在我们的日常生活中，材料的失效往往来得突然，且在发生之前并不总是显露出明显征兆。很多人或许都有过这样的体验：反复弯折一枚回形针，最初几次它看起来仍然坚韧如初，但在某一次弯折时，却突然发生断裂。这一看似简单的现象，实际上正是材料疲劳的典型表现。在更为复杂和严苛的工程环境中，从桥梁结构中的钢索，到航空发动机中的叶片，再到精密仪器的关键零部件，材料的疲劳损伤与裂纹扩展始终是工程安全中必须重点关注的问题。人们不禁会产生疑问：为何材料会在远低于其静态强度极限的条件下发生断裂？那些最终导...

物联网与5G等高频通信技术的快速发展，对低成本、环保且具有低介电性能的射频基板提出了迫切需求，尤其是在Sub-6GHz频段的一次性应用场景，如微医疗设备、物流追踪、智能包装中，基板需兼顾介电稳定性、机械性能、印刷适应性与环境友好性。纤维素作为地球上储量丰富的天然聚合物，具有成本低廉、可降解、处置方式多样的天然优势，成为替代传统石油基聚合物的理想候选——后者虽介电性能优异，但环保性不足，难以支撑一次性应用。传统纤维素基材料存在显著技术瓶颈：天然纤维素介电常数偏高，商用纸张为追求...

随着纳米加工与微纳电子器件的快速发展，具有纳米间隙和尖部电极结构的器件在高速开关、场发射与恶劣环境应用中展现出独特优势。高电场条件下，器件可实现低功耗、高响应速度的电子输运模式，但与此同时，电极尺度不断缩小使其更易受到表面能、尺寸效应及电子输运行为变化的影响，器件稳定性逐渐成为制约工程化应用的关键因素。在实际工作条件下，强电场与发射电流会诱发金属纳米结构产生复杂的形貌演化与内部结构重排，其机理往往超出传统宏观电迁移或热效应模型的适用范围。不同晶向、尺寸与表面状态对变形路径具有...

在半导体制造与微纳加工领域，“分辨率”几乎是所有工艺讨论中绕不开的关键词。无论是在学术论文、产业报告，还是在公众层面的技术传播中，人们常常将分辨率的提升直接等同于曝光光波长的缩短。这样的认知并非毫无依据，因为在理想光学模型中，波长确实与可分辨的最小特征尺寸直接相关。不过当这一判断被直接应用到真实的光刻工程实践中时，往往会遇到明显的偏差，甚至形成一种“悖论”：在许多实际应用场景下，继续缩短波长并不能等比例地带来分辨率的提升，反而会显著增加系统复杂度、工艺难度与整体成本。理解这一...

铅锆钛酸盐（PZT）作为压电陶瓷领域的基石材料，凭借其独特的电声转换性能在工业与学术界占据重要地位。在菱面体相PZT的研究中，研究者们发现了一种类似于反铁电体的“束腰型”电滞回线现象。早期的观点将其归因于氧八面体旋转对长程极化有序的破坏，而随后的研究则倾向于认为有序缺陷产生的钉扎效应才是该现象的根源。通过淬火处理使缺陷处于无序状态，可以有效消除这种束腰特性，这为调控极化行为提供了重要途径。然而极化行为在本质上与铁电领域的畴运动密切相关，畴及其壁面结构构成了这些物理特性的最终微...

从技术路径上看，电子束光刻和大家熟悉的EUV光刻并不是同一类问题的解法。电子束光刻本质上是一种直接写入技术，利用聚焦电子束在抗蚀剂上逐点曝光，通过电磁控制精确描绘图形。这种方式不依赖掩模，在设计频繁迭代的研发阶段非常有优势，尤其适合量子器件、新型材料结构、原型芯片以及掩模制作等场景。EUV光刻则是典型的投影式光刻，通过极紫外光和复杂光学系统将掩模图形一次性转移到晶圆上，其核心价值在于产能和一致性，是先进逻辑和存储芯片量产重要的手段。两者服务的并不是同一个需求层级，因此不存在简...

在科学探索的征途上，人类对微观世界的渴望从未停止。从列文虎克用自制显微镜窥见微生物，到今天我们能够清晰地观察原子排列，显微技术的每一次飞跃都极大地拓宽了我们认知边界。然而当探索的尺度进入纳米级别时，传统的光学显微镜便遇到了其物理极限——阿贝衍射极限。为了突破这道“光的屏障”，科学家将目光投向了比光子波长短得多的粒子——电子。由此，一个全新的观测维度被开启，电子显微镜应运而生，成为材料科学、生命科学、半导体工业等众多前沿领域的“火眼金睛”。一、为何选择电子：分辨率的本质在讨论显...

在现代科技的微观世界里，从智能手机的芯片到高效的太阳能电池板，再到精密的光学镜片，薄膜技术无处不在。这些厚度仅为几纳米到几微米的材料层，赋予了器件独特的光、电、磁、热及机械性能。然而一个看不见、摸不着却至关重要的物理量——“内应力”，时刻影响着薄膜的性能、可靠性乃至最终产品的成败。当应力失控时，薄膜会开裂、脱落或起皱，导致器件完全失效。本文将探讨薄膜内应力的来源、表征方法及其对器件的影响，并介绍相应的工程对策。薄膜内应力的“三重门”：它从何而来？在理想状态下，我们希望薄膜能附...