西安交大：3D打印的基于環(huán)偶極子的高性能太赫茲傳感器及其應(yīng)用

傳感新品

【西安交大：3D打印的基于環(huán)偶極子的高性能太赫茲傳感器及其應(yīng)用】

在各種各樣的超表面應(yīng)用中，太赫茲傳感憑借著高靈敏度和太赫茲波的非電離性質(zhì)為分析物的無損檢測提供了強(qiáng)大的潛力，尤其受到了廣泛的關(guān)注。為持續(xù)提高太赫茲傳感器的靈敏度，基于多種物理機(jī)制，包括Fano共振、連續(xù)域束縛態(tài)共振和環(huán)偶極子共振，科研人員開發(fā)了多款太赫茲傳感器。其中，環(huán)偶極子諧振傳感器因其微弱的輻射特性，使得電磁能量在近場范圍內(nèi)受到高度的局域，因此受到廣泛的關(guān)注。然而，目前的環(huán)偶極子諧振傳感器的靈敏度受到分析物和局域增強(qiáng)電磁場之間有限的空間重疊的極大限制。此外，加工這些微米級的結(jié)構(gòu)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

近日，基于上述問題，西安交通大學(xué)張留洋老師課題組提出了一種面外太赫茲傳感器，通過面外結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了光和物質(zhì)的空間重疊，從而增強(qiáng)傳感性能。該傳感器通過摩方精密提供的nanoArch S130設(shè)備進(jìn)行了加工，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了傳感器的高靈敏度。

圖 1 （a）三步制備法示意圖，包括（1）襯底制備，（2）3D打印，和（3）金屬膜沉積;最右邊的面板描繪了設(shè)計(jì)的傳感器的原型。（b）所制傳感器的SEM圖像。沿傳感器x軸（c）和y軸（d）的表面輪廓。

圖1（a）顯示了基于面投影微立體光刻（PSL）3D打印技術(shù)（nanoArch S130，摩方精密）的三步制備方法示意圖。與傳統(tǒng)的微納制造技術(shù)相比，這種方法簡單有效，是面外微結(jié)構(gòu)通用制造的實(shí)用候選方法。采用這種三步制備方法，成功制備了具有30×30個(gè)超分子陣列的太赫茲傳感器，其掃描電鏡圖像如圖1（b）所示。為了表征所制作傳感器的三維輪廓，分別沿x軸[圖1（c）]和y軸[圖1（d）]測量了其表面輪廓，數(shù)據(jù)表明打印樣品的測得輪廓總體上與設(shè)計(jì)模型吻合較好。

此外，分別通過阻抗匹配理論（圖2）和近場分析、多偶極子散射理論（圖3）解釋了傳感器的共振機(jī)理。

圖 2 （a）傳感器在x偏振和y偏振入射下的模擬（實(shí)線）和實(shí)驗(yàn)（虛線）反射譜。（b）y偏振入射下傳感器阻抗。

圖 3（a）歸一化散射功率。（b）電場分布（輪廓輪廓）和表面電流分布（箭頭）。（c）磁場的分布。

在傳感器的應(yīng)用方面，選擇了三種類型的粉末——乳糖，半乳糖和葡萄糖——作為檢測分析物。首先，將粉末經(jīng)過適當(dāng)研磨后均勻撒在傳感器上，如圖 4（a）顯微鏡圖像所示。然后通過THz-TDS測量了相應(yīng)的反射譜，如圖 4（b）給所示，可觀察到半乳糖的共振頻率與其他分析物相比有明顯的紅移。

此外，為避免測量誤差，采用C掃描獲得面積為6×6 mm2的區(qū)域的反射譜曲線，分別提取各點(diǎn)對應(yīng)諧振頻率處的強(qiáng)度和諧振頻率。然后，隨機(jī)選擇每種分析物的500個(gè)點(diǎn)的計(jì)算平均諧振頻率，重復(fù)此過程10次，結(jié)果如圖 4（f）所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提出的傳感器能夠準(zhǔn)確地檢測出葡萄糖、乳糖和半乳糖粉末。

圖 4 （a）被分析物粉末覆蓋的傳感器的顯微鏡圖像。（b）測定的三種分析電解質(zhì)粉末的反射光譜。（c）有或沒有傳感器下的乳糖粉末的反射譜。（d）乳糖粉加載時(shí)各點(diǎn)電場（傳感器）的共振強(qiáng)度和（e）共振頻率。（f）三種分析物的頻移分布。

傳感動態(tài)

【晟朗微電子完成Pre-A輪融資 或加快人才引進(jìn)及多款傳感器芯片的商業(yè)化】

最近，高性能模擬與混合信號芯片設(shè)計(jì)公司-無錫晟朗微電子宣布完成數(shù)千萬元人民幣的Pre-A輪融資。本輪融資由中芯聚源領(lǐng)投，無錫國聯(lián)新創(chuàng)跟投。本輪融資將用于人才引進(jìn)和多款傳感器芯片的商業(yè)化，同時(shí)進(jìn)一步推進(jìn)公司在高性能模擬芯片產(chǎn)品的研發(fā)。

成立于2020年的晟朗微電子是一家擁有獨(dú)立自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型芯片設(shè)計(jì)公司，公司坐落于無錫市濱湖區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)園，由多位在海外知名集成電路企業(yè)的技術(shù)骨干創(chuàng)辦。公司以高性能模擬及混合信號芯片設(shè)計(jì)為核心，專注開發(fā)面向高端消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用的高性能傳感器信號鏈芯片。

目前晟朗微電子已開創(chuàng)了以磁傳感器、電容傳感器和高性能模擬芯片為代表的多條產(chǎn)品線業(yè)務(wù)齊頭并進(jìn)的良好發(fā)展局面。公司的多款傳感器芯片已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)及客戶測試驗(yàn)證階段，未來晟朗微電子將加速推進(jìn)在傳感器和高性能模擬芯片等領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)和商業(yè)化進(jìn)程并將產(chǎn)品應(yīng)用從以工業(yè)應(yīng)用為主逐步拓展到新能源和汽車等新興高端應(yīng)用市場。

【山東微納傳感制造業(yè)創(chuàng)新中心產(chǎn)業(yè)基地暨海洋裝備工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目開工】

10月20日上午，山東微納傳感制造業(yè)創(chuàng)新中心產(chǎn)業(yè)基地暨海洋裝備工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目開工儀式在煙臺黃渤海新區(qū)環(huán)磁山國際科研走廊舉行。

此次開工的山東微納傳感制造業(yè)創(chuàng)新中心產(chǎn)業(yè)基地暨海洋裝備工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目，是環(huán)磁山國際科研走廊重點(diǎn)項(xiàng)目，主要建設(shè)山東微納傳感制造業(yè)創(chuàng)新中心和海洋裝備工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)園兩大板塊。

其中，山東微納傳感制造業(yè)創(chuàng)新中心是微納制造領(lǐng)域唯一的省級制造業(yè)創(chuàng)新中心，由兩位中國工程院院士領(lǐng)銜建設(shè)、研發(fā)的“500Pa微壓傳感器”等技術(shù)成果實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，醫(yī)用微差壓傳感器芯片、氧化鋯氧傳感器芯體、石墨烯基氣體傳感器芯片等技術(shù)水平走在全國前列，將在煙臺黃渤海新區(qū)打造微納制造產(chǎn)業(yè)北方高地。海洋裝備工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目擁有全國技術(shù)最先進(jìn)的載人潛水系統(tǒng)及生命支持系統(tǒng)，主要從事海洋工程、水下系統(tǒng)和作業(yè)、潛水救撈、軍用加壓艙、盾構(gòu)機(jī)配套產(chǎn)品等裝備研發(fā)生產(chǎn)制造以及海洋工程模塊等高端設(shè)計(jì)研發(fā)，全力打造海洋裝備工程產(chǎn)業(yè)聚集新高地。

【瑞薩電子完成對 4D 成像雷達(dá)解決方案公司 Steradian 的收購】

10 月 19 日消息，據(jù)新浪財(cái)經(jīng)報(bào)道，瑞薩電子近日宣布，截至 2022 年 10 月 17 日已完成對提供 4D 成像雷達(dá)解決方案的無晶圓半導(dǎo)體公司 Steradian Semiconductors Private Limited（“Steradian”）的收購。

Steradian 總部位于印度班加羅爾，是一家成立于 2016 年的初創(chuàng)公司，提供以小尺寸實(shí)現(xiàn)高精度物體識別和電源效率的雷達(dá)解決方案。雷達(dá)對 ADAS 來說是一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)，它利用車輛中各種復(fù)雜傳感器組合來檢測物體。瑞薩電子計(jì)劃依托汽車?yán)走_(dá)市場提供的高增長機(jī)遇，借助 Steradian 的雷達(dá)技術(shù)擴(kuò)展其汽車產(chǎn)品組合，并擴(kuò)大其在雷達(dá)市場的影響力。

由此產(chǎn)生的汽車?yán)走_(dá)解決方案將結(jié)合新的汽車?yán)走_(dá)產(chǎn)品、瑞薩用于處理雷達(dá)信號的 ADAS SoC（片上系統(tǒng)）、電源管理 IC（PMIC）和計(jì)時(shí)產(chǎn)品以及用于物體識別的軟件。這些解決方案將簡化汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并有助于加快產(chǎn)品開發(fā)。

收購?fù)瓿珊?，Steradian 已成為瑞薩電子全資子公司。結(jié)合 Steradian 出色的雷達(dá)技術(shù)和工程人才將加強(qiáng)瑞薩在包括工業(yè)系統(tǒng)在內(nèi)的廣泛應(yīng)用中的傳感解決方案。瑞薩電子將匯集卓越的產(chǎn)品組合和軟件，以滿足對傳感器技術(shù)解決方案不斷增長的需求，并繼續(xù)致力于讓工程師的設(shè)計(jì)工作更輕松。

【芯片持續(xù)短缺，豐田預(yù)計(jì)將削減全年產(chǎn)量目標(biāo)】

10 月 22 日消息，據(jù)路透社報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間周五，豐田汽車表示，受全球持續(xù)的半導(dǎo)體短缺影響，其年度汽車產(chǎn)量可能低于最初的目標(biāo)。

在今年 4 月開始的新財(cái)年前四個(gè)月，豐田未能實(shí)現(xiàn)中期目標(biāo)，該公司能否堅(jiān)持 970 萬輛創(chuàng)紀(jì)錄的年度生產(chǎn)目標(biāo)也備受關(guān)注。

數(shù)據(jù)顯示，豐田 8 月產(chǎn)量回升，但 10 月和 11 月產(chǎn)量預(yù)計(jì)分別約為 75 萬輛和 80 萬輛，低于上月末預(yù)估的 9 - 11 月平均每月生產(chǎn) 90 萬輛的計(jì)劃。

豐田并未透露年度生產(chǎn)目標(biāo)將下調(diào)多少，但豐田本財(cái)年前五個(gè)月的產(chǎn)量比最初計(jì)劃低 6.7%。豐田發(fā)言人表示，一旦生產(chǎn)前景變得更加清晰，將披露修改后的目標(biāo)。

日本汽車制造商原本希望芯片短缺問題將得到緩解，從而能夠在本財(cái)年下半年增加產(chǎn)量，以彌補(bǔ)上半財(cái)年產(chǎn)量受限的影響，但周五的聲明打擊了這一希望。

此外，豐田周五表示，下個(gè)月將暫停 8 家日本國內(nèi)工廠的 11 條生產(chǎn)線，為期 2 天至 9 天，這將影響卡羅拉、RAV4 和 Yaris 等多種車型的產(chǎn)量。

傳感財(cái)經(jīng)

【10月21日傳感財(cái)經(jīng)分析：光電傳感器概念報(bào)漲，亨通光電(20.74，6.03%)領(lǐng)漲；溫濕度傳感器概念報(bào)漲，東華測試領(lǐng)漲；光學(xué)傳感器概念報(bào)跌，歌爾股份(25.1，-0.79，-3.05%)領(lǐng)跌】

10月21日盤后，光電傳感器概念報(bào)漲，亨通光電(20.74，6.03%)領(lǐng)漲，理工光科、奮達(dá)科技等跟漲。

10月21日盤后，溫濕度傳感器概念報(bào)漲，東華測試領(lǐng)漲，

亨通光電(6.19%)、必創(chuàng)科技(4.08%)、理工光科(4.01%)、康斯特(3.36%)等跟漲。

10月21日盤后，光學(xué)傳感器概念報(bào)跌，歌爾股份(25.1，-0.79，-3.05%)領(lǐng)跌，美迪凱(9.28，-0.14，-1.49%)、韻達(dá)股份(15.3，-0.22，-.42%)英唐智控(507-135%)、天銀機(jī)電(8.4，-0.1，-1.18%)等跟跌。

相關(guān)光學(xué)傳感器概念股:

1、歐菲光(002456):

公司2021年ROE為-35.67%，凈利-26.25億、同比增長-34.99%。

近7日歐菲光股價(jià)上漲0.37%，2022年股價(jià)下跌-87.31%，最高價(jià)為5.55元，市值為174.62億元。

2、天銀機(jī)電(300342):

2021年公司ROE為6.58%，凈利9963.07萬、同比增長-21.91%，截至2022年09月22日市值為38億。

近7個(gè)交易日，天銀機(jī)電上漲3.93%，最高價(jià)為7.76元，總市值上漲了1.4億元，上漲了3.93%。

3、英唐智控(300131):

公司2021年ROE為1.98%，凈利2882.23萬、同比增長-89.28%，截至2022年09月22日市值為63.57億。

英唐智控近7個(gè)交易日，期間整體上漲4.1%，最高價(jià)為4.67元，最低價(jià)為5.33元，總成交量1.49億手。2022年來下跌-57.62%。

4、韻達(dá)股份(002120):

公司2021年ROE為9.78%，凈利14.77億、同比增長5.15%，截至2022年09月22日市值為506.74億。

在近7個(gè)交易日中，韻達(dá)股份有1天上漲，期間整體上漲2.75%，最高價(jià)為16.27元，最低價(jià)為14.19元。和7個(gè)交易日前相比，韻達(dá)股份的市值上漲了12.19億元。

審核編輯 黃昊宇