最新刊期
2024年第6卷第4期
- 摘要：金刚石是一种极具工业应用价值的材料，广泛应用于超精密加工、半导体、光学和电子器件等工业领域。但由于金刚石的超高硬度和高化学惰性，难以实现其高效和超低损伤加工。为了解决这些挑战，研究者已经开发出了多种单晶金刚石（SCD）和多晶金刚石（PCD）的抛光方法，包括机械抛光、化学抛光、激光抛光和离子束抛光等。其中，传统的机械和化学抛光方法存在抛光精度和抛光效率较低、抛光界面的几何形状受限和易引起抛光表面损伤等不足，这限制了金刚石在半导体、光学等精密电子器件领域的应用。近些年新兴起的能量束抛光方法因其高效率、高精度以及低表面损伤在金刚石抛光领域得到了越来越广泛的应用。近期，华侨大学姜峰教授等人在SCI核心期刊《极端制造》（International Journal of Extreme Manufacturing，IJEM）上发表了题为《金刚石的能量束直接抛光和辅助抛光技术进展与挑战》的长篇综述，系统总结了SCD和PCD的能量束抛光技术，如激光抛光、离子束抛光、等离子体辅助抛光和激光辅助抛光等，分析了各种抛光工艺的工艺特点、材料去除机理及其影响因素。图1展示了几种能量束抛光技术的抛光装置、材料去除机理和影响因素。0|0|0更新时间：2024-09-12
- 摘要：仿生特殊润湿性宏观阵列结构材料（Macrostructure array materials with special wettability，以下简称：MAAMs-SW）是指具有特殊润湿性和尺寸在几百微米到几毫米（亚毫米级、毫米级）周期性结构特征的功能性表面。这类表面因具有液滴操纵、抗结冰、水收集、减阻、传热及油水分离等功能，在航空、航海、能源、环境和生物医学领域获得实际应用，展示出其具有广泛的应用前景和重要的经济价值。与特殊润湿性微纳结构表面相比，仿生MAAMs-SW的制备工艺更为成熟简单，具有良好的成本优势，适合工业化生产。然而，目前少有文献对仿生MAAMs-SW研究进行系统整理。为了指导研究人员探索新理论、新技术和新应用，快速推动仿生MAAMs-SW方向的发展，近期，吉林大学机械与航空航天工程学院于化东教授、长春理工大学跨尺度微纳制造教育部重点实验室廉中旭博士、许金凯教授、任万飞博士、周建辉硕士生、天津大学陈发泽博士和英国华威大学田延岭准教授在SCI期刊《极端制造》（International Journal of Extreme Manufacturing, IJEM）上共同发表《仿生特殊润湿性宏观阵列结构材料的最新研究进展—从表面工程到功能应用》的综述，系统总结了仿生MAAMs-SW的最新研究：首先回顾了MAAMs-SW的基本理论与设计理念；然后通过对增材制造、减材制造及等材制造三种加工方式进行分类，重点关注了MAAMs-SW的制备策略，并全面介绍了仿生MAAMs-SW的应用现状（图1），阐述了仿生MAAMs-SW的宏观结构-润湿性-功能之间的关系；最后，提出了实现理想高性能MAAMs-SW所面临的关键挑战，并对其未来发展进行了展望。0|0|0更新时间：2024-09-12
- 摘要：人工骨移植后的细菌感染已成为一个严重的并发症，因为骨缺损常伴随着感染和开放性伤口，而缺乏抗菌功能的骨支架更是为细菌提供了生长和繁殖的环境，这可能会导致骨移植失败甚至更严重情况下造成截肢。目前的抗生素治疗虽然直接，但过度使用可能导致药物毒性，甚至诱发超级细菌的产生。研究者们已经尝试了不同的抗菌策略，但如Ag、Cu和Zn这些重金属的生物相容性仍存在争议。鉴于这些问题，中南大学机电工程学院、极端服役性能精准制造全国重点实验室的帅词俊教授、冯佩副教授在SCI期刊《极端制造》（International Journal of Extreme Manufacturing, IJEM）上发表《氧空位助力芬顿反应对抗骨支架细菌感染》的研究型文章，创新性地提出了将含有丰富氧空位缺陷的Fe掺杂TiO2纳米颗粒结合到生物可降解的聚合物材料中，并通过选择性激光烧结技术构建具有良好抗菌活性的复合骨支架，从而增强芬顿反应的效率，实现更高效和更安全的骨支架抗菌功能。图1（左上和右上）分别展示了通过高能球磨法合成富含氧空位缺陷的Fe掺杂TiO2纳米颗粒以及通过选择性激光烧结技术制备抗菌复合骨支架的过程，（左下）展示了抗菌复合骨支架基于芬顿反应富集H2O2及生成羟基自由基（·OH）的示意图，（右下）展示了氧空位助力芬顿反应促进抗菌复合骨支架对抗细菌感染的示意图。0|0|0更新时间：2024-09-12
- 摘要：随着大数据和人工智能时代的来临，采用传统的集成电路处理巨量的数据已经越发捉襟见肘。半导体晶体管的发展正在逼近其物理极限，光电子集成芯片技术被公认为后摩尔时代最有潜力的信息技术发展路线之一。其中，微纳尺度的高性能电致发光器件是光电子集成芯片发展和应用的一个关键核心部件。研制具有电驱动、高速直接调制、易于片上集成等优异特性的微纳光源一直以来都是光电信息技术领域的重要前沿。0|0|0更新时间：2024-09-12
- 摘要：近年来，硫系相变材料与硅光波导集成的非易失性存储器件在神经形态存内计算应用方面取得了重要进展。相变材料在电脉冲或激光脉冲诱导下可发生快速可逆结构相变，产生非易失的电学或光学性质差异，被认为是实现非冯诺依曼计算架构的重要材料之一。得益于130 nm CMOS工艺线的光子集成线路制造工艺、深紫外光刻技术、电子束直写技术与晶圆级相变材料薄膜溅射技术的发展，该类非冯诺依曼计算元件有望实现大规模制造，在未来运行先进机器学习算法时可利用超大带宽、高速和波分复用并行计算优势，从而大幅提升算力。近期，西安交通大学材料创新设计中心团队在SCI期刊《极端制造》（International Journal of Extreme Manufacturing, IJEM）上发表名为《Fabrication and integration of photonic devices for phase-change memory and neuromorphic computing》的综述。该综述概述了基于集成硅光波导的相变存储光功能器件与神经形态光计算系统的最新进展，讨论了实现先进器件性能的制造与集成工艺，并展望了未来基于相变材料的光存储与光计算器件的应用与挑战。0|0|0更新时间：2024-09-12
- 摘要：NiTi合金具有形状记忆效应、超弹性、阻尼特性和良好的生物相容性，在生物医学和航空航天领域受到广泛关注。但由于加工硬化、刀具磨损等问题，使用传统方法进行NiTi合金的制造是一项重大挑战，而激光粉末床熔融（LPBF）技术通过逐层选择性熔化制备NiTi合金产品，直接解决了这一挑战。这种增材制造技术具有极快的熔化/凝固速度和周期性的热循环，使得成形试样具有不同于传统工艺的独特显微组织和性能，亟需揭示LPBF成形NiTi合金构件的显微组织演变及其对力学性能、功能特性及相变行为等的影响机制。此外，结构优化设计是NiTi合金的重要研究方向，高比强度、轻量化、高形状回复比及高度定制化等特性是其能够广泛应用于生物、航空航天等领域的重要因素。0|0|0更新时间：2024-09-12
- 摘要：随着摩尔定律的失效，新材料体系的研发对于过渡到后摩尔时代至关重要。半个多世纪以来，广泛的基础研究和工程应用探索，不断丰富硅基材料体系，并提升了芯片综合性能，硅等传统半导体材料也成为了现代信息技术的基石，并不断开发出性能更好的硅基器件和系统。与此同时，在原子层的后摩尔时代，过渡金属二硫属化物（TMD）等原子层半导体材料因其独特的电子和光电特性而引起了广泛的研究兴趣，有望为下一代电子学的新时代提供动力。然而，近年来即使在器件结构、传统半导体材料系统、先进工艺和系统工程方面进行了广泛创新和前瞻探索，传统摩尔定律的扩展也在物理、工艺和成本上遇到极大的瓶颈。作为替代方案，原子层半导体和传统半导体之间的异构集成提供了将原子层半导体的独特性能与成熟的传统半导体材料系统相结合的宝贵机会。近期，清华大学材料学院王琛副教授、NEXT团队与李正操教授等在SCI期刊《极端制造》（International Journal of Extreme Manufacturing, IJEM）上共同发表《原子层半导体和传统半导体比较一致性分析及异构集成的机遇》的综述，系统介绍了原子层半导体和传统半导体之间比较一致性的研究背景、最新进展及未来展望。21|1|0更新时间：2024-08-30
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