《超高速柔性單晶矽電子器件及多功能電路的研究》是依託天津大學，由秦國軒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超高速柔性單晶矽電子器件及多功能電路的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：秦國軒
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
卓越的機械特性、更輕的重量以及廉價的成本等諸多獨特優勢使柔性電子器件的研究和套用迅速興起。速度是柔性電子器件最重要的指標之一，速度提高將大大提升如數據傳輸、功率增益、功耗等各方面性能。但由於缺乏有效的高速柔性電子科學理論基礎、器件模型和設計製造方法，目前柔性電子器件的研究仍局限於低速或中等速度的範圍，超高速(最大振盪頻率達到Ku頻帶：12GHz-18GHz)柔性電子器件及多功能電路無法實現。本項目將針對以上亟待解決的基本問題進行科學研究：探索分析制約柔性電子器件提升到超高速水平的關鍵機制和物理參數，為超高速柔性電子器件及其它相關高速研究領域打下理論基礎；添加或修正影響超高速工作的關鍵參數，建立準確的器件模型；創新單晶矽器件設計製造方法。本項目將為實現超高速柔性電子器件及多功能電路提供必要條件，為各領域所迫切需要的套用及發展奠定基礎，如高速電子通訊，生物電子器件，及高速雷達，航空航天套用等。
結題摘要
柔性電子器件具有以往傳統電子器件所不具備的諸多獨特優勢：結構輕薄；可彎曲變形；可附著於任何形狀的表面上；機械穩定性高，在受外界撞擊時所受的影響更小；可大面積使用，並可以方便的捲起或摺疊，使得保存、運輸以及使用大大簡化。柔性電子學成為一門綜合電子、材料、機械、力學以及生物醫學等多領域的新興交叉學科。器件速度是柔性電子器件最重要的性能指標之一，速度的提高將大大提升如數據傳輸、功率增益、功耗等各方面的性能。高性能柔性電子器件及電路具有非常廣闊和重要的套用前景：例如WiFi可攜帶電子器件、高速電子通訊系統，高速物聯網識別及傳輸系統，可植入人體的生物電子器件，柔性感測器，以及軍用民用高速雷達、通訊天線，航空航天套用等等。本項目開展的基礎性科學研究重點針對高速柔性單晶矽電子器件與電路的機制模型研究與性能提升。本項目研究所取得的工作進展和成果主要包括：1. 對高速高頻工作條件下的柔性單晶矽電子器件的各項主要物理機制和器件參數進行理論分析研究，包括分析與器件速度相關的機制及參數，分析超高速柔性單晶矽電子器件電路與傳統電子器件所不同的主要工作機制、結構與參數等，並建立相關的理論分析模型。2. 依據分析獲得的高速柔性電子器件的工作原理，建立適用於高速柔性電子器件電路的電學模型，並根據高速柔性電子器件的主要影響機制與參數對器件電路模型和仿真軟體模型進行相應的物理機制和器件參數修正，通過多種類型器件電路的實驗測試數據進行驗證與最佳化。3. 設計製造多種類型的高速柔性單晶矽電子器件，並根據器件理論與模型進行結構、工藝等的最佳化，提升器件速度及其他相關性能，實現了多種高性能高速柔性電子器件（如特徵頻率達到Ku頻帶的柔性薄膜電晶體器件），並以此為基礎設計製造了高速柔性功能電路。對於未來設計製造高速柔性電子器件電路具有一定的指導意義。綜上所述，本項目從基礎理論、器件結構工藝、模型建立、性能表征等方面對超高速柔性單晶矽電子器件與電路進行了分析與研究，加深理解了高速柔性電子器件的工作機制與關鍵參數，實現了多種類型的高速柔性單晶矽電子器件與電路，有效地提升了柔性電子器件與電路的速度特性，為後續對高性能柔性電子器件更加深入、全面的研究工作奠定了基礎，也對提升我國相關領域科技創新能力具有促進作用。
