薦引用格式:Qian, W., Wang, J., Xu, J. & Yu, L. Channel-bias-controlled reconfigurable silicon nanowire transistors via an asymmetric electrode contact strategy. Chip 3, 100098 (2024).
3. Remote electric powering by germanium photovoltaic conversion of an Erbium-fiber laser beam. 馬薩諸塞大學波士頓分校Richard Soref團隊提出了一種32元單晶厚層鍺光伏闆,用于高效捕獲準直徑1.13 m光束。0.78平方米的光伏面闆由商用鍺晶圓制成。對于4000至10000 W範圍内的連續波入射雷射束,通過熱、電和紅外模拟預測,在350至423 K的面闆溫度下,電輸出為660至1510瓦。第一作者和通訊作者為Richard Soref。
原文閱讀連結:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000170
推薦引用格式:Soref, R., De Leonardis, F., Moutanabbir, O. & Daligou, G. Remote electric powering by germanium photovoltaic conversion of an Erbium-fiber laser beam. Chip 3, 100099 (2024).
4. Challenges and recent advances in HfO₂-based ferroelectric films for non-volatile memory applications. 清華大學任天令團隊詳細闡述了基于HfO₂的鐵電存儲技術。HfO₂的鐵電存儲技術由于其高性能、高能效和與标準互補金屬氧化物半導體(CMOS)工藝的完全相容性而引起了人們的廣泛關注。這些非易失性存儲元件,如鐵電随機存取存儲器(FeRAM),鐵電場效應半導體(FeFET)和鐵電隧道結(FTJ),具有不同的資料通路機制,各自的優點,以及在下一代存儲器甚至超越馮諾伊曼架構的特定應用邊界。本文綜述了鐵電HfO₂存儲技術,指出了目前面臨的挑戰,并對未來的研究方向和前景進行了展望。共同第一作者為邵明昊和趙瑞婷,通訊作者為任天令和劉厚方。
原文閱讀連結:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000194
推薦引用格式:Shao, M.-H. et al. Challenges and recent advances in HfO₂-based ferroelectric films for non-volatile memory applications. Chip 3, 100101 (2024).
5. Suspended nanomembrane silicon photonic integrated circuits. 天津大學程振洲團隊提出并證明了懸浮納米膜矽(SNS)光子內建電路具有深亞波長波導厚度的光導,可以在短波長中紅外區域工作。文中展示了關鍵的建構元件,即光栅耦合器,波導陣列,微諧振器等,它們在帶寬,反向反射,品質因子和制造公差方面表現出優異的性能。研究結果表明,SNS光子內建電路與多項目晶圓代工服務具有很高的相容性。第一作者為郭榮翔、郎玘玥與張尊月,通訊作者為天津大學程振洲和深圳大學王佳琦。本文被遴選為本期封面文章和本期Featured in Chip編輯特選文章之一。
原文閱讀連結:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000078
推薦引用格式:Guo, R. et al. Suspended nanomembrane silicon photonic integrated circuits. Chip 3, 100104 (2024).
6. Electrical performance and reliability analysis of vertical gallium nitride Schottky barrier diodes with dual-ion implanted edge termination. 深圳大學劉新科團隊采用氫化物氣相外延(HVPE)技術完整地生長了氮化镓(GaN)襯底及其15 μm外延層。為了提高垂直GaN-on-GaN肖特基勢壘二極管(SBD)的擊穿電壓(VBR),采用碳和氦雙離子共注入來産生邊緣終止。所得到的器件具有0.55 V的低導通電壓,約10⁹的高開關比和1.93 mΩ cm²的低導通電阻。當離子注入邊緣終止時,器件的最大VBR達到1575 V,平均提高126%。這些器件顯示出1.28 GW cm⁻²的高品質因子,并在脈沖應力測試中顯示出出色的可靠性。第一作者為李博,通訊作者為劉新科。
原文閱讀連結:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000236
推薦引用格式:Li, B. et al. Electrical performance and reliability analysis of vertical gallium nitride Schottky barrier diodes with dual-ion implanted edge termination. Chip 3, 100105 (2024).
7. Highly sensitive diamond X-ray detector array for high-temperature applications. 鄭州大學單崇新團隊以單晶金剛石為材料,建構了一個10 × 10的X射線光電探測器陣列。為了提高金剛石X射線探測器的靈敏度,采用了不對稱夾層電極結構。此外,通過雷射切割産生溝槽以防止相鄰像素之間的串擾。金剛石X射線探測器陣清單現出優異的性能,包括低檢測限為4.9 nGys⁻¹,靈敏度為14.3 mC Gy⁻¹ cm⁻²,光暗電流比為18312,這是迄今為止報道的金剛石X射線探測器中最高值。此外,這些金剛石X射線探測器可以在高達450°C的高溫下工作,使其适合在惡劣環境中開發。第一作者為豆文傑,通訊作者為楊珣、周維民、單崇新。
原文閱讀連結:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000248
推薦引用格式:Dou, W. et al. Highly sensitive diamond X-ray detector array for high-temperature applications. Chip 3, 100106 (2024).