中国科技期刊卓越行动计划推介:Chip(第三卷第三期)

科创中国 2024-10-14 14:38:24

据悉,全球唯一聚焦芯片类综合性国际学术期刊Chip第三卷第三期(2024秋季刊)已正式出刊。Chip目前为季刊形式,第三卷第三期为该期刊在2024年第三季度内发表的8篇高品质文章的合集。其中7篇为本期常规刊文章,1篇为Chip首个特刊Cryogenic Chip文章(将进入该特刊特别合集)。Chip所有载文均为金色开放获取文章(Gold Open Access)。

Chip Vol. 3, No. 3合集可通过此链接免费阅读和下载:

https://www.sciencedirect.com/journal/chip/vol/3/issue/3

在Chip本期8篇常规刊文章中,7篇为原创研究文章(Research Articles),在其中各篇作者分别报道了各自团队在硅局域量子点温度计、可重构硅纳米线晶体管、锗光伏转换铒光纤激光束、悬浮纳米薄膜硅基光子集成电路、双离子注入终端垂直GaN肖特基势垒二极管和高灵敏度金刚石X射线探测器阵列等研究热点课题的最新研究成果;1篇为长篇综述(Review),作者对用于非易失性存储器的HfO₂基铁电薄膜等研究领域的发展现状和挑战做出了详尽深刻的回顾与总结性评述,并展望了这些研究领域的未来研究前景。在Chip第三卷第三期合集中,由天津大学程振洲团队撰写的原创研究文章:Suspended nanomembrane silicon photonic integrated circuits被遴选为本期封面主题文章。

Chip第三卷第三期(2024年秋季刊)封面

Chip本期常规刊文章巡礼

(按文章号排序)

1. Measurement of cryoelectronics heating using a local quantum dot thermometer in silicon. 伦敦大学学院伦敦纳米技术中心Mathieu de Kruijf团队采用嵌入工业标准硅场效应晶体管(FET)中的量子点温度计来评估近距离放置有源场效应晶体管所产生的局部温度升高。对静态和动态操作制度的影响进行了深入研究,静态工作时,FET在100 nm处的功率预算为45 nW,而在216 μm处,功率预算提高到150 μW。当动态操作时,测试的开关频率高达10 MHz,温度升高可忽略不计。这种方法可以精确地绘制出距离固态量子处理器很远的可用功率预算,并指出了低温电子电路允许混合量子-经典系统运行的可能条件。第一作者和通讯作者为Mathieu de Kruijf。本文被遴选为本期Featured in Chip编辑特选文章之一。

原文阅读链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000157

推荐引用格式:de Kruijf, M. et al. Measurement of cryoelectronics heating using a local quantum dot thermometer in silicon.Chip3, 100097 (2024).

2. Channel-bias-controlled reconfigurable silicon nanowire transistors via an asymmetric electrode contact strategy. 南京大学余林蔚团队提出了一个简单的单栅极R-FET结构,具有不对称的源/漏(S/D)电极接触,其中FET通道极性可以通过改变通道偏置Vds的符号来改变。这些R-FET是在有序排列的平面硅纳米线(SiNW)通道上制备的,通过平面内固-液-固机制生长,分别在S/D电极上由Ti/Al和Pt/Au接触。这种通道偏置控制的R-FET在p型掺杂(含铟掺杂)或n型掺杂(磷)SiNW通道上实现,而R-FET原型显示出令人印象深刻>10⁶的高开关比和79 mV/dec陡峭的亚阈值摆幅。第一作者为钱文涛,通讯作者为余林蔚和王军转。

原文阅读链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000169

推荐引用格式:Qian, W., Wang, J., Xu, J. & Yu, L. Channel-bias-controlled reconfigurable silicon nanowire transistors via an asymmetric electrode contact strategy.Chip3, 100098 (2024).

3. Remote electric powering by germanium photovoltaic conversion of an Erbium-fiber laser beam. 马萨诸塞大学波士顿分校Richard Soref团队提出了一种32元单晶厚层锗光伏板,用于高效捕获准直径1.13 m光束。0.78平方米的光伏面板由商用锗晶圆制成。对于4000至10000 W范围内的连续波入射激光束,通过热、电和红外模拟预测,在350至423 K的面板温度下,电输出为660至1510瓦。第一作者和通讯作者为Richard Soref。

原文阅读链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000170

推荐引用格式:Soref, R., De Leonardis, F., Moutanabbir, O. & Daligou, G. Remote electric powering by germanium photovoltaic conversion of an Erbium-fiber laser beam.Chip3, 100099 (2024).

4. Challenges and recent advances in HfO₂-based ferroelectric films for non-volatile memory applications. 清华大学任天令团队详细阐述了基于HfO₂的铁电存储技术。HfO₂的铁电存储技术由于其高性能、高能效和与标准互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的完全兼容性而引起了人们的广泛关注。这些非易失性存储元件,如铁电随机存取存储器(FeRAM),铁电场效应晶体管(FeFET)和铁电隧道结(FTJ),具有不同的数据访问机制,各自的优点,以及在下一代存储器甚至超越冯诺伊曼架构的特定应用边界。本文综述了铁电HfO₂存储技术,指出了当前面临的挑战,并对未来的研究方向和前景进行了展望。共同第一作者为邵明昊和赵瑞婷,通讯作者为任天令和刘厚方。

原文阅读链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000194

推荐引用格式:Shao, M.-H. et al. Challenges and recent advances in HfO₂-based ferroelectric films for non-volatile memory applications.Chip3, 100101 (2024).

5. Suspended nanomembrane silicon photonic integrated circuits. 天津大学程振洲团队提出并证明了悬浮纳米膜硅(SNS)光子集成电路具有深亚波长波导厚度的光导,可以在短波长中红外区域工作。文中展示了关键的构建元件,即光栅耦合器,波导阵列,微谐振器等,它们在带宽,反向反射,质量因子和制造公差方面表现出优异的性能。研究结果表明,SNS光子集成电路与多项目晶圆代工服务具有很高的兼容性。第一作者为郭荣翔、郎玘玥与张尊月,通讯作者为天津大学程振洲和深圳大学王佳琦。本文被遴选为本期封面文章和本期Featured in Chip编辑特选文章之一。

原文阅读链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000078

推荐引用格式:Guo, R. et al. Suspended nanomembrane silicon photonic integrated circuits.Chip3, 100104 (2024).

6. Electrical performance and reliability analysis of vertical gallium nitride Schottky barrier diodes with dual-ion implanted edge termination. 深圳大学刘新科团队采用氢化物气相外延(HVPE)技术完整地生长了氮化镓(GaN)衬底及其15 μm外延层。为了提高垂直GaN-on-GaN肖特基势垒二极管(SBD)的击穿电压(VBR),采用碳和氦双离子共注入来产生边缘终止。所得到的器件具有0.55 V的低导通电压,约10⁹的高开关比和1.93 mΩ cm²的低导通电阻。当离子注入边缘终止时,器件的最大VBR达到1575 V,平均提高126%。这些器件显示出1.28 GW cm⁻²的高品质因子,并在脉冲应力测试中显示出出色的可靠性。第一作者为李博,通讯作者为刘新科。

原文阅读链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000236

推荐引用格式:Li, B. et al. Electrical performance and reliability analysis of vertical gallium nitride Schottky barrier diodes with dual-ion implanted edge termination.Chip3, 100105 (2024).

7. Highly sensitive diamond X-ray detector array for high-temperature applications. 郑州大学单崇新团队以单晶金刚石为材料,构建了一个10 × 10的X射线光电探测器阵列。为了提高金刚石X射线探测器的灵敏度,采用了不对称夹层电极结构。此外,通过激光切割产生沟槽以防止相邻像素之间的串扰。金刚石X射线探测器阵列表现出优异的性能,包括低检测限为4.9 nGys⁻¹,灵敏度为14.3 mC Gy⁻¹ cm⁻²,光暗电流比为18312,这是迄今为止报道的金刚石X射线探测器中最高值。此外,这些金刚石X射线探测器可以在高达450°C的高温下工作,使其适合在恶劣环境中开发。第一作者为豆文杰,通讯作者为杨珣、周维民、单崇新。

原文阅读链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2709472324000248

推荐引用格式:Dou, W. et al. Highly sensitive diamond X-ray detector array for high-temperature applications.Chip3, 100106 (2024).

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