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国产HPC与AI芯片制造装备技术现状与发展策略分析 被引量：2
1
作者 高岳 郭春华 +1 位作者 米雪 刘容嘉 《电子工业专用设备》 2025年第1期1-6,27,共7页
回顾了国产高性能计算(HPC)与人工智能(AI)芯片制造装备的发展历程,总结了目前的技术现状与面临的挑战。分析了国内外高性能计算与人工智能芯片制造装备的发展趋势和技术特点,并提出了针对国产装备发展的具体策略与建议,以期推动我国在... 回顾了国产高性能计算(HPC)与人工智能(AI)芯片制造装备的发展历程,总结了目前的技术现状与面临的挑战。分析了国内外高性能计算与人工智能芯片制造装备的发展趋势和技术特点,并提出了针对国产装备发展的具体策略与建议,以期推动我国在这一领域的自主创新能力和发展水平。 展开更多
关键词 高性能计算 人工智能 芯片制造设备 国产化 发展策略
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不同栅氧退火工艺下的SiC MOS电容及其界面电学特性
2
作者 付兴中 刘俊哲 +4 位作者 薛建红 尉升升 谭永亮 王德君 张力江 《半导体技术》 CAS 北大核心 2025年第1期32-38,共7页
SiC MOS电容的电学特性和栅氧界面特性是评价和改进SiC MOS器件制造工艺的重要依据。通过依次测试SiC MOS器件的氧化物绝缘特性、界面态密度、偏压温度应力不稳定性(偏压温度应力条件下的平带电压漂移)、氧化物陷阱电荷密度和可动电荷... SiC MOS电容的电学特性和栅氧界面特性是评价和改进SiC MOS器件制造工艺的重要依据。通过依次测试SiC MOS器件的氧化物绝缘特性、界面态密度、偏压温度应力不稳定性(偏压温度应力条件下的平带电压漂移)、氧化物陷阱电荷密度和可动电荷密度的方法,对分别经过氮等离子体氧化后退火(POA)处理、氮氢混合等离子体POA处理、氮氢氧混合等离子体POA处理、氮氢氯混合等离子体POA处理的SiC MOS电容的电学特性和栅氧界面特性进行了分析。结果表明,该方法可以系统地评价SiC MOS电容电学特性和栅氧界面特性,经过氮氢氯混合等离子体POA处理的SiC MOS电容可以满足高温、大场强下长期运行的性能指标。 展开更多
关键词 SiC MOS电容 氧化后退火(POA) 平带电压漂移 氧化物陷阱电荷 可动电荷
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面向高功率密度电能变换器的功率半导体模块研究综述
3
作者 罗毅飞 李子聪 +2 位作者 史泽南 马啸 肖飞 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第6期208-223,共16页
功率半导体模块是电能变换器的核心能量转换单元,其合理的设计可以有效提升电能变换器的功率密度。针对现有研究缺乏系统总结的问题,依次从材料、芯片、封装、栅极驱动四个层面较为系统地总结了提升变换器功率密度的方法,分别是:使用宽... 功率半导体模块是电能变换器的核心能量转换单元,其合理的设计可以有效提升电能变换器的功率密度。针对现有研究缺乏系统总结的问题,依次从材料、芯片、封装、栅极驱动四个层面较为系统地总结了提升变换器功率密度的方法,分别是:使用宽禁带材料、改进芯片结构、采用先进封装和改进驱动设计。总结了不同方法提升变换器功率密度的原理,并对基于功率半导体模块设计提升变换器功率密度的现有研究进行分类对比;梳理出现有研究的主要挑战,并对未来的发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 功率半导体模块 功率密度 宽禁带材料 芯片结构 先进封装 驱动设计
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微波3D-SiP模组的关键工艺方法研究
4
作者 廖雯 张威 +2 位作者 文鹏 吉垚 张磊 《压电与声光》 北大核心 2025年第5期852-856,共5页
本文介绍了一种微波3D-SiP模组的工艺设计方法。该模组内部采用4种焊接材料和1种粘接材料,基于通用气密封HTCC管壳进行三维堆叠,实现了立体组装的产品小型化。同时,通过理论仿真与产品加工工艺相结合,分别对影响模组装配质量的键合、电... 本文介绍了一种微波3D-SiP模组的工艺设计方法。该模组内部采用4种焊接材料和1种粘接材料,基于通用气密封HTCC管壳进行三维堆叠,实现了立体组装的产品小型化。同时,通过理论仿真与产品加工工艺相结合,分别对影响模组装配质量的键合、电路板入壳和批量植球3项关键工艺进行研究。研究表明,该模组采用的工艺方法具有标准化、通用化、可靠性高的工艺特点。 展开更多
关键词 微波3D-SiP模组 三维堆叠 仿真 金丝键合 植球工艺
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晶圆表面缺陷自动检测系统方案设计及实验研究 被引量：1
5
作者 徐科明 周国成 《设备管理与维修》 2025年第2期17-19,共3页
为提升晶圆生产质量,设计一种晶圆表面缺陷自动检测系统。该系统由两部分构成,硬件模块包括物镜、相机、光源等,软件模块包括精力提取算法、缺陷检测算法等。在硬件模块与软件模块相互配合下对晶圆表面进行检测,判断晶圆表面是否出现缺... 为提升晶圆生产质量,设计一种晶圆表面缺陷自动检测系统。该系统由两部分构成,硬件模块包括物镜、相机、光源等,软件模块包括精力提取算法、缺陷检测算法等。在硬件模块与软件模块相互配合下对晶圆表面进行检测,判断晶圆表面是否出现缺陷,对晶圆生产制作及后续使用具有重要意义。 展开更多
关键词 晶圆 表面缺陷 自动检测系统
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融合改进多头注意力与残差结构的VGGNet晶圆缺陷检测
6
作者 杜先君 贾龙 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第8期1-12,共12页
精准检测晶圆图像中的缺陷对于及时识别晶圆生产过程中的异常故障具有重要意义。在晶圆测试阶段,由于深度学习方法具备卓越的特征提取能力,其在晶圆缺陷检测中得到广泛应用。然而,传统深度学习模型通常依赖于大量标注充分且高质量的数... 精准检测晶圆图像中的缺陷对于及时识别晶圆生产过程中的异常故障具有重要意义。在晶圆测试阶段,由于深度学习方法具备卓越的特征提取能力,其在晶圆缺陷检测中得到广泛应用。然而,传统深度学习模型通常依赖于大量标注充分且高质量的数据进行训练,而在实际应用中,均衡、充足的标注数据往往难以获得。针对这一问题,提出了一种融合改进多头注意力机制与残差结构的VGGNet深度学习模型,旨在从不平衡的数据集中提取更全面的特征,从而实现对晶圆表面缺陷的精准检测。具体而言,利用改进的多头注意力机制将输入的晶圆图像特征映射到多维子空间,显著提升了模型的表达能力和泛化性能;同时,在传统VGGNet的全连接层中引入残差连接(residual structure,RS),有效缓解了深层网络训练中的梯度消失问题。为验证融合改进多头注意力机制与残差结构的VGGNet的有效性,在数据集WM811K上进行大量实验,其分类准确率达到94.3%,相较传统VGGNet准确率提高了3%,相较现有类似模型准确率平均提高了1%。实验结果表明,在真实数据集WM811K上,所提方法不仅提高了晶圆缺陷检测的鲁棒性,而且在非平衡数据集上的检测性能明显优于现有算法。 展开更多
关键词 晶圆图像分类 卷积神经网络 不平衡数据集 VGGNet 注意力机制
原文传递
基于陶封微波收发组件的高效清洗工艺方法研究
7
作者 廖雯 黄义炼 +1 位作者 吉垚 文鹏 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期273-276,共4页
陶封微波收发组件内部裸芯片较多,为高效清理其调试后的内部异物残留,提升该类产品生产质量及效率,介绍了一种通过等离子清洗活化芯片表面后再进行二流体清洗的组合式清洗工艺。经理论分析及实验测试,结果表明,相较于传统的人工清理方法... 陶封微波收发组件内部裸芯片较多,为高效清理其调试后的内部异物残留,提升该类产品生产质量及效率,介绍了一种通过等离子清洗活化芯片表面后再进行二流体清洗的组合式清洗工艺。经理论分析及实验测试,结果表明,相较于传统的人工清理方法,该工艺可高效去除产品内部的异物而不产生负面影响,清洗效率提升了22倍,清洗后的产品满足微电子器件实验方法与程序(GJB548C-2021)的各项工艺要求,为复杂内腔环境的微波收发组件提供了一种有效的残留异物清理方案。 展开更多
关键词 陶瓷封装 微波收发组件 二流体清洗 等离子清洗 清洗工艺
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p-on-n型碲镉汞小间距探测器研究
8
作者 王鑫 刘世光 +2 位作者 张轶 赵旭豪 王娇 《激光与红外》 北大核心 2025年第3期395-398,共4页
p-on-n结构的碲镉汞红外探测器芯片的暗电流低、少子寿命长,是目前高性能红外探测器的主流发展方向,同时,为了满足未来红外探测器小型化的发展需求,本文主要针对p-on-n型长波10μm像元间距1280×1024探测器芯片进行了研究,采用了p-o... p-on-n结构的碲镉汞红外探测器芯片的暗电流低、少子寿命长,是目前高性能红外探测器的主流发展方向,同时,为了满足未来红外探测器小型化的发展需求,本文主要针对p-on-n型长波10μm像元间距1280×1024探测器芯片进行了研究,采用了p-on-n异质结的技术路线,对小间距台面成型及钝化技术进行研究,通过SEM评价台面及钝化形貌,通过CV测试评价出钝化层质量,并进行了探测器的研制,采用半导体参数测试仪对芯片在77 K下进行pn结的I-V特性的评价,测试出IV特性曲线,并对芯片进行倒装互连电路进行了性能测试,获得了性能较好的探测器芯片。该研究对小间距长波p-on-n碲镉汞焦平面器件的制备具有重要意义。 展开更多
关键词 碲镉汞 10μm间距 p-on-n 异质结
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基于延迟效应的多轴运动台控制方法研究
9
作者 赵立华 海燕 +1 位作者 王伟 田知玲 《电子工业专用设备》 2025年第2期47-52,共6页
在高精密运动控制系统中,为了满足伺服控制指标要求,需要对系统多个环节的延迟和控制伺服周期进行严格约束。另外根据实际的被控对象和控制系统的架构,需要进行软硬件延迟的具体分析以及针对性的算法补偿。举例描述了前向通道控制、系... 在高精密运动控制系统中,为了满足伺服控制指标要求,需要对系统多个环节的延迟和控制伺服周期进行严格约束。另外根据实际的被控对象和控制系统的架构,需要进行软硬件延迟的具体分析以及针对性的算法补偿。举例描述了前向通道控制、系统之间前馈控制以及延迟时序补偿等方面的设计方法,经过调试验证了这些方法实用性强,对于控制方案设计、控制性能提升和物理结构改进等具有一定的参考和指导意义。 展开更多
关键词 输入/输出延迟 软硬件延迟 延迟补偿 工程验证
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半导体封装高端模塑料的最新研究进展
10
作者 黄丽娟 冯亚凯 《当代化工研究》 2025年第6期6-9,共4页
模塑料是半导体封装关键材料,为半导体元器件提供物理保护,增强电路的可靠性,改善电气性能。为了满足第三代半导体的高功率密度、高频率及高工作温度等发展趋势,亟需研发高端模塑料。通过综述高端模塑料的最新研究进展,重点介绍了高玻... 模塑料是半导体封装关键材料,为半导体元器件提供物理保护,增强电路的可靠性,改善电气性能。为了满足第三代半导体的高功率密度、高频率及高工作温度等发展趋势,亟需研发高端模塑料。通过综述高端模塑料的最新研究进展,重点介绍了高玻璃化温度塑封料、高导热塑封料和本征阻燃塑封料。高端塑封料研发必将推动半导体封装技术的发展,为未来更高需求提供新封装材料。 展开更多
关键词 模塑料 半导体 封装 玻璃化温度 导热 自修复 本征阻燃
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晶圆温度高效精确调节的方法研究与分析
11
作者 关宏武 林继柱 《电子工业专用设备》 2025年第3期39-45,共7页
针对现有晶圆传输系统对晶圆温度调节精度低、效率低等缺点,为满足晶圆高产率传输及晶圆温度精确控制,提出了基于对流换热原理的晶圆温度高效精确调节的方法。首先制定基于冷却水控温回路及正压气浴的控温方案,明确了结构选型及必要的... 针对现有晶圆传输系统对晶圆温度调节精度低、效率低等缺点,为满足晶圆高产率传输及晶圆温度精确控制,提出了基于对流换热原理的晶圆温度高效精确调节的方法。首先制定基于冷却水控温回路及正压气浴的控温方案,明确了结构选型及必要的性能指标;其次根据材料选型、冷却水流量等系统介绍了调节原理、调节流程及数据处理方法;最后通过仿真及测试验证完成了控温方案的可行性分析,结果表明基于冷却水对流换热的控温方案,晶圆控温精度高、效率高,满足实际需求。依托冷却水对流换热结合正压气浴的方式,可实现晶圆传输在高产率模式下的温度精确控制,为提升产品的性能提供了可靠保障。 展开更多
关键词 晶圆 温度调节 快速控温 对流换热 高产率
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降低硅抛光片表面硼含量的清洗方法
12
作者 田原 王浩铭 陶术鹤 《电子工艺技术》 2025年第5期49-51,共3页
在半导体器件制造过程中,硅片表面附着的硼会显著影响器件性能。提出了一种有效降低硅片表面硼含量的方法,即在传统RCA清洗后增加槽式稀释氢氟酸(DHF)和臭氧水(O_(3)/H_(2)O)两步清洗工艺。试验结果表明,DHF可有效溶解表面含硼化合物,... 在半导体器件制造过程中,硅片表面附着的硼会显著影响器件性能。提出了一种有效降低硅片表面硼含量的方法,即在传统RCA清洗后增加槽式稀释氢氟酸(DHF)和臭氧水(O_(3)/H_(2)O)两步清洗工艺。试验结果表明,DHF可有效溶解表面含硼化合物,臭氧水则通过氧化形成亲水表面。经ICP-MS测试,优化后的清洗工艺可将硅片表面硼含量控制在5×10^(10)个/cm^(2)以下,同时维持颗粒度(≥0.12μm)均值低于10个,显著优于传统方法。 展开更多
关键词 硅抛光片 硼 ICP-MS 氢氟酸
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半导体设备运输过程控制
13
作者 杨师 郑东豪 +1 位作者 田世伟 王浩楠 《电子工业专用设备》 2025年第5期24-29,共6页
整理了半导体设备运输过程中的潜在风险及对应的预防方案,研究了运输过程中振动与冲击的具体量级,介绍了运输工装在运输过程中的减振手段与使用方法,并给出了针对半导体设备抗振能力的振动试验检验方案。根据模拟运输实例,提出了半导体... 整理了半导体设备运输过程中的潜在风险及对应的预防方案,研究了运输过程中振动与冲击的具体量级,介绍了运输工装在运输过程中的减振手段与使用方法,并给出了针对半导体设备抗振能力的振动试验检验方案。根据模拟运输实例,提出了半导体设备运输需保证指标及具体监测方案,采集了运输过程的振动数据与温度数据,验证了运输包装方案的合理性。 展开更多
关键词 半导体设备 运输环境安全 振动控制
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多芯片整体式Clip互连碳化硅功率模块反向耦合低感封装方法 被引量：1
14
作者 张彤宇 王来利 +2 位作者 苗昱 裴云庆 甘永梅 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5106-5118,共13页
碳化硅功率器件凭借其优异的性能,成为传统硅器件有力的竞争者。然而,在封装过程中,因键合线以及引出端子等引入的额外寄生电感,致使封装后的碳化硅功率模块会产生较大的开关过冲与振荡,进而难以体现其理论上的优越性。为此,该文提出一... 碳化硅功率器件凭借其优异的性能,成为传统硅器件有力的竞争者。然而,在封装过程中,因键合线以及引出端子等引入的额外寄生电感,致使封装后的碳化硅功率模块会产生较大的开关过冲与振荡,进而难以体现其理论上的优越性。为此,该文提出一种具有极低电感的多芯片整体式Clip互连碳化硅功率模块封装方法,将功率模块内部键合铝线替换成Clip互连,并通过规划陶瓷基板布局,使Clip电流流向与陶瓷基板线路电流相反,利用电流反向耦合效应降低功率模块内部寄生电感。同时,利用电容直连结构消除外部回路寄生电感。经仿真得到的功率模块内部寄生电感为3.8 nH,功率回路电感为5.0 nH。实验测试得到1 200 V/600 A样机功率回路电感为4.53 nH,换流回路总电感5.87 nH,与传统布局功率模块相比电感降低了44.6%。 展开更多
关键词 碳化硅功率模块 寄生电感 整体式Clip互连 反向耦合 换流回路
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基于机器视觉的半导体晶圆缺陷检测方法综述 被引量：2
15
作者 胡志强 吴一全 《中国图象图形学报》 北大核心 2025年第1期25-50,共26页
当今许多新兴科技领域的发展需要集成电路(integrated circuit,IC)技术的支撑。半导体晶圆作为集成电路芯片中的关键角色,因制作工艺复杂,容易产生各种缺陷,其故障会极大地影响芯片的最终工作性能并增加成本。因此半导体晶圆的缺陷检测... 当今许多新兴科技领域的发展需要集成电路(integrated circuit,IC)技术的支撑。半导体晶圆作为集成电路芯片中的关键角色,因制作工艺复杂,容易产生各种缺陷,其故障会极大地影响芯片的最终工作性能并增加成本。因此半导体晶圆的缺陷检测是保证其良品率和生产率的重要手段。结合机器视觉算法的晶圆缺陷检测方法普适性强、速度快,能更好地满足工业检测的相关需求。鉴于此,综述了近十几年来半导体晶圆缺陷检测方法的研究进展,介绍了晶圆制造的复杂工艺、表面缺陷检测的流程,根据不同的标准将晶圆缺陷进行分类。重点阐述了基于学习的方法,包括有监督机器学习、无监督机器学习、混合学习、半监督学习以及迁移学习5大类。对晶圆缺陷检测的深度神经网络分类为检测网络、分类网络、分割网络与组合网络。随后梳理了在晶圆缺陷检测领域常用的数据集以及性能评价指标。最后总结了晶圆缺陷检测当前存在的问题,对未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 半导体晶圆 缺陷检测 机器视觉 深度神经网络(DNN) 机器学习 晶圆缺陷数据集
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基于试验与仿真的CBGA焊点寿命预测技术 被引量：1
16
作者 李杰 曹世博 +6 位作者 余伟 李泽源 乔志壮 刘林杰 张召富 刘胜 郭宇铮 《电子与封装》 2025年第7期113-121,共9页
陶瓷球栅阵列(CBGA)封装技术以其高密度互连优势在电子封装领域占据着举足轻重的地位,焊点的可靠性是影响器件性能的关键因素。采用有限元法深入探究了焊点在热循环载荷下的寿命预测技术。通过板级温循试验,监控导通电阻以分析焊点的寿... 陶瓷球栅阵列(CBGA)封装技术以其高密度互连优势在电子封装领域占据着举足轻重的地位,焊点的可靠性是影响器件性能的关键因素。采用有限元法深入探究了焊点在热循环载荷下的寿命预测技术。通过板级温循试验,监控导通电阻以分析焊点的寿命数据。构建了CBGA焊点的有限元模型,并对比分析了仿真与试验数据,确定焊点应变能密度均值增量作为寿命表征因子,进而优化了模型的稳健性。将试验实测数据与仿真结果有机结合,集成到Darveaux寿命模型中,建立了焊点寿命预测方法。研究结果证实,该方法能有效预测CBGA焊点的寿命,为同类封装产品的可靠性设计提供了有力的技术支撑。 展开更多
关键词 CBGA焊点 有限元法 寿命预测 可靠性分析
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玻璃基板技术研究进展 被引量：1
17
作者 赵瑾 于大全 秦飞 《电子与封装》 2025年第7期104-112,共9页
随着高性能计算和人工智能等新兴应用的迅猛发展,先进封装技术正加速演进。作为其核心支撑,高端基板技术需同时应对高速高频信号传输、功耗管理、超细节距互连及系统级集成等多重性能需求。玻璃基板凭借其优异的热机械稳定性、极低的吸... 随着高性能计算和人工智能等新兴应用的迅猛发展,先进封装技术正加速演进。作为其核心支撑,高端基板技术需同时应对高速高频信号传输、功耗管理、超细节距互连及系统级集成等多重性能需求。玻璃基板凭借其优异的热机械稳定性、极低的吸湿性和卓越的电学特性,成为突破传统封装限制的关键方向。围绕玻璃基板的结构特性与关键制造工艺进行分析,重点探讨了其在可靠性方面存在的主要问题,并总结其所面临的技术机遇与挑战。 展开更多
关键词 先进封装 玻璃基板技术 高密度互连 翘曲
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研磨和抛光参数对(001)面β-Ga_(2)O_(3)单晶衬底表面质量的影响
18
作者 高飞 王英民 +3 位作者 程红娟 张嵩 董增印 辛倩 《半导体技术》 北大核心 2025年第9期915-921,共7页
衬底的表面质量对卤化物气相外延(HVPE)法生长的同质外延薄膜的质量至关重要。研究了(001)面β-Ga_(2)O_(3)单晶衬底研磨和抛光工艺中研磨盘材质、研磨压力、抛光垫种类等参数对材料去除速率(v_(R))、表面粗糙度(R_(a))和表面质量的影... 衬底的表面质量对卤化物气相外延(HVPE)法生长的同质外延薄膜的质量至关重要。研究了(001)面β-Ga_(2)O_(3)单晶衬底研磨和抛光工艺中研磨盘材质、研磨压力、抛光垫种类等参数对材料去除速率(v_(R))、表面粗糙度(R_(a))和表面质量的影响。实验结果表明,采用树脂铜盘、树脂锡盘和SUBA800抛光垫配合3μm粒径的多晶金刚石液研磨,均可以实现塑性域去除,v_(R)分别为3.13、1.23、0.25μm/min,R_(a)分别为16.2、13.2和7.81 nm。在化学机械抛光(CMP)过程中,抛光垫的物性参数直接影响v_(R)和表面质量,采用阻尼布可以实现R_(a)小于0.2 nm、无亚表面损伤的原子级平整表面。采用此衬底进行HVPE法生长的同质外延薄膜形貌均匀,未发现加工相关的缺陷。 展开更多
关键词 (001)面β-Ga_(2)O_(3) 原子级平整 表面粗糙度 材料去除速率 化学机械抛光(CMP)
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基于GaAs界面的长波InAs/GaSb超晶格红外焦平面探测器研制
19
作者 周旭昌 蒋志 +13 位作者 班雪峰 王海澎 孔金丞 邓功荣 岳彪 黄俊博 木迎春 雷晓虹 陈蕊 王海虎 陈杰 周艳 段碧雯 李淑芬 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第8期56-63,共8页
开展了基于GaAs界面的InAs/GaSb超晶格红外探测器材料和焦平面探测器研究。采用分子束外延(MBE)技术在InAs衬底上生长了高质量的PB1nB2N双势垒超晶格材料,通过GaAs界面的引入来提高了超晶格材料生长温度来改善材料晶体质量并降低暗电流... 开展了基于GaAs界面的InAs/GaSb超晶格红外探测器材料和焦平面探测器研究。采用分子束外延(MBE)技术在InAs衬底上生长了高质量的PB1nB2N双势垒超晶格材料,通过GaAs界面的引入来提高了超晶格材料生长温度来改善材料晶体质量并降低暗电流;同时通过结构设计将电场加载到宽带隙的电子和空穴势垒阻挡层,实现了窄带隙吸收层与耗尽区分离,减小产生-复合暗电流。采用ICP干法刻蚀技术制备出光滑台面,通过硫化/介质膜复合钝化技术实现了低侧壁漏电,研制出长波640×512焦平面探测器组件,截止波长为10.14μm,NETD达到17.8 mK,有效像元率达到99.89%,量子效率达到37%,成像验证展现出优良的光电性能。 展开更多
关键词 GaAs界面 INAS/GASB超晶格 长波 焦平面
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Ce掺杂对LiCoO_(2)电子结构及Li+迁移影响的第一性原理研究
20
作者 张旭昀 于馥瑶 +1 位作者 王勇 谭秀娟 《功能材料》 北大核心 2025年第1期1106-1112,共7页
LiCoO_(2)作为锂离子电池正极材料具有优异的体积能量密度。但其在高电压条件下的结构稳定性差,这会导致LiCoO_(2)的性能下降。稀土元素掺杂是改良LiCoO_(2)性能的有效手段,但掺杂改性机理目前在原子与电子尺度层面尚需进一步明确。采... LiCoO_(2)作为锂离子电池正极材料具有优异的体积能量密度。但其在高电压条件下的结构稳定性差,这会导致LiCoO_(2)的性能下降。稀土元素掺杂是改良LiCoO_(2)性能的有效手段,但掺杂改性机理目前在原子与电子尺度层面尚需进一步明确。采用第一性原理计算方法,研究了Ce掺杂对LiCoO_(2)电子结构及Li+迁移性质的影响机理。结果表明,Ce掺杂显著扩大了晶胞体积,降低了晶胞内的电荷密度,减少相互作用的强度,使晶胞更加稳定。LiCoO_(2)在Ce掺杂后由半导体特性转变为金属性,增加了载流子密度,提高了材料的导电性能。经过Ce掺杂后,Li+的迁移势垒相比未掺杂时降低了93.12%。这主要是因为Ce掺杂导致Li层厚度增加,使得锂离子更容易发生迁移,从而提升电池的功率密度和循环寿命。 展开更多
关键词 稀土掺杂 锂离子电池 电子结构 Li+迁移 第一性原理
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