科研动态--中国科学院金属研究所

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稀土金属增强太赫兹辐射强度取得新进展

太赫兹（THz）是一种频率介于微波和红外频率之间的电磁波，在生物医疗、材料和通信等诸多领域中有着重要的应用需求。目前，缺乏高效率、高集成度以及易调制的太赫兹辐射源。传统太赫兹产生方式，如光电导天线和电光晶体法，普遍存在着太赫兹能量低、带宽小、成本高和波长依赖等问题。　　基于自旋电子学效应的太赫兹产生方式由于具有激光波长依赖度低、超宽带、高效率和高稳定性等诸多优点，现已受到国内外太赫兹研究的密切关注。增强电荷-自旋-轨道自由度之间的转化效率对于提升自旋电子-太赫兹辐射强度至关重要。　　中国科学院金属研究所...

2024-09-24
金属所发明热发射极晶体管

集成电路是现代信息技术的基石，而晶体管则是集成电路的基本单元。随着晶体管尺寸的不断缩小，其进一步发展的挑战日益增多。因此，探索具有新工作原理的晶体管，已成为提升集成电路性能的关键。传统晶体管主要依赖稳态载流子的传输，而热载流子晶体管则通过将载流子调制到高能态来提升器件的速度和功能，展现出突破现有晶体管技术限制的潜力。然而，过去的热载流子晶体管主要依靠隧穿注入和电场加速来生成热载流子，由于界面势垒的影响，所生成的热载流子电流密度不足，严重限制了器件性能的提升。　　石墨烯等低维材料凭借其原子级厚度...

2024-08-15
金属中纳米孔弥散强化研究取得进展

发展新型轻质高强度材料是航空航天、汽车、消费电子等关键领域的共同迫切需求。当前材料轻量化一般通过添加更轻的合金元素（如轻质钢中的铝、铝合金中的锂）来实现。与之相比，引入孔洞是更为直观有效，且更具普适性的材料减重途径。但一般情况下，少量孔洞的存在即可导致材料的强度、塑韧性、疲劳性能等力学性能急剧降低。因此，在铸造、粉末冶金、3D打印等材料制备加工过程中，孔洞一般被视为严重材料缺陷而需严格控制并极力消除。　　近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心金海军研究员团队提出，如果细化至百纳米以下...

2024-08-09
高性能碳纳米管纤维研究取得新进展

理论研究表明，高致密度且沿轴向高度顺排的碳纳米管纤维可具有高于商用碳纤维的强韧性和高于传统金属导线的比电导率。单根碳纳米管的直径为纳米级，长度通常为微米级，而碳纳米管纤维具有宏观长度和微米级径向尺寸。如何将纳米尺度的碳纳米管单体组装制备成宏观尺度的纤维，并最大限度保持其优异性能是实现碳纳米管纤维重要应用的关键。　　近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘畅、侯鹏翔团队开展了湿法纺丝制备高导电性碳纳米管纤维研究，所得单壁碳纳米管纤维的电导率比已有报道提高32%（ACS Nano 2022，20263）；进...

2024-07-24
发现多铁材料中铁电极化增强的新机制

磁电多铁材料是一种同时具有铁磁性和铁电性的多功能材料，近年来备受关注。由于其电学性质和磁学性质之间相互耦合，磁电多铁材料可以实现磁场控制电极化或者电场调控磁学性质，在高密度、低能耗、高读写速率器件中有着广阔的应用前景。　　磁电多铁材料的畴壁处存在晶格、自旋、轨道和电荷等多种自由度之间的相互作用，经常表现出体材料中所不具备的新奇物性，对调控材料的铁电性和磁学性能起着重要作用。然而，由于退极化场的不完全屏蔽或梯度能影响，畴壁处的铁电极化强度往往会降低，对材料的性能与应用带来不利影响。畴壁处的铁电极...

2024-07-22
半导体开关芯片用材料研发取得新进展

半导体开关芯片广泛应用于通讯系统、工业控制、数字能源等领域。作为芯片核心部件之一的微开关往往要求具有优异的导电性、高强度和疲劳抗力。尽管金及贵金属合金因具有低电阻率和良好的可微加工性而广泛用作半导体开关部件，但其较低的强度和疲劳性能已无法满足高带宽和数据传输速率的要求。开发高性能微小金属材料已成为超小型、高功率和低功耗的高端半导体开关芯片制造领域中亟待解决的关键问题之一。　　近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心的张广平团队在前期新型金属纳米复合材料制备与力学行为研究工作基础上(Acta...

2024-07-09

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