柔性填充孔薄膜;来自皮氏培养皿的光学芯片;28ghz的5G收发器。
柔韧的填充孔薄膜
大邱庆北科学技术学院(DGIST)和弘益大学的研究人员提出了一种简单的制作方法柔性电极和薄膜晶体管持续时间更长:增加很多小孔。
柔性电子器件的一个主要问题是在反复弯曲后形成微观裂纹，这可能导致器件失去导电性能并失效。为了解决这个问题，该团队研究了土木工程中使用的技术，DGIST教授Jae Eun Jang说。“我们碰巧路过一个建筑工地，看到了经常用于建筑的带孔钢板。我们知道这些带孔的钢板是用来减轻压力的。我们认为这种方法也可以成为微米世界的解决方案，基于这一想法，我们开始进行实验。”
研究人员在标准铝薄膜电极和a- igzo(非晶铟镓氧化锌)薄膜晶体管上制造了微米大小的锯齿状孔。随着孔的排列，材料的应力分布发生变化，裂缝只在孔边缘附近的特定点形成，并在短距离内传播，而不是在随机位置形成并广泛传播。由于裂纹位置是可预测和可控的，在导电层(如金属电极或TFT的半导体结)中致命的电击穿可以通过专门安排孔阵列来防止。
Jang说，测试表明，填充孔的薄膜可以承受频繁的弯曲。“我们的设备能够保持高达30万次弯曲循环的导电性，这意味着它们可以每天弯曲80次以上，持续10年。”
此外，该团队表示，所提出的方法成本低廉，易于采用已经在显示器制造中使用的设备。
28ghz的5G收发器
东京工业大学和NEC公司的研究人员建立了一个28ghz相控阵收发器支持5G应用的双极化MIMO。
双极化相控阵收发器是一类可以通过水平极化和垂直极化波同时传输数据的天线系统，在提高5G无线电单元的数据速率和频谱效率方面已经显示出前景。然而，它们可能遭受交叉极化泄漏，这导致信号质量下降，特别是在毫米波波段。
用于极化MIMO的相控阵无线电。(来源:©IEEE)
新型收发器能够使用内置的所谓水平和垂直(H/V)抵消交叉极化干扰。试验结果表明，采用256 QAM数字调制方法的误差矢量幅值可以从7.6%提高到3.3%。研究人员说:“这些抵消信号是为传输端的水平和垂直极化而产生的，这样就可以抵消由发射机/接收机芯片、封装、印刷电路板和天线引起的交叉极化泄漏。”
该收发器采用低成本、可批量生产的硅CMOS技术制造，面积为16mm2。研究人员预计，新的电路可以安装在广泛的5G应用中，并可以提高频谱效率，同时将设备尺寸和设置成本降至最低。
培养皿里的光学芯片
ITMO大学、圣彼得堡学术大学和Université de Lorraine的研究人员开发了一种方法制造光学芯片使用培养皿中的化学溶液在可见光范围内操作，而不是纳米光刻。
红外范围通常用于光学芯片。“但是为了使设备更加紧凑，我们需要在可见范围内工作，”ITMO物理与工程系的首席研究员谢尔盖·马卡罗夫(Sergey Makarov)说，“因为芯片的大小取决于其发射的波长。”
虽然创建一个发射光谱中绿色或红色部分的光源并不困难，但为这些波长创建波导可能是一个问题。
“微激光是一种发射源，你需要把它引导到某个地方，”ITMO物理与工程系的高级研究员伊万·西涅夫(Ivan Sinev)说，“这就是波导的用途。但是用于红外光学的标准硅波导在可见范围内不起作用。它们传送的信号不超过几微米。对于光学芯片来说，我们需要在高度本地化的情况下沿几十微米进行传输，这样波导的直径就会非常小，光线就能穿过它足够远。”
研究小组选择了磷化镓作为波导材料，因为它在可见光波段的损耗非常低。
ITMO物理与工程系高级研究员Anatoly Pushkarev指出:“该芯片的重要特性是它能够通过一个非常简单的程序将发射颜色从绿色调整为红色:钙钛矿和卤化氢蒸汽之间的阴离子交换。”“重要的是，你可以在芯片生产后改变发射颜色，这个过程是可逆的。这对于需要传输不同波长光信号的设备来说很有用。例如，你可以为这样的设备创建多个激光器，将它们连接到一个波导上，并使用它一次传输多个不同颜色的信号。”
芯片中还添加了由钙钛矿制成的光学纳米天线，用于接收沿波导传播的信号，从而可以将两个芯片合并到一个系统中。
“我们在波导的另一端增加了一个纳米天线，”ITMO物理与工程系的博士生Pavel Trofimov解释说，“所以现在我们有了一个光源、一个波导和一个纳米天线，当被微激光器的发射泵浦时，它就会发光。我们添加了另一个波导:结果，一个激光的发射进入了两个波导。与此同时，纳米天线不仅将这些元素连接成一个单一的系统，而且还将部分绿光转换为红色光谱。”
这种新芯片的元件尺寸比在红外光谱范围内工作的同类芯片小三倍左右。这两种光源都可以通过溶液化学方法直接在培养皿中的波导上生长，这比常用的纳米光刻技术便宜得多。
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