科能体量仪

研究人员开发出了一种半导体量子点的“超晶格”，它的功能类似于金属。图片来源：美国《赛特科技日报》据最新一期《自然通讯》杂志报道，包括日本RIKEN新兴物质科学中心研究人员在内的团队成功创造了一种由硫化铅半导体胶体量子点组成的“超晶格”，研究人员在这种晶格中实现了类似金属的导电性，导电性比目前的量子点显示器高100万倍，且不会影响量子限制效应。这一进步可能会彻底改变量子点技术，从而在电致发光设备、激光器、热电设备和传感器中实现新的应用。半导体胶体量子点由于其特殊的光学性质而引起了人们极大的研究兴趣，这些性质是由量子限制效应引起的，能应用于太阳能电池，提高能量转换的效率；在生物成像中，它们可用作荧光探针、电子显示器；科学家甚至可以将它们捕获和操纵单个电子的能力用于量子计算。然而，让半导体量子点高效导电一直是一个重大挑战，阻碍了它们的充分利用。这主要是因为它们在组装中缺乏方向顺序。此次研究实现突破的关键是让晶格中的各个量子点直接相互连接，不需要配体，并以精确的方式定向它们的面。 研究人员测试了新材料的导电性，当使用双电层晶体管增加载流子密度时，发现在某个点上，它的导电性比目前量子点显示器的导电性高100万倍。重要的是，单个量子点的量子限制仍然保持不变，这意味着尽管它们的导电性很高，但不会失去功能。研究人员表示，对组装中的量子点进行精确的定向控制可以导致高电子迁移率和金属行为。这一突破可能为在新兴技术中使用半导体量子点开辟新的途径。

PbS胶体量子点(CQDs)由于具有带隙宽、可调谐以及溶液可加工性强等优点，已广泛应用于气体传感、太阳能电池、红外成像、光电探测以及片上光源的集成光子器件中。然而PbS CQDs普遍存在发射效率低和辐射方向性差的问题，因此科学家们尝试利用半导体等离子体纳米晶或全介质纳米谐振腔来增强PbS CQDs的近红外荧光发射，使其成为更高效、更快的量子发射器。但是普遍存在光场限制能力弱，Q值低的问题。 　　针对这些问题，近日中国科学院上海微系统与信息技术研究所武爱民研究员团队与浙江大学金毅副教授团队合作在Nanophotonics发表最新文章，将BIC引入到PbS CQDs发光应用中，提出了一种支持对称保护BIC的硅超表面通过激发相邻的高Q泄露导波模式来增强室温下PbS CQDs的自发辐射的方案，实现了硅基量子点近红外片上发光。 　　该超表面由亚波长尺寸的硅棒周期性排列而成(图1a)，结构具有各向异性且与偏振相关。其反射率是入射光角度和波长的函数，当TE偏振激发时，对称保护型BIC会出现在布里渊区的Γ点处(图1b)，对应的电场分布如图1c所示。基于洛伦兹拟合方法分别从仿真和实验反射谱中提取出Q值曲线(图1d)，两者趋势一致，且激发的高Q导波模式可以有效的增强量子点的发射。由图1e的实验结果可以看出，制备的超表面使包覆的PbS CQDs的荧光辐射显著增强，并且在波长1408 nm处的发射峰的Q值高达251。随后，研究人员利用实验简单演示了该系统的传感潜力。将稀疏度为4/1000 μm2，直径为60 nm的Au纳米颗粒随机分布在涂敷PbS CQDs的超表面顶部，通过与不含Au纳米颗粒的样品相比，PL峰从1408 nm红移到1410 nm，且强度出现明显的增强(图1f)。该研究成果不仅为实现支持BIC的介电超表面可以有效地增强PbS CQDs的发射性能提供了设计指导与实验验证，并为PbS CQDs在硅基片上光源和集成传感器等各种实际应用提供了新思路。 　　研究团队提出的基于BIC超表面增强PbS CQDs近红外发射的新方法，是一种普适、高效、功能广泛的方法。该方法证明了BIC系统在荧光增强方面的有效性，它是提高PbS胶体量子点在光源和荧光传感器等各种应用中的最好选择之一。通过提高制造精度或者合并的BIC可以进一步提高增强效果，并且可以通过改变几何尺寸来调节工作波长。这种无源超表面结构可以在商用CMOS平台上以简单的工艺制造，因此它可以结合到硅光子集成中，用于硅基片上光源以及荧光传感器，在多通道通信，近场传感和红外成像等领域都有广阔的应用前景。 　　相关成果以“Fluorescence Enhancement of PbS Colloidal Quantum Dots from Silicon Metasurfaces Sustaining Bound States in the Continuum”为题在线发表在Nanophotonics (https://doi.org/10.1515/nanoph-2023-0195)上。 　　这项工作的作者包括 Li Liu, Ruxue Wang, Yuwei Sun, Yi Jin*, Aimin Wu*，其中上海微系统所博士研究生刘丽为该文章的第一作者，浙江大学金毅副教授和上海微系统所武爱民研究员为论文的共同通讯作者。上述研究工作得到了国家重点研发计划项目(2021YFB2206502)、中科院青促会(2021232)、上海市学术带头人项目(22XD1404300)和国家自然科学基金委(61875174，62275259)的支持。图1：(a)硅超表面的结构示意图；(b)TE偏振激发时，反射率是入射角和入射波长的函数。在Γ处形成了一个对称保护型BIC，对应波长为1391 nm；(c)对称保护型BIC的Ey电场分布。灰线表示结构边界；(d)与BIC相邻的泄露导波模式在同一能带上的Q值随入射角度的变化。虚线为实验结果，实线为仿真结果。插图为硅超表面的SEM图像；(e)在同一块SOI衬底表面旋涂PbS CQDs，超表面结构区域(黑色曲线)和无结构区域(红色曲线)的实测PL谱。插图为顶部涂敷PbS CQDs的超表面的SEM图像；(f)在超表面结构上引入随机Au纳米颗粒前(红色曲线)和后(黑色曲线)的实测PL谱。插图为表面随机分布Au纳米颗粒的顶部涂敷PbS CQDs的超表面的SEM图像。

近日，半导体量检测设备制造商微崇半导体（北京）有限公司（下称“微崇半导体”）完成近亿元A轮融资。本轮融资由新潮创投、建发新兴投资、水木创投、永昌盛资本共同投资，老股东临芯投资持续加注。此次资金将用于新产品研发、推进产品机台量产、市场拓展，以及团队扩充和建设。▍投资标的一、公司简介微崇半导体成立于2021年，是一家半导体检测设备研发生产商。公司团队立足于非线性光学晶圆检测技术，致力于研发先进的半导体检测技术，生产高精度的半导体检测设备。微崇半导体可实现对晶圆的非接触、无损伤、在线、快速检测，精准判别与定位晶圆缺陷，在研发、爬坡、量产各个阶段为客户带来价值，也为半导体前道检测产业的革新提供了新的动力。二、领域概况1. 半导体检测设备贯穿于晶体制造的每一道制程工艺，负责保证芯片的性能与生产良率，是半导体前道制造设备中仅次于薄膜沉积、光刻和刻蚀的第四大核心设备。如今，随着芯片制造中先进制程和复杂工艺的使用，制造过程对于半导体检测设备的需求量激增。根据SEMI提供数据显示，2022年全球半导体量检测设备市场规模约108亿美元，其中中国大陆市场规模占比最大，约为32亿美元。2. 由于半导体设备领域存在较高的技术、资金及产业协同等壁垒，与国外企业相比，本土量检测设备企业起步较晚，整体实力和规模与国外竞争对手存在较大差距。根据中国国际招标网数据统计，本土半导体量检测产线仍主要依赖于KLA、Onto、Camtek等进口品牌，设备国产化率不到5%。然而，经过多年来的不懈追赶，本土企业技术水平迅速提升，国产化设备在部分领域实现了从无到有的突破，相关细分领域产品亦得到下游客户的积极认可。三、核心竞争力1. 在产品方面，微崇半导体应用二谐波检测技术，创新性地将超快光学和非线性光学运用在半导体量检测领域，可精准、快速地检测晶圆生产中“不可见”的内部晶格缺陷和电学特性，在各个制造阶段为客户提供全方位的问题解决方案。目前，公司核心产品ASPIRER 3000非线性光学晶圆缺陷检测系统已经实现量产，为国内头部企业提供晶圆级别的缺陷检测、膜层质量及界面态的综合测试分析等技术服务。2. 在团队方面，微崇半导体由领先的海归半导体设备技术团队发起，联合中国资深工程师和科学家团队共同建立。公司创始团队有着美韩先进晶圆厂和设备厂的资深经验，团队成员包含前外企高管、985/211高校教授、资深工程师以及多名优秀海外名校毕业生。目前，团队人数超30人，研发人员占比70%以上。▍投资机构建发新兴投资厦门建发新兴产业股权投资有限责任公司（简称“建发新兴投资”）成立于2014年，是厦门建发集团有限公司下设的专门从事少数股权投资的独立平台。建发新兴投资专注于医疗健康、文化创意、互联网应用/TMT、先进制造等领域的投资机会，重点投资成长期及成熟期的企业。财联社创投通-执中数据显示，截至目前，建发新兴投资在管基金6只，投资公司94家，其中拟上市公司14家，多次被投公司10家，IPO公司8家。投资轮次为股权投资、C轮、B轮等，主要涉及医疗健康、先进制造、生产制造、企业服务等领域。公司测评：由财联社创投通发起，旨在研究公司科创实力，凭借企业科创力评估模型，从技术质量、专利布局、技术影响力、公司竞争力、研发规模和稳定性等维度，挖掘最具科创实力的公司。