当前，各种光刻技术都在争提出各种改进技术。但最有前途的是纳米压印光刻技术（NIL），它已发展成为一种潜在的具有成本效益的解决方案，可以在较大的表面上压印出纳米级图案。

纳米压印技术是基于机械复制，不受光学衍射的限制。它是一种有实现低于5nm的分辨率的潜力的技术，并以非常低的成本实现非常好的关键缺陷（CD）控制。

因此，由于巨大的性能潜力，NIL可以满足广泛的半导体应用。对于光学光子元件、生物技术设备或生物芯片以及存储存储器应用方面已经形成了与全息光刻，注塑成型和高端极紫外（EUV）光刻设备的竞争局面，这似乎是一条可行的降低成本的途径。

尽管NIL设备业务仍是半导体应用的利基市场，但预计其复合年增长率将超过20％，到2024年生产时的年收入将达到约1.45亿美元。

YoleDéveloppement在其《2019年半导体应用的纳米压印技术趋势》报告中估计，2018年包括研发和生产在内的整个半导体NIL设备市场价值约为6,000万美元至8,000万美元。

如今，对光学光学元件的需求推动了对NIL的需求，这些光学元件要求具有精细而复杂的图案从而实现在增强现实（AR/VR），3D传感和数据通信/电信领域中的应用。此外，NIL也为依赖微/纳米级生物相容性材料的生物芯片提供了重要的实现途径。

由于高端的Stepper在高分辨率下的成本太高，因此NIL工艺也引起了人们对于存储存储器应用的关注，他们希望用用纳米压印技术替代昂贵stepper光刻机实现分辨率低于20 nm的应用。因此，对于下一代3D NAND存储器，NIL在大批量生产中是极具吸引力的成本效益选择。

从制造的角度来看，AR/VR、3D传感和光通信通信应用推动了光学光子元件的NIL设备市场。这些应用的发展也成就了纳米压印行业的设备制造商，如：Canon、EVG、Obducat，Nanonex、SUSS等，另外近年来随着国内微纳米市场的发展，国内纳米压印设备厂商也越来越活跃，在国内推动微纳光学应用起到了重要的作用。

相比于纳米压印设备，我们很少关注到压印胶。笔者认为，压印胶的重要程度可能不亚于光刻胶，同样是实现高分辨率，但是在与微纳光学器件的生产中压印胶承担的是功能材料，是需要保留的材料，这种要求比光刻胶苛刻的多，因为光刻胶更多的只是媒介，在后续的工艺中并不保留。因此我们会对压印胶的分辨率、折射率、老化寿命、黄化、与衬底的粘附性、剥落性能甚至是硬度都有着较高的要求。相信随着微纳米结构在微纳光学应用的深入，压印胶特别是针对单一应用的定制化压印胶会更加重要。

原文作者Amandine Pizzagalli是YoleDéveloppement（Yole）的技术与市场分析师， 本文在原作者的基础上整理并补充后发布，仅供参考。
原文来源：https://www.i-micronews.com/the-rise-of-nanoimprint-lithography-in-semiconductor-manufacturing/?cn-reloaded=1
资料来源：www.yole.fr

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可靠的三维电路制造对于进一步实现电子器件的小型化和实现复杂的功能至关重要。通过蚀刻到硅中实现超细的 3D 形状控制是非常具有挑战性的，因为即使是原子尺度的损伤也会影响器件性能。

在《晶体生长与设计》杂志上发表的一项新研究中，奈良科技研究所（NAIST）的科学家蚀刻了硅，并获得了原子级光滑的金字塔结构。当这些硅金字塔涂上薄薄一层铁层时，迄今仅实现了理论性的磁性特性。

NAIST研究员、这项研究的资深作者肯·哈托里在原子控制纳米技术领域发表了广泛的研究。Hattori 研究的主要目的是增强硅基技术的功能。

硅是现代电子的主力，因为它可以充当半导体或绝缘体，而且它是一种丰富的元素。然而，未来的技术进步要求在三个维度上进行原子平滑的器件制造。

奈良科技研究所研究员肯·哈托里

金字塔形硅纳米结构阵列的制造需要化学蚀刻和标准干蚀刻的组合。到目前为止，要准备原子光滑的表面是非常困难的。

我们订购的等腰硅金字塔阵列大小相同，面面平面扁平。我们通过低能电子衍射模式和电子显微镜证实了这些发现。

艾达尔·伊米基莫夫，奈良科学技术研究所研究主要作者

研究人员将一个30纳米的超薄铁层沉积在硅上，以产生奇怪的磁性。金字塔的原子级方向控制覆盖铁的方向，进而控制覆盖铁的属性。

铁的外延生长使纳米膜的形状各向异性得以形成。磁化作为磁场函数的曲线是矩形状的，但有断裂点，这是由在金字塔顶点中束缚的磁涡的不对称运动引起的。

奈良科技研究所研究员肯·哈托里

研究小组观察到，在对平面铁涂层硅进行的类似实验中，曲线缺乏断裂点。尽管其他几个研究小组在理论上估计了金字塔形状的异常曲线，但NAIST团队是第一个在真正的纳米结构中证明它的人。

“我们的技术将实现一个圆形磁性阵列，只需调整基板的形状，”Irmikimov补充说。将新技术融入先进技术，如自旋电子——通过电子的自旋而不是电荷对信息进行编码——将大大提高3D电子器件的工作速度。

文章信息：Irmikimov, A., et al. (2021) Atomically Architected Silicon Pyramid Single-Crystalline Structure Supporting Epitaxial Material Growth and Characteristic Magnetism. Crystal Growth & Design. doi.org/10.1021/acs.cgd.0c01286.
资料来源：http://www.naist.jp/en/
原文链接：https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=37697
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这些应用的理想材料首先应提供很高的转换效率，这意味着必须将很大一部分入射光束转换为所需波长的光。

还要求其占地面积小（也就是说，必须使用尽可能少的材料）；与大多数电子设备中使用的标准CMOS技术兼容；并能够在室温下运行。

对于入射光处于电磁频谱的太赫兹（THz）区域的应用，特别需要一种最佳解决方案。人眼无法看到这种光，但是它通常用于从机场安全到产品检查的各种应用，并且可以在未来的通信技术中发挥重要作用。

二维材料对于光转换非常有趣。它们由单层原子（或两层原子）组成，因此厚度几乎为零（这就是为什么将它们称为2D材料）的原因。

该特性确保了较小的材料占地面积。另外，由于它们比光的波长薄，因此在这些材料中传播的光波保持同相。其中，石墨烯是由蜂窝结构中排列的单层碳原子制成的众所周知的材料，特别有前景。

这是因为它表现出非常大的非线性转换系数，尤其是在THz范围内。但是，另一方面，由于光可以与之相互作用的少量物质，其极薄的厚度会影响其转换效率。

为了克服这个问题，作者决定将石墨烯与另一种增强这种相互作用的材料系统结合使用。

来自加泰罗尼亚的纳米科学和纳米技术研究所（西班牙，ICN2），Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德国，HZDR），光子科学研究所（西班牙，ICFO），马克斯·普朗克聚合物研究所的一组研究人员，美因茨（德国），比勒费尔德大学（德国）和柏林工业大学（德国TUB）将石墨烯与提供场增强的金属结构相结合，从而形成了一种具有非常高的非线性光转换效率的混合材料。

正如最近在ACSNano上发表的一篇科学文章中所解释的那样，这种结构（光栅石墨烯）以新波长产生出射光，其强度比仅使用石墨烯获得的强度高1000倍以上。

ICN2纳米级超快动力学小组负责人，论文的最后作者Klaas-Jan Tielrooij博士解释说：“石墨烯和金属光栅的结合可实现太赫兹光的高效转换，在现场可达到1％ ”），来自该工作的第一作者HZDR的Jan-Christoph Deinert博士补充说：“这种混合材料使我们能够观察到振荡三倍，五倍，七倍甚至八倍的光。比入射光快九倍。”

这种混合材料出色的转换效率确保了转换过程中的低功耗，同时石墨烯与CMOS技术的兼容性允许集成在基于这种技术的设备中。

总的来说，这种光栅-石墨烯结构本身是需要在太赫兹状态下进行非线性转换，芯片集成，室温操作和低功耗的商业可行应用的理想选择。

资料来源：https :  //icn2.cat/en/
原文链接：https://www.azonano.com/news.aspx?newsID=37681
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最小尺度范围粒子，也称为量子系统，在许多不同领域提供了一系列技术应用，例如信息处理，磁场传感，超精密计时或安全通信。

这种微观上微小的结构的发展已经取得了很大进步，以至于它们的尺寸小于光的波长。以这种方式，现在有可能打破迄今为止在光学中遇到的限制并应用光的量子特性。简而言之，纳米光子学是量子技术的一项创新技术。

随着每个光子在量子态中的移动，研究人员将相关的光源描述为量子发射器。这些量子发射器可以被集成到纳米金刚石中。像这样的独特金刚石是由其微小的微小颗粒定义的，该颗粒的大小只有几纳米到几百纳米。

现在，明斯特大学的科学家们首次能够将纳米金刚石完全整合到纳米光子电路中，并同时光学解决了其中许多纳米金刚石的问题。

在此过程中，绿色激光聚焦在纳米金刚石的色心上，并且纳米金刚石内部产生的所有单个红色光子都被排放到纳米级光学组件的网格中。因此，研究小组目前可以在完全合并的状态下调节这些量子系统。研究结果已发表在Nano Letters期刊上。

背景与方法

早期，必须建立笨重的显微镜来调节这种量子系统。借助于制造技术，就像用于制造用于计算机处理器的芯片的技术一样，可以在单个硅芯片上使用波导或纳米纤维以类似的方式引导光。

这种尺寸小于微米的光波导是使用明斯特纳米制造工厂（MNF）的反应离子蚀刻设备和电子束光刻技术制成的。

在这里，典型实验装置的尺寸缩小到几百平方微米。缩小尺寸不仅意味着我们可以节省空间，以期将来涉及大量量子系统的应用，而且还使我们第一次能够同时控制多个这样的量子系统。

明斯特大学物理研究所助理教授Carsten Schuck

Schuck与固态理论研究所的助理教授Doris Reiter共同领导了这项研究。

在本研究之前进行的初步研究工作中，明斯特大学的研究人员设计了纳米光子电路和纳米金刚石之间的适当接口。在最新的实验中利用了这样的界面，其中使用波导以特别有效的方式耦合量子发射器。

物理学家在他们的实验中使用了所谓的珀塞尔效应。该效应导致纳米金刚石以更高的可能性而不是在某些偶然的方向上将单个光子释放到波导中。

该团队还能够在单个芯片上并行运行几个磁场传感器，这些磁场传感器基于内置的纳米金刚石构建。此前，这只能连续或单独实现。

为了使该方法可行，研究小组将掺入的纳米金刚石置于微波下，从而引起了色心的量子（自旋）状态的变化。自旋取向影响纳米金刚石的亮度，随后借助片上光学通道将其读出。

微波场的频率和亮度的可见变化取决于纳米金刚石位点处的磁场。

对局部磁场的高灵敏度使构造传感器成为可能，利用该传感器可以检测单个细菌甚至单个原子。

明斯特大学研究主要作者Philip Schrinner

使用广泛的3D模拟，研究人员最初计算了纳米光子界面设计，从而确定了最佳几何形状。随后，他们将这些零件组装并制成了纳米光子电路。

在通过适当的技术对纳米金刚石进行集成和表征后，物理学家通过使用适合该目的的装置进行了量子力学测量。

在纳米光子电路中使用基于金刚石的量子系统可以提供一种新的可访问性，因为我们不再受显微镜设置的限制。使用我们介绍的方法，将来有可能在一个芯片上同时监视和读取大量这些量子系统。

明斯大学固态理论研究所助理教授Doris Reiter

研究人员的研究为在量子光学领域进行更多研究铺平了道路。在这项研究中，纳米光子学可用于改变金刚石发射器的光物理特性。

除此之外，在量子技术领域还存在新的应用可能性，这将受益于集成纳米金刚石的特性，例如在量子信息处理或量子感测领域。

研究人员的下一步将涉及在磁力计领域中应用量子传感器，例如用于脑部扫描或半导体组件的材料分析。

“为此，我们希望将大量传感器集成在一个芯片上，然后可以同时读取所有传感器，因此不仅可以在一处记录磁场，还可以可视化空间中的磁场梯度，” Schuck总结道…

参考文献：Schrinner, P. P. J., et al. (2020) Integration of Diamond-Based Quantum Emitters with Nanophotonic Circuits. Nano Letters. doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03262.
来 源:  https://www.uni-muenster.de/

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到目前为止，芯片制造商已采用光刻工艺，该工艺使用紫外（UV）光将复杂的图案投射到涂有光敏聚合物（称为光致抗蚀剂）的硅片上。该过程类似于旧纸质照片的显影。用金属显影，蚀刻或涂覆照明图案，以隔离或传导集成电路结构的一层内的结构。此过程可以逐层重复数百次，直到完成形成集成电路（例如微处理器）的晶体管的复杂互连网络为止。

密集封装集成电路设计

对计算能力和数据存储容量的不断增长的需求，以及对降低成本和功耗的需求，驱使计算机芯片制造商追求更先进，更高效的集成电路设计。

在过去的五十年中，新一代计算机芯片的开发遵循着一条简单的规则，即摩尔定律，该定律指出，密集封装的集成电路中的元素数量大约每两年翻一番。

空间分辨率障碍

在现代硅芯片中，晶体管尺寸不断缩小的一个重大限制来自光学定律。在19的端^个世纪，德国物理学家恩斯特阿贝发现，在光学显微镜（样品的两个特征之间的最小可分辨的距离）的分辨率正比于用于样品照射的光的波长（λ）与显微镜透镜和样品之间的介质的折射率成反比。

相同的原理对于任何基于光的投影系统（包括光刻半导体制造工具）均有效。这就是为什么在光刻工艺中使用的光的波长起关键作用的原因。

波长较短，晶体管较小

结果，科学家和工程师一直在寻找波长越来越短的光源，以在半导体芯片中产生更小的特征。从紫外线汞蒸汽灯开始，到1970年代中期晶体管尺寸降至1 µm以下时，他们转向了强大的氟化氩（ArF）准分子激光器，产生波长为λ= 193 nm的深紫外线（DUV）光，之后又在波长λ ＝ 157nm。

这些发展使芯片制造商在过去的几十年中通过将芯片的逻辑元件特征缩小到130 nm，然后是65 nm，最后是20 nm以下，大大提高了半导体芯片中的晶体管密度。这有助于以降低的成本生产更快，更高效的集成电路。

历史上，以纳米为单位的度量是指给定的光刻工艺可以产生的晶体管栅极的最小实际尺寸。这些数字已成为名义数字，表明芯片制造商正在使用的不同制造工艺，被称为技术节点。

不断增长的大量生产的集成电路目前正在从10 nm边界向7 nm及其以下的技术节点发展。

具有下一代5G连接能力的移动计算，人工智能，自动驾驶和高性能计算等众多应用将受益于下一代创新CPU芯片可提供的更高性能和能效。

半导体行业的下一代光刻系统

为了满足需求，三个主要的半导体制造商，台积电（台湾半导体制造公司），英特尔和三星，已经采用了TWINSCAN NXE：3400C EUV光刻扫描仪，最新和最先进的ASML半导体制造工具，以及唯一可商购的EUV光刻系统。

TWINSCAN NXE：3400C具有十万多个组件，是有史以来最复杂的机器之一。它的EUV光源由功能最强大的批量生产的激光系统泵浦。该机器重180吨，总共消耗1兆瓦以上的电力，成本为1.2亿美元。

EUV工业光源

机器的核心是由Zeiss SMT（总部位于德国Oberkochen的卡尔·蔡司半导体制造技术公司和ASML的长期合作伙伴）开发的EUV光学系统。EUV辐射表示波长在124 nm至10 nm之间的软X射线。恒星在其日冕的过热等离子体中产生EUV光。

蔡司的科学家和工程师开发了一种独特的光源，恰当地命名为Starlith®，它可以产生激光脉冲等离子体（LPP），该激光脉冲等离子体发射出λ= 13.5 nm的EUV光。光源由每秒脉冲50,000次的40 kW CO ₂激光泵浦（由位于迪琴根的德国Trumpf公司制造）。每个激光脉冲都会立即蒸发出一小滴熔融锡（直径10-20 µm），该锡滴变成过热的EUV发射等离子体。

EUV光刻技术可制造创新的CPU芯片 

NXE：3400C中的EUV光学器件是从头开始设计的，并且完全基于镜面（因为没有对EUV透明的材料）。锡等离子体的等离子体辐射由一个巨大的非球面反射镜收集，该反射镜在13.5 nm处的平均反射率约为40％。一组超精密反射镜进一步使来自收集器反射镜的EUV光束成形。它照亮了标线片（或光掩模），其中包含要转移到硅晶圆表面的复杂图案。第二组超平镜将来自掩模版的图案化EUV光束投射到晶圆表面上，向晶圆表面传递了250 W的功率，每小时曝光170枚晶圆的产量，空间分辨率为只有13纳米。

EUV光刻工艺的改进的空间分辨率大大降低了芯片制造工艺的复杂性，并提高了设计灵活性，缩短了制造时间，降低了成本，并为最终产品提供了出色的电路性能。

由于采用了ASML的NXE：3400C EUV光刻扫描仪，台积电已经在其5nm工艺节点上推出了其商用芯片，包括用于旗舰iPhone 12的苹果最新的A14处理器。其他芯片制造商将紧随其后的是创新的CPU芯片，先进的内存以及用于5G连接的高效节能集成电路。

EUV之后会发生什么？

ASML和Zeiss SMT的工程师已经在预料到未来的发展，这些发展可能使芯片制造商可以将更多的逻辑元件和存储器封装到他们的半导体器件中。

为了满足更高光刻分辨率的需求，ASML和Zeiss SMT正在开发高数值孔径EUV（或高NA EUV）扫描仪（宣布为NXE Next）。光学系统的数值孔径是衡量光学系统可以将多少光传递到样品表面的度量，并且是决定系统空间分辨率的一个因素。当前的EUV光学系统的NA值为0.33。下一代EUV扫描仪的NA值为0.55，空间分辨率小于8 nm。

参考资料：
ASML (2020) TWINSCAN NXE:3400C. [Online] www.asml.com Available at: https://www.asml.com/en/products/euv-lithography-systems/twinscan-nxe3400c (Accessed on 27 October 2020).
A. Shilov (2020) ASML Ramps Up EUV Scanners Production: 35 in 2020, Up to 50 in 2021. [Online] www.anandtech.com Available at: https://www.anandtech.com/show/15428/asml-ramps-up-euv-scanners-production-35-in-2020-45-50-in-2021 (Accessed on 27 October 2020).
M. Lapedus (2020) EUV’s Uncertain Future At 3nm And Below. [Online] www.semiengineering.com Available at: https://semiengineering.com/whats-next-for-euv (Accessed on 27 October 2020).
D. Rotman (2020), We’re not prepared for the end of Moore’s Law. [Online] www.technologyreview.com Available at: https://www.technologyreview.com/2020/02/24/905789/were-not-prepared-for-the-end-of-moores-law (Accessed on 27 October 2020).
M. Van de Kerkhof et al., (2020).  High-power EUV lithography: spectral purity and imaging performance. J. of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS, 19(3), 033801. Available at: https://doi.org/10.1117/1.JMM.19.3.033801

文章原作者：Cvetelin Vasilev，
网站来源：https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=5583
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在研究者休斯顿大学（UH）和德克萨斯MD Anderson癌症中心已开发出一种新的光学成像技术为纳米级的对象涉及到使用未散射的光来检测纳米颗粒测量小至直径为25纳米。研究结果已在《自然通讯》杂志上报道。

该技术被称为PANORAMA，涉及使用覆盖有金纳米盘的载玻片，该载玻片使研究人员能够跟踪光透射率的变化并找出目标的特征。

PANORAMA代表等离子纳米孔径无标签成像（PlAsmonic NanO-aperRture lAbel-free iMAging），表明了该技术的主要特征。全景可用于检测，计数和找出单独的电介质纳米粒子的大小。

据UH的电气和计算机工程教授，论文的相应作者Shiwei-Chuan Shih称，该纸张是最小的透明物体，可以用常规显微镜在100到200 nm之间进行成像。这主要是因为它们除了很小之外，还没有吸收，反射或“散射”足够的光，这可能使成像系统能够检测到它们的存在。

另一种常见的方法是标记。它需要科学家对被分析的粒子有所了解（例如，病毒具有刺突蛋白），并设计出一种方法来使用荧光染料标记特征，或者采用其他技术更容易地检测粒子。

否则，它会在显微镜下看起来像微小的尘埃颗粒一样看不见，因为它太小而无法检测到。

— Wei-Chuan Shih ，休斯敦大学研究通讯作者和电气与计算机工程教授

另一个缺点是，只有在科学家至少已经对他们打算分析的粒子有一定了解的情况下，标记才是有益的。

使用PANORAMA，您无需做标签。您可以直接查看它，因为PANORAMA不依赖于检测纳米粒子的散射光。

— Wei-Chuan Shih ，休斯敦大学研究通讯作者和电气与计算机工程教授

而是，该系统使科学家能够跟踪通过金纳米盘覆盖的载玻片上的光透射，从而检测出尺寸仅为25 nm的透明目标。可以通过监督光线的变化来检测附近的纳米粒子。

光学成像系统是通常在任何实验室中都能找到的常规明场显微镜。PANORAMA不需要其他几种无标签成像技术中需要的激光或干涉仪。

根据数据，尚未达到大小限制。我们在25 nm纳米颗粒处停下来只是因为这是市场上最小的聚苯乙烯纳米颗粒。

— Wei-Chuan Shih ，休斯敦大学研究通讯作者和电气与计算机工程教授

除了Shih之外，参与该项目的科学家还有来自UH的博士生Nareg Ohannesian和Ibrahim Misbah以及来自MD Anderson癌症中心放射肿瘤学系的Steven H. Lin博士。

参考资料： Ohannesian, N., et al. (2020) Plasmonic nano-aperture label-free imaging (PANORAMA). Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-19678-w.
资料来源：https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=5576； https://www.uh.edu/
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日期：2020年10月14日
资源：内华达大学，拉斯维加斯
概要：物理学家在对室温超导体的长期追求中取得了突破，他们将其称为能效的“圣杯”。

内华达大学，拉斯维加斯大学和罗切斯特大学的物理学家在对室温超导体的长期追捧中取得了突破，他们称之为能效的“圣杯”。

由罗切斯特大学物理学家Ranga Dias领导的研究小组与UNLV物理学和天文学助理教授Ashkan Salamat共同在钻石砧室中建立了室温超导性。将微小的材料压缩到极高的压力-只能在地球中心发现的压力。

尽管研究小组观察到的现象在今天被报道为《自然》杂志的封面故事，但该现象仍处于早期阶段或基本水平，但这一发现对能量的存储和传输方式具有影响。它也可能有一天改变从笔记本电脑到MRI机器的日常技术设备的供电方式，人员和货物的运输方式以及整个社会如何在未来几年内运作。

“这是革命性的游戏规则改变者，”领导新成立的多学科小组UNLV的内华达州极端条件实验室的萨拉姆特说，该实验室研究高压材料的基本实验，计算和工程问题。“这项发现是新的，而且该技术还处于起步阶段，并且是对未来的展望，但是可能性是无限的。这可能会改变能源网格，并改变每一个以电子方式驱动的设备。”

超导是一种了不起的量子现象，因为它的标志性特性包括磁场的驱除和零电阻电流，这意味着流经电路的能量电流可以无限完美地传导，而不会损失功率。

自1911年首次观测以来，科学家们仅在非常低的温度下观察到超导性，温度在绝对零的几度以内（负273摄氏度），这将使广泛的实际应用无法实现。然而，在1968年，科学家们预测，在非常高的压力下进入的金属氢可能是发现室温或高于室温的超导性的关键成分。

迪亚斯说：“由于低温的限制，具有如此卓越性能的材料并未像许多人想象的那样完全改变了世界。但是，我们的发现将打破这些障碍，并为许多潜在的应用打开大门。”在罗切斯特大学发行。

在罗彻斯特大学的迪亚斯实验室中，研究小组致力于化学合成氢，以解决这个有着百年历史的问题。就像材料搜索引擎一样，Salamat和Dias使用金刚石砧盒在温度和压力空间中进行扫描，以找到正确的组合，该组合将首先驱使碳硫氢变成金属态，然后再驱动到室温超导态。

Salamat指出，由金属电缆组成的美国能源网格每年因耗散电流而损失约200亿美元。尽管像铜这样的金属在几乎所有金属中都表现出最小的电阻，但它仍然具有抵抗力。流过铜和其他金属的电流会产生热量，因此会损失能量（请考虑热量从笔记本电脑底部散发出去）。

室温下的超导性将使电流永远流经闭合回路，这意味着不会损失任何能量。在遥远的未来，这样的州可以使美国西南部的太阳能农场能够无损失地将能源输送到东海岸，或者可以将MRI机器（目前需要液氦进行操作）部署到战区。它可能会改变电子产品的设计和制造方式，并可能会改变运输系统。

萨拉玛特说，发现室温超导体不是您所说的“尤里卡”时刻，而是他和迪亚斯有条不紊，有针对性的努力。他们的下一步是开发一种协议，以释放这些材料的压力，同时保留其超导性能。

为了支持他们在此问题上的持续工作，Dias和Salamat成立了一家新公司Unearthly Materials，以寻找通往室温超导体的途径，该超导体可以在环境压力下大规模生产。

萨拉玛特说：“我们生活在一个半导体社会中。” “通过这种技术，您可以将社会从半导体社会转变为超导社会。”

资料来源：内华达大学拉斯维加斯分校（内容长度经过编辑）
参考资料： Materials provided by University of Nevada, Las Vegas. Original written by Natalie Bruzda. Note: Content may be edited for style and length.

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2017年，台式机设备首次被移动数据使用量所取代。自动驾驶汽车，物联网，云技术，4K流以及大量其他应用的激增给现有的移动网络基础架构带来了沉重的负担，促使其走向全球5G网络。

作为欧盟支持的H2020计划的一部分，Ultrawave项目于同年启动，以应对这一不断增长的需求。

新需求和新解决方案

简而言之，我们生活在一个更加互联的世界中，要传输海量数据，我们需要越来越强大的功能。

数百万人生活在人口稠密的城市环境中，流媒体电影，音乐，视频通话和在线游戏都是通过移动设备移动的。这种新的现状要求对蜂窝网络基础设施进行调查和创建，并对其进行了显着改进，因此，Ultrawave概念诞生了。

5G频谱使用

网络必须传输的数据越多，必须使用的波长越短。这是因为短波长可以携带大量数据。波长与频率成反比，因此波长越短，频率越高。

5G应用通常使用30 GHz至300 GHz之间的频率，这些波长的波长介于1至10 mm之间，因此被称为利用毫米波段或“ mmWaves”。

毫米波可以支持每秒数十吉比特的无线数据速率，因为更高的频率/更短的波长可以以更高的速度传输更多的数据。使用这些特定波长是网络传输4K流和其他数据密集型应用程序能力的关键。

超声波–超过100 GHz

Ultrawave项目的目标不是达到每秒数十吉比特，而是达到每秒100吉比特数据的阈值。该项目的目的是“首次提出对超过100 GHz的整个毫米波频谱进行开发” [Ultrawave]。

对应于1 – 3 mm的波长，它可以扩展到300 GHz。然而，问题在于较小的波长更容易受到衰减的影响（例如由于障碍物或距离），因此必须制定一种增强其信号的方法。

这该怎么做

该Ultrawave项目简要指定毫米波行波管（TWT）的利用率。这些TWT是线圈结构，旨在放大微波范围（300 MHz – 300 GHz）内的射频信号。TWT对于增强信号强度至关重要。

由维克多·克罗泽（Viktor Krozer）教授领导的柏林歌德大学是Ultrawave项目第二阶段的牵头机构。他们对波导形状及其对信号强度的影响进行了有限元建模（FEM）分析。

波在TWT中没有波导的情况下扩展到3D空间，因此信号幅度丢失。这是对独特技术的研究，创建这些微型波导结构非常困难，需要同样独特的解决方案。

歌德大学的团队与Exaddon接触，目的是3D打印将在TWT内使用的微型波导，这是根据Krozer教授及其团队计算出的规范进行的。

利用Exaddon独特的CERES µAM打印系统，可以用直径约120 µm的纯铜印刷微小的波导，该印刷系统完全符合歌德团队提出的设计规范。

制造业的新时代

创建这些波导是开发将Tultrawave项目变为现实所需的尖端TWT技术的至关重要的一步。这些波导的成功制造和实施将使实现颠覆性的数据传输基础设施的实现成为现实，现代基础设施的需求正在不断增长。

这一切的核心是Exaddon全球独有的微型AM技术，以及与歌德大学的积极合作，以突破高频技术的界限。

资料来源：https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=5576
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图1 冰光刻流程；冰作为正胶以及烷烃冰具作为负胶示意图

在过去的十年中，基于电子束的纳米制造已经取得了相当大的进步，例如新兴的冰光刻（IL）技术，其中冰薄膜用作光刻胶并通过聚焦电子束进行图案化。由于EBL光刻胶通常需要的化学显影和旋涂步骤变得不必要，因此IL纳米制造的整个过程得以简化和可持续。

《科学通报》报道了由西湖大学的邱敏教授进行的题为“用于3D纳米加工的冰光刻”的新考试。在这份报告中，研究人员说明了冰光刻技术（IL）的现状和未来前景。还提出了不同的防冰层和IL仪器设计。IL对3D纳米加工的好处已给予特别关注。

2005年，哈佛大学的Nanopore小组首次提出了IL技术。IL的第一个公认的光刻胶是水冰，它至今仍是唯一的一种正性光刻光刻胶。水冰可以很容易地从电子束暴露区域中消除。

由简单的有机分子（如烷烃）凝结而成的有机冰具有负电阻样的电势，这意味着一旦样品加热至室温，只有裸露的图案留在基板上。

尽管IL的研究才刚刚起步，但这项技术已经在有效的3D纳米加工中显示出了卓越的优势。与EBL光刻胶的旋涂相反，光刻胶可以在冰层沉积时覆盖样品的所有可触及的冷冻表面。因此，IL可用于处理具有不规则表面和非平坦表面的样品，例如AFM探针上的图案以及微小而易碎的纳米结构上的图案，例如悬浮的单壁碳纳米管。

IL受益于极低的水冰敏感性，因此可以通过SEM成像原位观察冰光刻胶下的纳米结构。除了提高对准精度外，此功能还简化了开发3D分层纳米结构的过程。

由于最新的仪器研发对于开发IL技术至关重要，因此该研究最终检查了IL仪器的发展，并为开发专用IL仪器提供了明显的指导。将来会发现创新的功能性光刻胶，这可能会为利用IL潜力的更复杂和跨学科的研究打开大门。

这项研究得到了中国国家自然科学基金（批准号61425023），中国国家重点研究和发展计划（批准号2017YFA0205700）和欧盟在Marie Skodowska-Curie资助下的Horizo​​n 2020研究与创新计划的支持协议（授权号713683）。

资料来源：http : //www.scichina.com/
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在东北大学教授大一大一（Taiichi Otsuji）的带领下，研究人员通过使用干电池来产生辐射，从而实现了这一目标。

大约40年前，等离子波电子技术的出现为各种新机遇铺平了道路。

全世界的研究人员都对等离子波比电子传播更快的可能性深感兴趣，这意味着所谓的“等离子”设备可以在THz频率下工作。但是迄今为止，为实现这种发射器或放大器的开发而进行的实验工作是无形的。

我们的研究探索了使用基于石墨烯的系统实现的太赫兹光-等离子体耦合，光吸收和放大，因为它具有出色的室温电学和光学特性。

东北大学电子通信研究所（RIEC）超宽带信号处理实验室教授大tsu大一（Taiichi Otsuji）

由日本，俄罗斯，法国和波兰机构的成员组成的研究团队开发了一系列单层石墨烯沟道晶体管结构。这些结构包括一个原始的双聚集门，该双聚集门用作将THz辐射与石墨烯等离子体激元耦合的高效天线。

这些设备的使用使研究团队能够演示可调谐谐振等离子体激元的吸收，随着电流的增加，可导致THz辐射的放大。

在单层石墨烯中可获得高达9％的放大倍率，远远高于众所周知的基准水平2.3％，这是光子倾向于直接与电子相互作用而不激发石墨烯等离子体激元时的最大可用放大倍数。

研究人员通过使用耗散等离子体晶体模型解释了研究结果，从而掌握了放大现象的基本物理原理和主要趋势。特别地，该模型估计通道的直流电流的增加，这会将系统推入放大状态。

这表明等离子波可能以相干方式将直流能量转移到输入的THz电磁波中。

由于所有结果都是在室温下获得的，因此我们的实验结果为采用新一代全电子，谐振和压控THz放大器的进一步THz等离子体技术铺平了道路。

东北大学电子通信研究所（RIEC）超宽带信号处理实验室教授大tsu大一（Taiichi Otsuji）

参考文献：Boubanga-Tombet，S。等。（2020）光栅栅石墨烯结构的太赫兹辐射的室温放大。物理评论X。doi.org/10.1103/PhysRevX.10.031004。
资料来源：https : //www.tohoku.ac.jp/en/

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