科研动态--中国科学院金属研究所

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微纳尺度金属疲劳研究取得新进展

近年来，新能源、人工智能及信息通讯等领域的快速发展使得相关器件尺寸不断微小化，器件所用材料的特征尺度也不断向亚微米甚至纳米尺度减小。然而，这些微纳米尺度材料在长期服役过程中的疲劳可靠性已成为业界关注的焦点。值得注意的是，由于受几何尺度的限制，疲劳加载下的微纳尺度金属材料内部无法形成如传统疲劳理论认为的可引起疲劳损伤的微米尺度典型位错组态（如位错墙结构等），传统疲劳理论已无法描述微纳尺度金属疲劳行为。澄清微纳尺度（几何尺度1 μm）金属材料疲劳损伤微观机制，建立新的疲劳理论已成为目前疲劳研究领域...

2024-06-04
金属所在二维半导体的三维集成研究取得进展

经过数十年发展，半导体工艺制程不断逼近亚纳米物理极限，传统硅基集成电路难以依靠进一步缩小晶体管面内尺寸来延续摩尔定律。发展垂直架构的多层互连CMOS逻辑电路，从而获得三维集成技术的突破，是国际半导体领域积极探寻的新路径之一，多家半导体公司争相发布相关研究计划。　　由于硅基晶体管制备工艺采用单晶硅表面离子注入的方式，很难实现在一层离子注入的单晶硅上方再次生长或转移单晶硅。虽然可以通过三维空间连接电极、芯粒等方式提高集成度，但是关键的晶体管始终分布在最底层，无法获得z方向的自由度。新材料、或颠覆性原理因...

2024-05-30
四代核电用长寿命奥氏体钢的组织稳定性机制取得新进展

与现有压水反应堆相比，第四代核电反应堆面临着服役温度更高、强腐蚀介质、辐照剂量更大的苛刻服役工况。堆容器、堆内构件作为承载冷却剂和传热介质的重要屏障，是设计寿期内不可更换的关键部件，其安全可靠性是反应堆安全运行的基础。奥氏体不锈钢大量用于钠冷快堆、铅铋快堆等四代核电堆容器堆内构件的制造，其在服役工况下的稳定性直接决定了设备服役寿期，探究高温组织稳定性机制是长寿命奥氏体钢研发的关键。　　近期，中国科学院金属研究所特种合金研究部在前期高温δ铁素体演变行为对奥氏体不锈钢力学性能和腐蚀性能影响研究的基...

2024-05-14
铁电材料中发现极化布洛赫点

布洛赫点是矢量场中的奇点，其周围的矢量朝向空间中的各个方向。早在20世纪60年代，就有学者在磁性材料中预测磁化布洛赫点的存在。它们在涡旋的翻转、斯格明子的形成与湮灭等过程中扮演了重要的角色，是联系经典磁学和量子磁学之间的桥梁。在磁性材料中直接观察到磁化布洛赫点是一件非常困难的事情；而在铁电材料中，仅有少数理论工作预测极化布洛赫点会在特定条件下出现。　　近日，中国科学院金属研究所和松山湖材料实验室等单位的科研人员组成的研究团队在铁电材料中发现极化布洛赫点(Bloch point)。这一发现是继通量全闭合阵列(Scien...

2024-05-11
等离子体CVD技术构筑金刚石-石墨材料取得新进展

共价金刚石-石墨材料，集合了金刚石和石墨的性质优势，能够实现超硬、极韧、导电等优越性能组合，在超硬和电子器件领域极具研究和发展价值。由于金刚石-石墨共价界面能高，目前主要通过高温高压方法来活化碳原子，实现该材料的构筑。等离子体化学气相沉积（CVD）是金刚石面向功能应用的主要发展方向，借助CVD技术构筑共价金刚石-石墨材料，并探索金刚石和石墨两相界面的新奇物性受到研究人员的关注。　　中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心黄楠研究员团队与国外学者合作，利用等离子体CVD技术制备了共价金刚石-石墨材料，并基...

2024-04-29
亚氧化钛超快可逆固固相变机制研究取得重要进展

固固相变作为一种重要的物质行为，普遍存在于自然界中，如石墨-金刚石相变、钢的马氏体转变、陶瓷相变、电荷密度波相变等。通常，固固相变可分为两种类型：一类是位移型（马氏体）相变，通过原子的短程位移而发生结构演变进而实现相变；另一类是重构型相变，伴随化学键的断裂和重构，在相变临界点处表现出大的潜热和热滞现象。　　与位移型固固相变相比，重构型相变因化学键断裂而需要克服较大的自由能势垒，常表现出缓慢的相变动力学。亚氧化钛Ti3O5的β相与λ相之间的转变是一种典型的一阶重构型固固相变，然而却表现出反常的超快可逆...

2024-04-12

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