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微电子论文精选(九篇)

微电子论文

第1篇:微电子论文范文

预计在未来10到20年,微电子器件抗辐射加固的重点发展技术是:抗辐射加固新技术和新方法研究;新材料和先进器件结构辐射效应;多器件相互作用模型和模拟研究;理解和研究复杂3-D结构、系统封装的抗辐射加固;开发能够降低测试要求的先进模拟技术;开发应用加固设计的各种技术。本文分析研究了微电子器件抗辐射加固设计技术和工艺制造技术的发展态势。

2辐射效应和损伤机理研究

微电子器件中的数字和模拟集成电路的辐射效应一般分为总剂量效应(TID)、单粒子效应(SEE)和剂量率(DoesRate)效应。总剂量效应源于由γ光子、质子和中子照射所引发的氧化层电荷陷阱或位移破坏,包括漏电流增加、MOSFET阈值漂移,以及双极晶体管的增益衰减。SEE是由辐射环境中的高能粒子(质子、中子、α粒子和其他重离子)轰击微电子电路的敏感区引发的。在p-n结两端产生电荷的单粒子效应,可引发软误差、电路闭锁或元件烧毁。SEE中的单粒子翻转(SEU)会导致电路节点的逻辑状态发生翻转。剂量率效应是由甚高速率的γ或X射线,在极短时间内作用于电路,并在整个电路内产生光电流引发的,可导致闭锁、烧毁和轨电压坍塌等破坏[1]。辐射效应和损伤机理研究是抗辐射加固技术的基础,航空航天应用的SiGe,InP,集成光电子等高速高性能新型器件的辐射效应和损伤机理是研究重点。研究新型器件的辐射效应和损伤机理的重要作用是:1)对新的微电子技术和光电子技术进行分析评价,推动其应用到航空航天等任务中;2)研究辐射环境应用技术的指导方法学;3)研究抗辐射保证问题,以增加系统可靠性,减少成本,简化供应渠道。研究的目的是保证带宽/速度不断提升的微电子和光(如光纤数据链接)电子电路在辐射环境中可靠地工作。图1所示为辐射效应和损伤机理的重点研究对象。研究领域可分为:1)新微电子器件辐射效应和损伤机理;2)先进微电子技术辐射评估;3)航空航天抗辐射保障;4)光电子器件的辐射效应和损伤机理;5)辐射测试、放射量测定及相关问题;6)飞行工程和异常数据分析;7)提供及时的前期工程支持;8)航空辐射效应评估;9)辐射数据维护和传送。

3抗辐射加固设计技术

3.1抗辐射加固系统设计方法

开展抗辐射加固设计需要一个完整的设计和验证体系,包括技术支持开发、建立空间环境模型及环境监视系统、具备系统设计概念和在轨实验的数据库等。图2所示为空间抗辐射加固设计的验证体系。本文讨论的设计技术范围主要是关于系统、结构、电路、器件级的设计技术。可以通过图2所示设计体系进行抗辐射加固设计:1)采用多级别冗余的方法减轻辐射破坏,这些级别分为元件级、板级、系统级和飞行器级。2)采用冗余或加倍结构元件(如三模块冗余)的逻辑电路设计方法,即投票电路根据最少两位的投票确定输出逻辑。3)采用电路设计和版图设计以减轻电离辐射破坏的方法。即采用隔离、补偿或校正、去耦等电路技术,以及掺杂阱和隔离槽芯片布局设计;4)加入误差检测和校正电路,或者自修复和自重构功能;5)器件间距和去耦。这些加固设计器件可以采用专用工艺,也可采用标准工艺制造。

3.2加固模拟/混合信号IP技术

最近的发展趋势表明,为了提高卫星的智能水平和降低成本,推动了模拟和混合信号IP需求不断增加[2]。抗辐射加固模拟IP的数量也不断增加。其混合信号IP也是相似的,在高、低压中均有应用,只是需在不同的代工厂加工。比利时IMEC,ICsense等公司在设计抗辐射加固方案中提供了大量的模拟IP内容。模拟IP包括抗辐射加固的PLL和A/D转换器模块,正逐步向软件控制型混合信号SoCASIC方向发展。该抗辐射加固库基于XFab公司180nm工艺,与台积电180nm设计加固IP库参数相当。TID加固水平可以达到1kGy,并且对单粒子闭锁和漏电流增加都可以进行有效加固。

3.3SiGe加固设计技术

SiGeHBT晶体管在空间应用并作模拟器件时,对总剂量辐射效应具有较为充分和固有的鲁棒性,具备大部分空间应用(如卫星)所要求的总剂量和位移效应的耐受能力[3]。目前,SiGeBiCMOS设计加固的热点主要集中在数字逻辑电路上。SEE/SEU会对SiGeHBT数字逻辑电路造成较大破坏。因此,这方面的抗加设计技术发展较快。对先进SiGeBiCMOS工艺的逻辑电路进行SEE/SEU加固时,在器件级,可采用特殊的C-B-ESiGeHBT器件、反模级联结构器件、适当的版图结构设计等来进行SEE/SEU加固。在电路级,可使用双交替、栅反馈和三模冗余等方法进行加固设计。三模冗余法除了在电路级上应用外,还可作为一种系统级加固方法使用。各种抗辐射设计获得的加固效果各不相同。例如,移相器使用器件级和电路级并用的加固设计方案,经过LET值为75MeV•cm2/mg的重粒子试验和标准位误差试验后,结果显示,该移相器整体抗SEU能力得到有效提高,对SEU具有明显的免疫力。

4抗辐射加固工艺技术

目前,加固专用工艺线仍然是战略级加固的强有力工具,将来会越来越多地与加固设计结合使用。因为抗辐射加固工艺技术具有非常高的专业化属性和高复杂性,因此只有少数几个厂家能够掌握该项技术。例如,单粒子加固的SOI工艺和SOS工艺,总剂量加固的小几何尺寸CMOS工艺,IBM的45nmSOI工艺,Honeywe1l的50nm工艺,以及BAE外延CMOS工艺等。主要的抗辐射加固产品供应商之一Atmel于2006年左右达到0.18μm技术节点,上一期的工艺节点为3μm。Atmel的RTCMOS,RTPCMOS,RHCMOS抗辐射加固专用工艺不需改变设计和版图,只用工艺加固即可制造出满足抗辐射要求的军用集成电路。0.18μm是Atmel当前主要的抗辐射加固工艺,目前正在开发0.15μm技术,下一步将发展90nm和65nm工艺。Atmel采用0.18μm专用工艺制造的IC有加固ASIC、加固通信IC、加固FPGA、加固存储器、加固处理器等,如图3所示。

5重点发展技术态势

5.1美国的抗辐射加固技术

5.1.1加固设计重点技术

美国商务部2009年国防工业评估报告《美国集成电路设计和制造能力》,详细地研究了美国抗辐射加固设计和制造能力[4]。拥有抗辐射加固制造能力的美国厂商同时拥有抗单粒子效应、辐射容错、抗辐射加固和中子加固的设计能力。其中,拥有抗单粒子效应能力的18家、辐射容错14家、辐射加固10家,中子加固9家。IDM公司是抗辐射加固设计的主力军,2006年就已达到从10μm到65nm的15个技术节点的产品设计能力。15家公司具备10μm~1μm的设计能力,22家公司具备1μm~250nm的设计能力,24家公司具备250nm~65nm设计能力,7家公司的技术节点在65nm以下,如图5所示。纯设计公司的抗辐射加固设计能力较弱。美国IDM在设计抗辐射产品时所用的材料包括体硅、SOI,SiGe等Si标准材料,和蓝宝石上硅、SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物、非结晶硅等非标准材料两大类。标准材料中使用体硅的有23家,使用SOI的有13家,使用SiGe的有10家。使用非标准材料的公司数量在明显下降。非标材料中,GaN是热点,有7家公司(4个小规模公司和3个中等规模公司)在开发。SiC则最弱,只有两家中小公司在研发。没有大制造公司从事非标材料的开发。

5.1.2重点工艺和制造能力

美国有51家公司从事辐射容错、辐射加固、中子加固、单粒子瞬态加固IC产品研制。其中抗单粒子效应16家,辐射容错15家,抗辐射加固12家,中子加固8家。制造公司加固IC工艺节点从10μm到32nm。使用的材料有标准Si材料和非标准两大类。前一类有体硅、SOI和SiGe,非标准材料则包括蓝宝石上硅,SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物和非晶硅(amorphous)。晶圆的尺寸有50,100,150,200,300mm这几类。抗辐射加固产品制造可分为专用集成电路(ASIC)、栅阵列、存储器和其他产品。ASIC制造能力最为强大,定制ASIC的厂商达到21家,标准ASIC达到13家,结构化ASIC有12家。栅阵列有:现场可编程阵列(FPGA)、掩膜现场可编程阵列(MPGA)、一次性现场可编程阵列(EPGA),共19家。RF/模拟/混合信号IC制造商达到18家,制造处理器/协处理器有11家。5.1.3RF和混合信号SiGeBiCMOS据美国航空航天局(NASA),SiGe技术发展的下一目标是深空极端环境应用的技术和产品,例如月球表面应用。这主要包括抗多种辐射和辐射免疫能力。例如,器件在+120℃~-180℃温度范围内正常工作的能力。具有更多的SiGe模拟/混合信号产品,微波/毫米波混合信号集成电路。系统能够取消各种屏蔽和专用电缆,以减小重量和体积。德国IHP公司为空间应用提供高性能的250nmSiGeBiCMOS工艺SGB25RH[5],其工作频率达到20GHz。包括专用抗辐射加固库辐射试验、ASIC开发和可用IP。采用SGB13RH加固的130nmSiGeBiCMOS工艺可达到250GHz/300GHz的ft/fmax。采用该技术,可实现SiGeBiCMOS抗辐射加固库。

5.2混合信号的抗辐射加固设计技术

如果半导体发展趋势不发生变化,则当IC特征尺寸向90nm及更小尺寸发展时,混合信号加固设计技术的重要性就会增加[6]。设计加固可以使用商用工艺,与特征尺寸落后于商用工艺的专用工艺相比,能够在更小的芯片面积上提高IC速度和优化IC性能。此外,设计加固能够帮助设计者扩大减小单粒子效应的可选技术范围。在20~30年长的时期内,加固设计方法学的未来并不十分清晰。最终数字元件将缩小到分子或原子的尺度。单个的质子、中子或粒子碰撞导致的后果可能不是退化,而是整个晶体管或子电路毁坏。除了引入新的屏蔽和/或封装技术,一些复杂数字电路还需要具备一些动态的自修复和自重构功能。此外,提高产量和防止工作失效的力量或许会推动商用制造商在解决这些问题方面起到引领的作用。当前,没有迹象表明模拟和RF电路会最终使用与数字电路相同的元件和工艺。因此,加固混合信号电路设计者需要在模拟和数字两个完全不同的方向开展工作,即需要同时使用两种基本不同的IC技术,并应用两种基本不同的加固设计方法。

6结束语

第2篇:微电子论文范文

信息技术的迅猛发展,使人们的日常生活在各个方面发生了巨大的改变。从电子邮件、BBS、即时通讯工具、微博、微信改变了人们获取信息的模式、交流沟通的模式以及生活的模式,到亚马逊、阿里巴巴、淘宝等电子商务平台改变了传统商品流通模式、企业贸易模式、公众购物模式,信息技术已经深入了政府管理和服务业务细节。电子政务作为信息时代的新生事物,已成为政府管理和服务的新的模式。但电子政务不是电子和政务的简单组合,它需要变革传统政务办事方式和政府的管理体制,需要采取政府管理创新和组织再造的方式来促进电子政务的实施。因此,对于电子政务实践与研究是具有较大社会变革意义的。

2相关知识介绍

2.1微信及微信公众平台介绍

微信作为一种新的即时通信产品,从开始就备受各界关注。它使得智能手机作为用户终端,摆脱了计算机终端不便携带、不能随时连接的困扰,实现了用户间即使可以发送文字、图片、语音、视频等多种媒体信息,具有移动性、即时性、零资费的跨平台等特点。目前,用户数量已突破了7亿,成为目前国内最为流行的移动式社交工具。微信公众平台是腾讯公司2012年8月推出的基于微信的新功能模块。通过这一平台,个人、企业和政府部门都可以打造一个微信公众号,并实现与特定群体的信息交流与互动。微信公众平台已成为企业、媒体、公共机构、明星名人、个人用户等,继微博之后又一重要的运营平台,也有各级政府和机关开通了政务微信公众平台,为用户提供各类政务服务。

2.2电子政务介绍

电子政务一词来自英文ElectronicGovernment,国内常翻译为电子政务,其字面上意思可以简单的理解为使用电子的手段来处理政务。更加准确的解释是,电子政务是在现代计算机、网络通信等技术支撑下,政府机构日常办公、信息收集与、公共管理等事务在数字化、网络化的环境下进行的国家行政管理形式。

2.3引入微信公众平台的电子政务介绍

一个完备的电子政务系统通常由若干层组成,以实现对电子政务运行、网络控制、信息交换、数据资源以及网络安全、网络设备的统一管理。电子政务系统需要搭建基础网络平台、系统支持平台、综合信息资源库共平台、安全支撑平台,政府机关门户网站与信息系统、办公自动化系统与公文交换系统、网上行政服务与并联审批系统、决策支持与宏观经济分析系统等基础应用功能整合。就其工作量而言,是一个系统、庞大而且繁杂的工程。但微信公众平台的出现,将电子政务平台构建变得简单、可行了。微信公众平台的前端开发模式,可以帮助微信公众平台成为政府机关门户网站与信息平台、政府办公自动化系统与公文交换平台、网上行政服务与并联审批平台。微信公众平台用户利用经过实名身份认证的手机终端登录到微信公众服务平台,进行身份验证,实现链接。用户的数据可以由微信平台处理后以特定格式转发到电子政务服务平台处理,处理后的数据再由电子政务系统同样以相同格式发送至微信公众服务平台,再发送给用户。同时,腾讯公司微信公众平台后台服务器,统一的管理、安全的保障、数据的完备,为电子政务服务平台的委托代管提供了基础性保障。可见,微信公众平台使复杂电子政务系统服务的实现变得简单了。

3微信公众平台的电子政务应用现状的调查与分析

3.1微信公众平台的电子政务现状调查

3.1.1调查方法

本文采用样本试验、实际观察法开展相关研究,采用定量与定性相结合的方法进行分析。研究样本截止时间到2014年5月22日,样本搜索方法为:通过对“政府”这个关键词的搜索,人工筛选出经过认证(包括新浪微博加V、腾讯微博加V和微信认证加V)的公共账户,纳入观察样本。图1政务微信账号搜索及关注

3.1.2调查数据的收集与整理

对采集到的微信公众账号,首先添加关注认证过的政务微信公共账号。从4月22日至5月22日,追踪观察时长30天。其次,观察政务微信公众账号的推送内容、形式和频率等各考察点。最后,向政务微信公众账号提出与其相关的政策的问题,测试其回复时间、回复内容精确度和回复形式等。在数据整理阶段,对收集到的数据进行描述性统计和分析。

3.2微信公众平台的电子政务数据分析

在所搜索的前100账号中(有5个非相关账号),在对其他95个进行分类整理,得出所有95个有效政务微信账号中,有61个来自东部地区,占全部数量的61%;有13个来自中部地区,占全部数量的14%;有21个来自西部地区,占全部数量的22%。在全部有效政务微信公众账号当中,县级行政区的公众账号有26个,约占总数的27%;地级行政区的公众账号共有51个,约占总数的54%;省级行政区的公众账号共有18个,约占总数的19%。其数据分布,具县级行政区(27%;)、地级行政区(54%)、省级行政区(19%)的纺锤形(橄榄形)分布。对于国内各级政府管理结构的金字塔状现状,层级越低,政府数目越多,可见,县级行政区政务微信公众平台还有很大的发展空间。

3.3微信公众平台的电子政务调查分析结论

3.3.1政务微信公众平台账号的特性

从地域分布上看,政务微信公众平台呈现东多西少、南多北少的状态。目前,开通政务微信公众账号最多的省份是浙江省、山东省和广东省。在采集和调查的账号中,其中有58个属于南方省份,37个属于北方省份,南方省份政务服务的意识要比北方更强。究其原因南方经济发达,智能手机普及率要高于中西部和北方地区,微信公众平台的接受程度和应用程度也相对高,而政府部门政务服务意识和社会化媒体意识也相对高一些。从头像的使用状况看,政务微信公众平台呈现多样化。观察发现,政务微信公众平台账号的可以分为以下四类:卡通类、标志类、建筑类、人物类。若将卡通和人物类归为非正式化,部门和建筑类归为正式化。统计数据显示,使用正式化头像的有54个,占所有头像比例的57%;使用非正式化账号有40个,占43%;其它类有1个。从微信公众平台的认证情况看,大多经过“认证”。对收集数据分析,显示筛选出95个有效账号都经过了认证,认证形式包括:新浪微博认证、腾讯微博认证和微信认证。这些经过认证的微信公众平台代表的机构,其中代表人民政府的账号有32个,占总数的33%;代表厅级政府职能部门,县处级政府和个别乡镇级政府的账号有63个,占总数的67%。

3.3.2政务微信公众平台的形式分析

政务微信公众平台的首次问候方式,呈现两类划分:简单欢迎和导航指南欢迎。调查数据显示,64%的账号是简单欢迎,33%的账号是导航指南欢迎。政务微信公众平台形式,大体相同。在形式上,基本都采用了纯文本、图文结合、视频、语音四类的政务信息服务形式。有75个账号使用图文结合信息,占总数的79%;有1个账号,使用视频形式信息,占总数的1%;有17个账号,使用过纯文本形式信息,占总数的18%;有8个账号使用过语音形式信息,占总数的8%。

3.3.3政务微信公众平台呈现的优劣势分析

观察采集的数据分析后,总体感觉利用微信公众平台搭建政务服务具有以下几点优势:首先,微信公众平台推送服务优先级高(会推送到通知栏,默认会有声音提示),让用户在第一时间接收到信息。其次,微信公众平台也更加稳固。由于是它基于社会化关系网络,用户之间的黏性更高一些,稳固的关系保证了用户的数量与质量。再次,政务微信公众平台的信息精选,定位准确。政务微信的信息推送可以瞬时同步完成的,所有人接收信息没有时间差异,这也保证了信息传递的及时,避免了中间环节的误导,加工和流失。但也发现在使用微信公众平台提供政务服务的实践中,存在一些平台难以逾越的困难和劣势。首先,关键词自动回复功能是微信公众平台的产品一大优势定位,也可以说微信公众平台就是一个聊天机器人。但要用微信公众平台做宽泛的政务服务,微信公众平台的词库是一个很大的问题,其次,多关键词的优先级问题上微信也没有提供更完善的解决方案。再次,政务微信公众平台必须要关注才能提供服务,这又从另一个侧面限制了政务服务的普及型。但不管怎么样,微信公众平台都为电子政务的纵深化发展提供了一个平台和机会,潜力巨大。

4微信公众平台在电子政务应用的建议

政务微信公众平台在电子政务的实探索中已经取得了较大的进步,但也仍然存在着不少问题,还有很大的提升和完善空间。如何利用微信公众平台实现我国电子政务纵深发展,是各级政府在互联网络时代治理能力和服务能力的体现。该文基于调查和研究,针对所发现的问题,对微信公众平台的电子政务应用提出一下建议。

4.1政务微信公众账号地域性差异的建议

政务微信公众平台账号在开通的地域性上,呈现东多西少、南多北少的状态。东南省份多,西北省份少,南方省份多,北方省份少。政务微信公众平台实施跨越了众多的技术壁垒,难度不大,运转经费不多,效果明显,建议中西部和北方地区应积极跟进,尽早的开通政务微信公众账号。

4.2政务微信公众账号服务形式的建议

政务微信公众账号的头像使用上呈现多样化,但卡通和人物类的非正式化(人物化)的账号更容易拉近政府与受众之间的距离,促进互动交流,提高民意的反馈。而建筑和标志类的正式化(官方化)头像则容易给用户以疏远感。建议使用非正式化头像作为政务微信公众平台头像。其次,政务微信公众平台是交互的平台。首次问候是拉近举例的低成本投入,交互内容上必须考虑充分,便民利民,让用户迅速获取需求信息。此外,还可以考虑多使用语音问候模式,这也是微信公众平台在众多通讯工具中最具魅力的一个优势。

4.3政务微信公众账号服务语言及交流语言的建议

政务微信公众平台最大的特色就是互动交流,在交流中语言的使用直接关系到用户的感受。首先,语言不宜太“专业”,作为一个与老百姓互动的信息平台不宜用术语和行话。其次,不能脱离市民百姓,要尽量通俗而又把信息准确,要让百姓看得懂。要知道百姓想什么,不会说百姓的话,自然所内容不能被受众者欢迎。最后,信息告知需规范准确,政府通过微信公众平台信息来施政,其工作要接受百姓的监督与评判。

5结束语

第3篇:微电子论文范文

1.1认识微电子

微电子技术的发展水平已经成为衡量一个国家科技进步和综合国力的重要标志之一。因此,学习微电子,认识微电子,使用微电子,发展微电子,是信息社会发展过程中,当代大学生所渴求的一个重要课程。生活在当代的人们,没有不使用微电子技术产品的,如人们每天随身携带的手机;工作中使用的笔记本电脑,乘坐公交、地铁的IC卡,孩子玩的智能电子玩具,在电视上欣赏从卫星上发来的电视节目等等,这些产品与设备中都有基本的微电子电路。微电子的本领很大,但你要看到它如何工作却相当难,例如有一个像我们头脑中起记忆作用的小硅片—它的名字叫存储器,是电脑的记忆部分,上面有许许多多小单元,它与神经细胞类似,这种小单元工作一次所消耗的能源只有神经元的六十分之一,再例如你手中的电话,将你的话音从空中发射出去并将对方说的话送回来告诉你,就是靠一种叫“射频微电子电路”或叫“微波单片集成电路”进行工作的。它们会将你要表达的信息发送给对方,甚至是通过通信卫星发送到地球上的任何地方。其传递的速度达到300000KM/S,即以光速进行传送,可实现双方及时通信。“微电子”不是“微型的电子”,其完整的名字应该是“微型电子电路”,微电子技术则是微型电子电路技术。微电子技术对我们社会发展起着重要作用,是使我们的社会高速信息化,并将迅速地把人类带入高度社会化的社会。“信息经济”和“信息社会”是伴随着微电子技术发展所必然产生的。

1.2微电子技术的基础材料——取之不尽的硅

位于元素周期表第14位的硅是微电子技术的基础材料,硅的优点是工作温度高,可达200摄氏度;二是能在高温下氧化生成二氧化硅薄膜,这种氧化硅薄膜可以用作为杂质扩散的掩护膜,从而能使扩散、光刻等工艺结合起来制成各种结构的电路,而氧化硅层又是一种很好的绝缘体,在集成电路制造中它可以作为电路互联的载体。此外,氧化硅膜还是一种很好的保护膜,它能防止器件工作时受周围环境影响而导致性能退化。第三个优点是受主和施主杂质有几乎相同的扩散系数。这就为硅器件和电路工艺的制作提供了更大的自由度。硅材料的这些优越性能促成了平面工艺的发展,简化了工艺程序,降低了制造成本,改善了可靠性,并大大提高了集成度,使超大规模集成电路得到了迅猛的发展。

1.3集成电路的发展过程

20世纪晶体管的发明是整个微电子发展史上一个划时代的突破。从而使得电子学家们开始考虑晶体管的组合与集成问题,制成了固体电路块—集成电路。从此,集成电路迅速从小规模发展到大规模和超大规模集成电路,集成电路的分类方法很多,按领域可分为:通用集成电路和专用集成电路;按电路功能可分为:数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路;按器件结构可分为:MOS集成电路、双极型集成电路和BiIMOS集成电路;按集成电路集成度可分为:小规模集成电路SSI、中规模集成电路MSI、大规模集成电路LSI、超导规模集成电路VLSI、特大规模集成电路ULSI和巨大规模集成电路CSI。随着微电子技术的发展,出现了集成电路(IC),集成电路是微电子学的研究对象,其正在向着高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向发展。

1.4走进人们生活的微电子

IC卡,是现代微电子技术的结晶,是硬件与软件技术的高度结合。存储IC卡也称记忆IC卡,它包括有存储器等微电路芯片而具有数据记忆存储功能。在智能IC卡中必须包括微处理器,它实际上具有微电脑功能,不但具有暂时或永久存储、读取、处理数据的能力,而且还具备其他逻辑处理能力,还具有一定的对外界环境响应、识别和判断处理能力。IC卡在人们工作生活中无处不在,广泛应用于金融、商贸、保健、安全、通信及管理等多种方面,例如:移动电话卡,付费电视卡,公交卡,地铁卡,电子钱包,识别卡,健康卡,门禁控制卡以及购物卡等等。IC卡几乎可以替代所有类型的支付工具。随着IC技术的成熟,IC卡的芯片已由最初的存储卡发展到逻辑加密卡装有微控制器的各种智能卡。它们的存储量也愈来愈大,运算功能越来越强,保密性也愈来愈高。在一张卡上赋予身份识别,资料(如电话号码、主要数据、密码等)存储,现金支付等功能已非难事,“手持一卡走遍天下”将会成为现实。

2.微电子技术发展的新领域

微电子技术是电子科学与技术的二级学科。电子信息科学与技术是当代最活跃,渗透力最强的高新技术。由于集成电路对各个产业的强烈渗透,使得微电子出现了一些新领域。

2.1微机电系统

MEMS(Micro-Electro-Mechanicalsystems)微机电系统主要由微传感器、微执行器、信号处理电路和控制电路、通信接口和电源等部件组成,主要包括微型传感器、执行器和相应的处理电路三部分,它融合多种微细加工技术,并将微电子技术和精密机械加工技术、微电子与机械融为一体的系统。是在现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。当前,常用的制作MEMS器件的技术主要由三种:一种是以日本为代表的利用传统机械加工手段,即利用大机械制造小机械,再利用小机械制造微机械的方法,可以用于加工一些在特殊场合应用的微机械装置,如微型机器人,微型手术台等。第二种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工,形成硅基MEMS器件,它与传统IC工艺兼容,可以实现微机械和微电子的系统集成,而且适合于批量生产,已成为目前MEMS的主流技术,第三种是以德国为代表的LIGA(即光刻,电铸如塑造)技术,它是利用X射线光刻技术,通过电铸成型和塑造形成深层微结构的方法,人们已利用该技术开发和制造出了微齿轮、微马达、微加速度计、微射流计等。MEMS的应用领域十分广泛,在信息技术,航空航天,科学仪器和医疗方面将起到分别采用机械和电子技术所不能实现的作用。

2.2生物芯片

生物芯片(Biochip)将微电子技术与生物科学相结合的产物,它以生物科学基础,利用生物体、生物组织或细胞功能,在固体芯片表面构建微分析单元,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞及其他生物组分的正确、快速的检测。目前已有DNA基因检测芯片问世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余种DNA基本片段。其制作方法是在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维,不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基本片段。采用施加电场等措施可使一些特殊物质反映出某些基因的特性从而达到检测基因的目的。以DNA芯片为代表的生物工程芯片将微电子与生物技术紧密结合,采用微电子加工技术,在指甲大小的硅片上制作包含多达20万种DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在极短的时间内检测或发现遗传基因的变化,对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。生物工程芯片是21世纪微电子领域的一个热点并且具有广阔的应用前景。

2.3纳米电子技术

在半导体领域中,利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代电子器件,如:高电子迁移晶体管(HEMT),异质结双极晶体管(HBT),低阈值电流量子激光器等。在半导体超薄层中,主要的量子效应有尺寸效应、隧道效应和干涉效应。这三种效应,已在研制新器件时得到不同程度的应用。(1)在FET中,采用异质结构,利用电子的量子限定效应,可使施主杂质与电子空间分离,从而消除了杂质散射,获得高电子迁移率,这种晶体管,在低场下有高跨度,工作频率,进入毫米波,有极好的噪声特性。(2)利用谐振隧道效应制成谐振隧道二极管和晶体管。用于逻辑集成电路,不仅可以减小所需晶体管数目,还有利于实现低功耗和高速化。(3)制成新型光探测器。在量子阱内,电子可形成多个能级,利用能级间跃迁,可制成红外线探测器。利用量子线、量子点结构作激光器的有源区,比量子阱激光器更加优越。在量子遂道中,当电子通过隧道结时,隧道势垒两侧的电位差发生变化,如果势垒的静电能量的变化比热能还大,那么就能对下一个电子隧道结起阻碍作用。基于这一原理,可制作放大器件,振荡器件或存储器件。量子微结构大体分为微细加工和晶体生长两大类。

3.微电子技术的主要研究方向

第4篇:微电子论文范文

【关键词】电子信息科学与技术微电子课程体系建设教学改革

【基金项目】大连海事大学教改项目:电子信息科学与技术专业工程人才培养实践教学改革(项目编号:2016Z03);大连海事大学教改项目:面向2017级培养方案的《微电子技术基础》课程教学体系研究与设计(项目编号:2016Y21)。

【中图分类号】G42 【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2018)01-0228-02

1.開设《微电子技术基础》的意义

目前,高速发展的集成电路技术产业使集成电路设计人才成为最抢手的人才,掌握微电子技术是IC设计人才的重要基本技能之一。本文希望通过对《微电子技术基础》课程教学体系的研究与设计,能够提高学生对集成电路制作工艺的认识,提高从事微电子行业的兴趣,拓宽知识面和就业渠道,从而培养更多的微电子发展的综合人才,促进我国微电子产业的规模和科学技术水平的提高。

2.目前学科存在的问题

目前电子信息科学与技术专业的集成电路方向开设的课程已有低频电子线路、数字逻辑与系统设计、单片机原理、集成电路设计原理等。虽然课程开设种类较多,但课程体系不够完善。由于现在学科重心在电路设计上,缺少对于器件的微观结构、材料特性讲解[1],导致学生在后续课程学习中不能够完全理解。比如MOS管,虽然学生们学过其基本特性,但在实践中发现他们对N沟道和P沟道的工作原理知之甚少。

近来学校正在进行本科学生培养的综合改革,在制定集成电路方向课程体系时,课题组成员对部分学校的相关专业展开调研。我们发现大部分拥有电子信息类专业的高校都开设了微电子课程。譬如华中科技大学设置了固体电子学基础、微电子器件与IC设计、微电子工艺学以及电子材料物理等课程。[2]又如电子科技大学设置了固体物理、微电子技术学科前沿、半导体光电器件以及高级微电子技术等课程。[3]因此学科课题组决定在面向2017级电子信息科学与技术专业课程培养方案中,集成电路设计方向在原有的《集成电路设计原理》、《集成电路设计应用》基础上,新增设《微电子技术基础》课程。本课程希望学生通过掌握微电子技术的原理、工艺和设计方法,为后续深入学习集成电路设计和工程开发打下基础。

3.微电子课程设置

出于对整体课程体系的考虑,微电子课程总学时为32学时。课程呈现了微电子技术的基本概论、半导体器件的物理基础、集成电路的制造工艺及封装测试等内容。[4]如表1所示,为课程的教学大纲。

微电子技术的基本概论是本课程的入门。通过第一章节的学习,学生对本课程有初步的认识。

构成集成电路的核心是半导体器件,理解半导体器件的基本原理是理解集成电路特性的重要基础。为此,第二章重点介绍当代集成电路中的主要半导体器件,包括PN结、双极型晶体管、结型场效应晶体管(JFET)等器件的工作原理与特性。要求学生掌握基本的微电子器件设计创新方法,具备分析微电子器件性能和利用半导体物理学等基本原理解决问题的能力。

第三章介绍硅平面工艺的基本原理、工艺方法,同时简要介绍微电子技术不断发展对工艺技术提出的新要求。内容部分以集成电路发展的顺序展开,向学生展示各种技术的优点和局限,以此来培养学生不断学习和适应发展的能力。

第四章围绕芯片单片制造工艺以外的技术展开,涵盖着工艺集成技术、封装与测试以及集成电路工艺设计流程,使学生对微电子工艺的全貌有所了解。

4.教学模式

目前大部分高校的微电子课程仍沿用传统落后的教学模式,即以教师灌输理论知识,学生被动学习为主。这种模式在一定程度上限制了学生主动思考和自觉实践的能力,降低学习兴趣,与本课程授课的初衷相违背。[5]为避免上述问题,本文从以下几个方面阐述了《微电子技术基础》课程的教学模式。

教学内容:本课程理论知识点多数都难以理解且枯燥乏味,仅靠书本教学学生会十分吃力。因此,我们制作多媒体课件来辅助教学,将知识点采用动画的形式来展现。例如可通过动画了解PN结内电子的运动情况、PN结的掺杂工艺以及其制造技术。同时课件中补充了工艺集成与分装测试这部分内容,加强课堂学习与实际生产、科研的联系,便于学生掌握集成电路工艺设计流程。

教学形式:课内理论教学+课外拓展。

1)课内教学:理论讲解仍需教师向学生讲述基本原理,但是在理解运用方面采用启发式教学,课堂上增加教师提问并提供学生上台演示的机会,达到师生互动的目的。依托学校BBS平台,初步建立课程的教学课件讲义、课后习题及思考题和课外拓展资料的体系,以方便学生进行课后的巩固与深度学习。此外,利用微信或QQ群,在线上定期进行答疑,并反馈课堂学习的效果,利于老师不断调整教学方法和课程进度。还可充分利用微信公众号,譬如在课前预习指南,帮助学生做好课堂准备工作。

2)课外拓展:本课程目标是培养具有电子信息科学与技术学科理论基础,且有能力将理论付诸实践的高素质人才。平时学生很难直接观察到半导体器件、集成电路的模型及它们的封装制造流程,因此课题组计划在课余时间组织同学参观实验室或当地的相关企业,使教学过程更为直观,加深学生对制造工艺的理解。此外,教师需要充分利用现有的资源(譬如与课程有关的科研项目),鼓励学生参与和探究。

考核方式:一般来说,传统的微电子课程考核强调教学结果的评价,而本课程组希望考核结果更具有前瞻性和全面性,故需要增加教学进度中的考核。课题组决定采用期末笔试考核与平时课堂表现相结合的方式,期末笔试成绩由学生在期末考试中所得的卷面成绩按照一定比例折合而成,平时成绩考评方式有随堂小测、课后习题、小组作业等。这几种方式将考核过程融入教学,能有效地协助老师对学生的学习态度、学习状况以及学习能力做出准确评定。

5.结语

第5篇:微电子论文范文

关键词:真空微电子三极管 优化设计 电脑模拟

真空微电子学是横跨微电子学、真空电子学、高场下的物理学、材料科学等的交叉学科,主要探索场致发射理论、新结构、阵列制备工艺等。真空微电子器件采用的是场致发射阴极,电压低、电流密度大、体积小、噪声小、跨导大、寿命长,是微电子器件的主要工艺之一。真空微电子器件的电脑模拟主要探索器件内各点场强与模拟电荷法、边界元法的计算关系、阳极电流的计算、发射频率上限计算、跨导计算和小信号增益计算。

一、理论基础

1.1场致电子发射。场致电子发射理论是指以强表面电场使物体表面势垒降低、宽度变窄,使物体内电子更能穿透表面势垒实现溢出的电子发射理论。场致电子发射的优点是电流密度大、没有发射时间迟滞现象,较之前的热电子发射有很大优势。它的主要原理是:正向动能超过表面势垒高度的电子会被部分反射回金属内部,反射回去的概率与势垒本身的形状,以及正向动能超过势垒的高度差密切相关。结合隧道效应,随着穿入势垒的加深,电子波函数的振幅变小。强场作用下,会出现表面势垒降低、宽度变窄的现象,势垒宽度变得与电子波长的数量级相当时,就可以实现有效的隧道效应了。这种情况下,半学体的场致发射与纯金属没有本质上的区别,而且温度对发射电流的影响也不大,即使环境为绝对零度,场致发射电流密度也可和钨在2800K时的热发射电流密度相当。实现场致电子发射首先要考虑在发射体表面产生强电场的方式,现在的半导体微细加工和薄膜技术可以实现大面积场致发射阵列的器件制造,它不但可以制造出单个式和阵列式的小曲率半径的发射锥尖,还能将阳极与栅极的锥尖距离变得很微小,实现极低电压下的场致电子发射。

1.2真空微电子三极管的理论模型。真空微电子场致发射阴极的方法有体外电子发射(薄膜场致发射的spindt阴极)和体内电子发射(雪崩二极管阴极)两种。体外电子发射(薄膜场致发射的spindt阴极)电压低、真空要求较低、稳定时间较长的有点,是本文的研究重点。

真空微电子三极管包括场致发射阴极、栅极和阳极,工作原理是将电压加至真空微电子三极管的阳极和栅极以导致阴极尖锥顶端产生107V/cm数量级的场强,使阴极发射的电子被阳极大量收集,形成三极管正向电流。影响真空微电子三极管的发射性能的是发射体的形状,在常见的锥球形、平面形、刀刃形、金字塔形等形状中,刀刃形(楔形)场发射阴极易于电脑模拟,是本文真空微电子三极管电脑模拟的假设形状,即阴极正对栅极,阴极尖端是光滑圆柱切入楔尖。在电脑模拟的计算架构上,本文使用了泊松方程、拉普拉斯方程计算空间电势,线性方程计算阴极尖端表面的电场分布,Fowler-Nordheim方程计算发射电流密度,根据管内电子发射轨迹计算电流大小,采取牛顿运动方程式计算阴极尖端发射的电子轨迹,以轨迹的初始位置计算阴极尖端的有效发射角。

二、真空微电子三极管优化设计

2.1真空微电子三极管的电脑模拟函数。本次模拟采用的功函数为:4.5ev的硅发射体;结构参数为:器件半宽度1.5um,栅孔平径0.5um,尖端曲率半径0.25um,阴极高度1.4um,阴极腔室半径1.0um,阳极与基底间距8.0um,楔形发射体5.0um,栅极上边界与衬底间距1.6um,栅极下边界与衬底间距1.2um;楔形真空微电子三极管电压参数为:阳极电压150V,栅极电压为300V。

2.2真空微电子三极管的优化设计结论。本次模拟实验得出,阴极锥尖处的发射场强最大,发射体尖端的场强可达2.513*107/cm,电子呈直线发射、电子束散射角较大。实验得出,栅极电压和阳极电流变大,发射体尖端曲率半径影响阳极电流的程度变小;发射体尖端曲率半径越小,阳极电流越大。实验得出,栅孔半径越小,栅极内电场起伏越大,场强越大,阳极收集的电流越大。所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把尖端做尖些、栅孔半径做小些,以提高发射性能。实验得出,不同形状的锥尖对应的发射角度不同,spindt型锥尖对应的阴极有效发射角为60度,圆柱锥尖对应发射角为90度,金字塔锥尖对应发射角为45度。所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把发射体尖端曲率半径做小些,发射体尖端的曲率半径要小于50纳米,以提高发射性能。实验得出,阳极与基底的距离大小和发射角大小成反比。所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把阳极与基底的间距减小,以提高发射性能。实验得出,楔形发射体的阴极长度、发射面积、表面电荷与栅-阴极间电容成正比。所以,所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把栅极外半径减小,以减小发射面积等,提高发射性能。实验得出,发射阴极尖锥高度与栅-阴极间电容的增加幅度成正比。所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把锥尖高度减小,使阴极尖锥的高度不超出栅极,可以通过增加栅极到基底的距离,或者降低尖锥高度实现,以提高发射性能。实验得出,发射尖端的曲率半径与真空微电子三极管的跨导成反比。所以,实际生产楔形发射体型真空微电子三级管时,要把尖端曲率半径做小,以提高发射性能。另外,还要选择金、铝、镍等功函数低的材料做发射阴极。

三、结语

真空微电子三极管的应用领域决定了发射频率的重要性,器件的跨导和栅-阴极电容决定了发射频率。电脑模拟可以精确求得楔形阴极真空微电子三极管的极间电容等数据及相互关系,用以指导真空微电子三极管的优化设计,改善器件发射性能。

参考文献:

1、秦明.黄安庆.魏同立“场发射锥尖得制备与特性研究”,电子科学学刊.1997

2、蒋孝煌编.《有限元法基础》,清华大学出版社.1998

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第6篇:微电子论文范文

【关键词】官方微博;电视节目;爸爸去哪儿

一、研究缘起

根据CIC《从社会化媒体迈向社会化商业白皮书》中显示中国互联网用户规模微博自兴起以来呈现了一种极具上升的趋势。而在密度气泡重要值显示图中,无论是使用频率还是重要性,社交联络代表微博都位居榜首。在微博不断盛行的大背景下,其与电视节目的融合与竞合共赢势在必得。

2013年10月11日晚22:00湖南卫视《爸爸去哪儿》终于揭开了神秘面纱,五位人气超高的帅气爸爸林志颖、田亮、郭涛、王岳伦、张亮携子一起进行72小时的乡村体验。湖南卫视推出的季播节目共12期,刚出荧屏就掀起了收视狂潮。随之提前一个多月前9月6日开通的《爸爸去哪儿》官方微博粉丝猛增,截至第四期播放完为止,爸爸去哪儿的官方微博粉丝数达到了1292011。而以湖南卫视为母体的电视综艺节目《快乐大本营》《天天向上》在面向观众的第一时间都开启了节目的官方微博,实时更新节目信息,在网络上搭建起另一个集“快乐”“芒果”“亲子”理念和logo的传播平台,与此同时的亲子代际关系所构建逻辑也脱离了电视技术和文化的双重语境限制,满足各个年龄受众的心里认知需求。从宏观的策略实施到中观的路径建构再到微观的修辞运用,电视节目独到的真情化和真实化以及集体记忆网络构建逻辑体现了传统媒体对于网络技术的运筹帷幄和对大众网络文化的深刻理解。本文以湖南卫视“爸爸去哪儿”官方微博为例,从宏观、中观、微观三个封面剖析节目传播和建构策略,试图总结出电视明星亲自真人秀微博传播的逻辑和节目微博营销策略。

二、文献综述

由于微博从2009年在中国兴起,2010年为中国的微博元年,从2011年的使用人数6311万到2013年的5.03亿。在2011年开始,微博与电视节目逐渐融合,主要以电视节目内容和电视节目互动方式的研究居多,而官方微博的研究典型和研究价值挖掘成文所占比例较小。谭天,兴丽,赵静雯《电视新闻栏目官方微博的实证研究》中发现民生新闻栏目纷纷开设官方微博,力图通过微博吸引正在流失的年轻观众,增强节目的影响力。通过电视新闻栏目官方微博的信息构成,传播效果,影响因素,采用定量与定性相结合的研究方法,分析和讨论官方微博传播影响力的生产机制。欧阳婧怡,周琳达,廖俊云,沈阳《微博中的电视媒体运营分析》中提到,西方微博与电视融合的几种方式,电视记者电视台开通Twitter扩大弱链接寻找强链接;电视整合Twitter新闻咨询,进行信息整合;拍摄以Twitter为主题的电视剧开发微博及传统电视的手中市场;微博电视的运营。在研究中发现,文化娱乐节目微博所占比例最大。陶燕,谢文娟《微博语境下的电视综艺节目口碑营销策略研究》以浙江卫视节目《中国好声音》为例一文中,提到了真人秀节目《中国好声音》很好地利用了微博平台进行口碑营销,在节目首播后迅速打响知名度,不断制造话题启动交谈,吸引着公众的关注。高一然从实证研究的角度将电视媒体影响力前三的湖南、凤凰、浙江卫视官方微博放在框架理论下分别对微博的数量、议题、方式、时间等进行了详尽的数据分析,得出发博的次数和时间是影响微博被转发、评论的有力因素。官方微博的议题设置反映电视本身的文化价值取向和风格定位。通过文献的梳理与解读,我认为微博与电视的融合基本分为三个阶段:平面信息收发阶段,利用微博信息资源,拓宽电视传播渠道;立体式网络社区,开通群体微博账户,形成聚合效应加强明星效应,培养意见领袖,话题营销,延伸节目生命周期;制定的节目创新,增强互动满足受众需求,注重受众数据分析,完善节目制作,打造专属微博的电视节目;自主开发微博应用将电视媒体植入微博。而微博与电视节目的融合基本隶属于第二第三阶段。相对于当下研究来说,以案例形式研究电视节目官方微博的文章和研究较少,又因为《爸爸去哪儿》属于新兴的高收视代际真人秀节目,研究其官方微博的及互动形式分析其传播的层级分化,最终对其收视的稳定起到一定的辅助作用。

三、研究方法

1.文献研究法

将搜索到的微博与电视融合的文献根据微博对电视媒体的冲击;微博对电视节目生产制作的解构;电视媒体对微博的应用;电视媒体微博的运用策略研究四个议题进行分类和观点的提炼,从而寻找研究缺口,借鉴研究理论,辅助文章论述,为研究提供新思路

2.描述性研究法

(1)微博的定义、发展、特点的描述。

(2)电视节目的定义、发展、特点的分析。

(3)电视媒体微博互动现状,电视媒体微博的开通情况、使用情况,优势与不足。

(4)电视与微博对于意见领袖的对比。

图1

通过以上整理和分析,发现微博作为互联网大平台中的一个新型的分支,微博电视的产生实现了一边发微博一边看电视的构想,实现了单屏双用的效果。电视频道、电视节目、电视台通过微博进行宣传,从而在一定程度上促进自身的品牌塑造,拉近与受众的距离。在电视节目的微博宣传开通互动中,文化娱乐、生活美妆、新闻相对较多,效果也较好。从电视节目的微博元素使用来看,使用频率较高,并且形式多样。微直播和微意见领袖的不断发展我们有目共睹,但是同样有缺陷,并不能将电视取代。同样,新媒体的不断发展壮大,与传统媒体电视是融合共赢的。新旧媒体是共存的。电视节目的微博与卫视母体微博有着不可分割的关系,同时,宣传共享,粉丝共赢更是一种现有的状态。我认为,电视节目自身的收视和推广带动了微博的宣传,微博宣传是电视宣传的充分不必要条件。

3.案例研究法

选取收视新高的湖南卫视《爸爸去哪儿》官方微博为主要研究对象,确定研究维度:粉丝数量维度;微博评论和转发维度;微博数量变化的维度;微博内容维度。将深圳卫视《年代秀》湖南卫视《爸爸去哪儿》江苏卫视《非诚勿扰》三档高收视电视节目微博进行维度对比分析,得出各维度与节目收视之间的关系。如图2-4所示:

图2

图3

图4

通过图2-4显示,《爸爸去哪儿》以高转发率和高率在三档节目中显得尤为突出,于是提出了相应的问题:电视节目微博是怎样进行运营的?电视节目微博的火热程度与电视节目自身收视率的高低有何关系?电视节目微博内容的文本有何特点,接下来应当如何发展?

四、研究内容

1.宏观策略实施:技术优势下的运筹帷幄

(1)预告:延伸观众期望价值

电视节目预告是电视栏目惯用的节目宣传手段,通过对经典片段的剪辑,重点节目部分的语言拼接,使得受众有一种“知其然不知其所以然”的神秘收视期待。而在延伸微博平台中,“预告”更成为节目官方微博中最频繁的关键词和诉求点。相对于电视屏幕呈现出的官方宣传片,《爸爸去哪儿》的官方微博在进行节目预告时采用了另一种模式。其特点为空间上的平台拓展,时间上的实时更新,刺激上的双向互动。

图5

由于电视节目的时间和广告时间的限制,加之现如今电视观众收视习惯的网络化转移,一定程度上削弱了电视预告的力度和效果。微博的无障碍交流互动使得电视节目可将一些有刺激点的界面无限扩张,无论是明星爸爸们育儿过程中所流露出的慈爱表达还是节目设置中突发的意外事件,甚至是孩子与父亲、孩子与孩子在真实交际生活中产生的矛盾激化亦或每个人所表现出来的性格特征都可以利用受众的求异心理来引起广大传统媒体和新媒体忠实用户的关注,从而达到宣传效果。没有时间的限制,可以24小时进行微博宣传;没有版面的限制,预告宣传的形式可以多样化,除了文字图片可以进行视频的插入和链接。从《爸爸去哪儿》官方微博的开通,可见第一期的节目宣传是由多角度多形式组成。首先,湖南卫视以“保密”促“神秘”的宣传策略,9月6日10:38湖南电视总局文件“严查微博泄密力保新鲜感”。在一定程度上宣传了其节目的独特性。

图6

9月10日11:51微博开通之后的第一次评论量超过100,因为郭涛儿子手臂摔断了这个突发事件的爆发,引得大家的关注。网友们对小朋友的身体健康表示慰问,同时也为石头能否参加完全程的节目录制而担忧。

图7

9月15日林志颖儿子的生日,这条微博的转发和评论量是开播前的一个小高峰,同时揭秘了两位参与节目的父亲和孩子。

图8

同样,在9月25日之前都以教育理念,家庭生活视频或者是可爱宝宝的萌照图片为主导的宣传。

图9

直到9月28日19:33全球首发宣传片,40秒的独立制作卡通版,突出了父子关系和成长的主题。在官方微博的宣传主页中,有的关于父爱、父亲教育的感悟;有的是明星父亲与孩子在成长过程中的有趣对话,节目除了配图配视频实现偶像的刺激效应之外,还注重文字的时间编排的。如在10月1日的“举国童庆”,经过仔细推敲的咬文嚼字诉说父亲与孩子之间发生的经历,博友们在感性和理性,感动和感同身受的双重刺激之中进一步加强对节目的收视期待。

(2)直播:实现信息的逆增长

在电视叙事结构中,经典叙事理论曾就故事时间与话语时间的关系做过总结。其中,故事时间指的是事情发生过程的时间,而话语时间则是指家属这一事情的时间,两者关系的变动造成叙事模式的变化不定:话语时间短于故事时间时被称为“概括”式叙事,反之则是“延伸”式叙事,而两者相同时的“场景”叙事又被成为电视直播。在电视综艺建构的真人秀节目中,节目通过前期彩排录制和后期剪辑制作而成的节目完成形态,其话语时间已经远远小于故事时间。虽然官方微博直播也不过是将电视节目的话语时间变成故事时间,从而营造了一种在场感,但是多样化的播报形式,实时互动中牵一发而动全身的触发机制以及补充花絮的策略,都在一定程度上让限于140字内容量的微博摇身变成了信息的逆增长。通过图10所示可见电视直播与微博直播的对比分析。

图10

在“爸爸去哪儿”官方微博直播中,不仅有节目录制现场的各种搞笑图片和故事花絮,同时还有有现场话题延伸开来的各种讨论,联想,猜测。博友们相互的转发,平等的交流,使得电视节目中的代际沟通框架在一定程度上被拓展,使得在录制过程中已经结束的旅程故事叙事获得了更大的生存空间和生命力,从而就出现了话语时间大于故事时间的“延伸”式叙事方式。很多微博上的都是电视节目未播出的片段。

图11

在微博宣传中,没有在节目中出现的妈妈也成为了重要的宣传者和评论转发参与者,根据调查数据显示,节目收视的女性观众比例高达80%,甚至网友调侃认为特别是北上广这样的发达城市,妈妈在家会带着孩子一边看《爸爸去哪儿》,一边问着“你爸爸去哪里了?”而在节目中的明星爸爸与孩子符合现在社会家庭最为普通普遍的格局构成,从而引发了更多的关注和共鸣。

(3)@功能:汇聚中的拓展效应

“一个吸引人的信息内容一旦在微博上出来,首先看到信息的粉丝就成了这种“病毒传播”的第一级传播通道,按照一个人平均有100个粉丝来计算,被自己的第一级粉丝中的10%也就是10个人转发后,就会增加1000个人读到该信息。如果这1000个人中再有100人转发,那不需要更多的基层传播,信息被阅读的次数就可以轻松达到数万、数十万、数百万。”创新工厂董事长兼首席执行官李开复这样评价微博信息的拓展效应。他将微博传播新模式成为“基于信任的病毒传播”,即病毒传播源于病毒式营销,通常指互联网上,利用普通网民之间的口口相传、相互转发的口碑式传播渠道,快速而有效的将把要推送的信息、品牌、产品给千万普通网民,其传播效应就像病毒感染一样,一旦成功发起的私下蔓延、快速复制,在极短时间内获得最大的传播效果。在《爸爸去哪儿》官方微博实践中,几乎所有的微博都使用@功能来扩大粉丝的关注度。@的对象首先是参与节目的五位明星爸爸,同时还有他们的妻子以及湖南卫视的官方微博和《快乐大本营》的官方微博及湖南卫视媒体人。截至11月2日为止,林志颖“梦想家林志颖”的粉丝量为36343019,郭涛的粉丝量为2319771,田亮的粉丝量6087995,张亮的粉丝量7323956,王岳伦的粉丝量2794982。粉丝量是潜在的宣传数量,再加上明星妈妈们的大力转发宣传,以及爸爸去那儿还为每组父亲与孩子打造了微粉丝群组,其宣传覆盖面之广可想而知,在第四期节目播出之后,王岳伦的女儿王诗玲也开通了微博,两天之内粉丝量达到了301819,博文多为转发《爸爸去哪儿》的官微。因为这些明星拥有庞大的粉丝群,这样形成的以明星或粉丝团为一件中心的众多舆论场便迅速汇聚起来,由此带动的传播效应和品牌效应就相当可观了。相对于明星带动的大众传播汇聚效应,人际传播在不断的@评论与转发中越发显得必不可少,节目就这样在双重传播语境中实现了层层递进式传播。而根据@人物的不同,笔者以2013年10月27日(周日)至2013年11月2日(周六),为期七天为一个周期进行了微博议题、转发、评论的数据统计,总计微博数108条,总计评论数223135条,总计转发数466850次,分析得出如图12所示。

在议题分类所呈现的比例中可以看出,在一周的微博宣传直播过程中,李湘王岳伦的女儿王诗龄被@频率在五个小朋友中最高,达到了16%,但是评论却只占总评论量的5%,转发只占总转发量的3%。而张亮的儿子天天被@频率为13%,而评论量占到了总评论的25%,转发占总转发量的27%。通过以上数据分析得出,受众所得到的宣传信息与官方微博想发出的宣传信息有时候是异步的。微博@中的汇聚拓展效应通常与粉丝对节目元素的热衷追求度有密切的关系。同时得出的许多数据,比如总结咨询受众意见的微博可以引起大家的集思广益;对节目评价的外部媒体包括央视新闻、南方周末、人民日报,严肃媒体的关注流露出节目更为成熟、理性的气质。什么样的信息,以谁为主题的信息,@谁等都是官方微博在未来发展及宣传中所要顾及的问题。

图12

图13

2.中观路径构建:文化感知中的深思熟虑

(1)碎片化表达与感性化诉求

从碎片化到圈子,破与立中产生信息流动的新秩序。随着以碎片化、随意性、感性化、及时性和情绪化为特征的网络微表达逐渐盛行,传统的主流强势电视媒体也改变了策略,实施迎合网民观念和行为的微表达尝试。虽然微博受到的最大的诟病在于,微博内容传播带来的“碎片化”后果。但是在“爸爸去哪儿”的官方微博中,碎片化以正面效果存在的方式,成为了节目的关键元素。孩子与爸爸私密空间的稚嫩对白(石头问郭涛:爸爸,鸡蛋孵出的小鸡会不会叫我妈妈?)某个爸爸或孩子的搞笑视频(田亮摸鱼3次坠湖、森蝶女汉子般的狂奔)、还有她们所有参与者的卡通漫画像都是微博用户传播的对象。如图13笑点泪点四期热度排行榜所示。

这些碎片化的信息更适合微博用户的内容承载模式。这样的微表达俯拾皆是,嘉宾介绍中的图片与角色的拼接,直播中的图片、视频与文字的拼接,爸爸与儿子卡通萌像的组合等,多重短句的对比介绍和诉诸感性的引导诉求,在不触犯网民个性化的表达观念的同时,进一步以平和、生活化的网络语言拉近了与微博拥护的心里距离。

⑵幽默化表达与叙事

20世纪90年代以来,尤其是进入21世纪以来,随着80后90后一批网民的群体崛起,网络逐渐成为了民众宣泄情绪,重新寻求自我个性和集体认同的平台,发挥着后现代文化解构性力量和创造性潜质。幽默这种表达方式所产生的影响和力量不仅可以带来会心一笑后的轻松愉悦,更能拨动网民内心。这五组爸爸和孩子在第一期刚刚出现的时候,微博所呈现的幽默化表达相对较少,因为各种修辞与渲染必须以节目内容和亮点为依托。随着电视节目内容的不断深入,每对父女、父子所呈现的生活模式拥有了规律可循,于是为他们量身定做的网络微表达逐渐显现出幽默化的特征。

根据笔者所抽取的2013年10月27日至2013年11月2日的官方微博所发出的内容通过议题分类后,又进行了对5组家庭微表达宣传的内容分析。17条是针对王岳伦与女儿王诗龄的,其中与爸爸的萌照鬼脸照+小胖妞公主特别能吃饭的形象+懂事有礼貌小大人似的的言语表达组成了她这一期的节目定位,不禁有网友回复孩子要是都能像王诗龄吃饭那么好就太棒了。14条针对kimi,“芭比,抱抱”对爸爸呼唤,“我要喝奶奶”对实物的需求,“奥特蛋”一种玩具等新兴的网络流行词成为了一种能指所指的符号,大量存在于转发与评论中,甚至王诗龄也在节目中自然而然的模仿kimi用台湾腔的芭比跟父亲王岳伦搭讪,使得大家会心一笑,一萌到底。15条对石头的宣传,石头哥哥这位领队处处表现出了纯爷们,胳膊的受伤未阻止其坚强的完成任务,“独臂”男孩偶尔也会给父亲撒娇,只不过郭涛严父的形象根深蒂固。

但是6岁的石头终究是个孩子,当因为不小心把裤子弄湿后换裤子的害羞表情让网友感叹孩子长大了。13条对cidy的宣传中,狂奔女汉子,乐于助人的小美女,田亮四川重庆味儿的“森碟”,让人们喜欢的爱不释手,并且自然而然的她洋气的英文名改成了“森蝶”。在这一期中最受大家关注的就是天天,他的宣传有13条,大家都为这个看上去非常韩版的小帅哥贴上了“体贴父亲、理解父亲”的标签,因为不想让父亲伤心而说了善意的谎言,让网友们不禁感叹天天的善良。而五位爸爸分别以林志颖贴心奶爸,郭涛搞笑严父,田亮慈祥老爸,王岳伦菜鸟灏郑张亮哥们小爸爸找到了自己的幽默表达定位。

这种幽默化的表达叙事更贴近受众,合适的言语运用,形象的调侃和对事件的评论并未起到讽刺、挖苦的效果,依然是走着幽默风趣的路线。而最让我们拥有强烈的幽默感的莫过于卡通形象的设计,其中以大头像作为主流宣传图片,甚至几位爸爸都选择了将其作为自己的微博头像。利用这种形式更加吸引小朋友的关注,同时体现其微博表达的多样化。

(3)切中社会心里,寻求共鸣效应

所有人都有爸爸,约一半的人有机会成为爸爸。“爸爸去哪儿”的受众定位横跨“50后”至“00”后,仅凭此,火得就有“硬道理”。明星爸爸们从舞台秀走向真人秀,爸爸妈妈深思熟虑后让自己的宝贝第一次正面的面对镜头,呈现出最真实的生活状态。所展现出的真实自我也许同电视机前的所有宝贝们一样天真可爱,也许会有点小脾气小叛逆。爸爸的爱与教导不仅增进了明星爸爸与孩子们相处的时间,同时会交给这些独生子女宝宝们分享的意义、吃苦的意义、相处的方式等等。而电视机前的《爸爸去哪儿》以近乎“零差评”的口碑实现了电视娱乐节目的成功转型。很多博友表示,在疲惫的周末夜晚,被“星爸萌娃”温暖后入睡,简直就是“治愈系”减压。这档节目也得到了中国的北京、上海、广州GDP高地受众的钦赖,人民日报的对《爸爸去哪儿》的解读是给与人一种归属感,回家的感觉、成家的感觉,拥有家的向往,拥有孩子的向往。微博修辞中常常根据社会心里并结合网络化情境进行议题的建构和处理,以达到最大限度的网民心灵共鸣和认同。在电视真人秀代际关系亲子综艺节目建构框架的微博实践中,不仅仅需要在宏观上面对网民对父爱父子情角色的转换和感情的认可,更需要透过网络文化的本质内涵,通过精细的微博表达实施精确的情感诉求和共鸣策略。通过对《爸爸去哪儿》官方微博在每期节目播出前的宣传内容不难看出,“各位爸爸与孩子的爆笑对话”“各位爸爸与孩子的卡通形象海报”“爸爸在事件之后得出的对孩子教育的深切感悟”“挑战与竞争中小朋友的团结互助爱的分享”在众多微观引导感悟中脱颖而出,成为了引领网民角色转换萌爸爸带孩子不易,与孩子教育挫折中共同成长的心里认同和收视期待的重要逻辑技巧。家庭永远是心中最温暖的底色,爸爸永远是儿子眼中男子汉第一形象,是女儿心中的最佳好男人。为爱转发吧,让我们共同见证父爱不缺席的真实成长。

3.微观修辞运用:语言推敲后的议题构建

关于电视节目官方微博的代际关系之父子关系为表达实践,无论是从宏观上的技巧运用还是中观上的文化感知与实践,最终都必须在网络微博语言修辞的微观实践中达成诉求效果。好的贴切的有预设构建的话语表达往往能达到事半功倍的效果,而这往往离不开恰当的修辞作为基础。目前网络主要使用的修辞手法有比喻、比拟、借代、谐音双关、缩略、叠音、婉曲、仿造、对比、反语、杂糅等。在“爸爸去哪儿”官方微博实践中,设问倍受青睐,“你的童年是否也是如此?父爱是什么?父爱是田亮既想实现女儿小愿望又担心她危险而跟在斜坡上狼狈的奔跑。@田亮 :“爸爸一直陪着你,爸爸不会离开你,你滑多快我就跑多快”!”不仅得益于其引起注意、联想和共鸣的特性,同时也契合了其第二人称的选择和表达,便于在微博平台中营造一种网民亲密对话的互动交流机制,向受众询问育儿经验,向受众询问如何节目改版。与设问类似,引用也可以只管的感受刺激博友的情感神经。在这些修辞中,特别值得注意的是微博表达中加盟助阵的网络用语,像“小盆友”“芭比”“童鞋”“美眉”“卖萌”“有木有”“土豪”“森蝶”等。这些网络修辞的使用,营造出了融洽自在的交流氛围,使得受众完全融入节目,深处其中,感同身受。在塑造集体气氛中,借以双关的巧用功不可没。粉丝们在逐渐消解掉个性差异的同时,也构建起了集合文化圈内的文化认同和集体意识中的象征资本,由此狂热性引发的粉丝文化与粉丝经济更成为网络文化中的重要景观。

这些盛行的微博修辞格表面上是一种丰富语言的手段,其实却潜在地诉说着网络社会独特的语言文化和社会文化心理:相比于处处受到约束的规规矩矩的生活,求新求异、打破常规的轻松愉悦的生活方式才是人们特别是年轻一代内心深处的追求;一如以最简单的形式来表达最丰富内容的语言经济原则,在高压力的快节奏生活中,追求生活及心情上的简单随意原则也被奉为圭臬;同时,逆反、颠覆式的探索、求新心理也在这些修辞格的使用中得到充分展现。而这些都成为“爸爸去哪儿”官方微博议题建构的文化背景并进一步在修辞实践中被强化运用,于此过程中,电视真人秀节目的微博实践逻辑也渐渐呼之欲出。

五、研究结论与讨论

通过对《爸爸去哪儿》官方微博的宏观预告:延伸观众期望价值;直播:实现信息的逆增长;@功能:汇聚中的拓展效应。中观碎片化表达与感性化诉求;

幽默化表达与叙事;切中社会心里,寻求共鸣效应。微观网络修辞、网络用语网络句式结构分析。得出官方微博的特点及改进方式,继续收获“微直播”良好的传播效果,开拓去中心化的碎片化的宣传渠道,从而辅助传统媒体电视节目的稳固收视。解答了电视节目微博是如何运营的,电视节目微博的火热程度与电视节目自身收视率具有正比关系,微博对电视节目的宣传小于电视节目口碑传播从而使得官方微博更加火爆,成为信息及节目拓展的平台。电视节目微博内容的文本具有一定的特点,如特殊的修辞句式等。在接下来的进一步研究中,应根据逐渐增多的播出的集数,统计更完整的数据,进而进行微博抽样更详尽的话语分析,从信息者编码的策划到信息接受者解码的解读来研究电视节目官方微博的能指及所指,从而为节目提高收视提出相应的建议及对策。

参考文献

[1]王小平.健康类电视节目与微博的融合之道[J].华南师范大学学报(社会科学版),2013(06).

[2]杨智容.浅析微博在电视节目中的运用及趋势[J].视听界,2013(03).

[3]黄怡.浅谈湖南卫视及其旗下节目的微博影响力[J].新闻世界,2013(04).

[4]毛飞.电视媒体与微博整合策略研究[].硕士论文.中央民族大学,2013.

[5]传统与新兴的融合之美――微博时代的电视回归[J].市场研究,2011(10).

[6]李冬梅,李岭涛. 电视媒体的微博营销分析[J].当代电视,2012(06).

第7篇:微电子论文范文

关键词:微电子产业;生产线模拟;教学对策

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)35-0117-02

目前在我国,很多的传统产业都与微电子技术相结合,高校需要通过在现有各地条件下的高等教育环境里培育出大量的技术人员,使他们具备设计和应用大量的现代集成电路芯片并进行智能改造的能力,才可以进一步使很多相关的传统产业重新焕发出青春。[1]

微电子工艺课程需求的形象化教学素材十分丰富,将这门课程开发转化为CAI课件,对提高毕业生对硅工艺的实践认知能力非常有益。2006年哈尔滨理工大学的曹一江等就提出利用多媒体辅助工具,建立针对微电子教学的课件开发。[2]

一、中小城市微电子产业链企业对高等院校学生需求的调查结果

调查发现,国内微电子行业的市场主要集中在处于产业链中不同角色的中小企业,而这些企业主要分布在中小城市。因此,高校在为中小企业服务中,特别要注意为小企业服务。以我院为例,我们调查了微电子企业A、B,让本科学生参与到硅锭生产和切片两个工艺步骤中,并结合企业人事部门的反馈,认为对于微电子课程教学目前有以下四个问题:

1. 教学过程不适应

从目前实际情况来看,大部分学校及机构的教学工作还停留在满足于实习、实验要求的水平,缺乏主动与科研及产业部门合作、共同进行教学改革的力度和深度。

2. 操作体系不适应

要保证高等教育与生产(社会实践)相结合的工作质量,必须有一套细化的、简便的、高效的操作系统。

3. 教师的素质不适应

高等学校大部分教师的素质还难以适应微电子实践教学,不能有效地为企业解决实际的技术问题。

4. 评估体系不健全

评估体系是指对高等教育与科研、生产(社会实践)相结合的工作质量进行监督、检查和评价的一系列办法,包括指标、规则和方式等内容。

二、微电子工艺课程的教改具体实施方案

为了把微电子本科教育定位于更好地和学生将来的职业相结合,应该在考试成绩上充分体现学生在学习本课程过程中的综合能力,就此笔者提出以下五个方面的实施方案,并给出加权的最终成绩评定方式,如图1。

1. 建立本科微电子兴趣小组,提出积极兴趣分JX

对于本科阶段来说,鼓励师生和生生互动,交流讨论。①激发学生对微电子的创新热情,并了解现代生产的最新发展。②培养学生对各种微电子制造工艺的分析、大型集成电路的设计和应用开发能力,使其跟上现代微电子领域的发展和要求。

2. 建立新型学习机制,加大学院微电子专业重视力度

微电子课程可以将课程分为若干子课程,并分类提供选择性教育服务,实行“选子课制”,例如可将“微机电系统”单独分出来,学生根据自己的兴趣爱好选择购买不同的子课程,这样将使得院校重视该学科教育服务质量以及学生的兴趣和要求。

3. 理论教学考试实施必须与科研项目、实践知识相结合

目前大多数学校的微电子技术教学,自设立以来都采用比较枯燥的课堂纯单向教授式学习,因此,此次教改尝试,将树立教与学的互动目标,并将使教师已获得资助的科研项目研究,化成简单的个体,变成实践,实施到日常教学中去。

4. 建立微电子企业教育评价因子QP

每年可以设定高校所在地的两家微电子相关企业为评价方。通过以当地三家微电子企业考察录用对象的理论、实践等方面问题,作出A、B、C、D四类评定标准。并适当提高该评价因子的权重,学生本课程的最终成绩为:

学生成绩=QP×20+0.55×考试成绩+平时成绩×0.2+0.05×JX(1)

5. 实现新型多媒体教学化

第8篇:微电子论文范文

关键词:微电子;集成电路;课程群;亲产业

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2019)19-0163-02

一、引言

微电子(集成电路)被称为现代信息社会的“食粮”,是一个国家工业化和信息化的基础。自2014年我国《国家集成电路产业发展推进纲要》,设置千亿级的集成电路发展基金以来,南京、合肥、重庆、成都、武汉、厦门等地相应出台了区域性的集成电路发展政策。厦门依据毗邻台湾的区位优势,设立了500亿人民币的集成电路产业基金,并陆续了《厦门市加快发展集成电路产业实施意见》和《厦门集成电路产业发展规划纲要》,拟形成区域性的集成电路产业集聚地,打造集成电路千亿产业链,最终形成我国集成电路的东南重镇。

在此背景下,厦门政府在集成电路设计、生产制造、封测以及人才储备,全方位进行布局和规划。设计方面:紫光集团投资40亿元设立紫光展锐产业园、研发中心项目,引进展讯等国内通信芯片设计的龙头企业。厦门优讯、矽恩、科塔等集成电路设计企业也在高速、射频芯片领域取得可喜进展,仅2016年,厦门就新增加60余家集成电路设计企业。2017年整体产值达到140亿元;生产制造方面:与台湾集成电路巨头联华电子合资设立了联芯12寸晶圆厂项目,总投资达62亿美元,已于2016年12月正式投产;三安集成电路有限公司和杭州士兰微电子股份有限公司,主攻三五族化合物半导体芯片生产;泉州晋华12寸存储器厂则着眼于动态存储器的生产和销售;封测方面则引入通富微电子股份有限公司,力争打造一小时产业生态圈;人才储备方面:厦门政府与中国科学院微电子所共建中国科学院大学厦门微电子工程学院,辅以厦门大学、厦门理工学院、华侨大学等微电子学科,为厦门集成电路的生产和设计输送人才。

在此背景下,我校于2016年12月建立微电子学院,联合台湾交通大学、元智大学等微电子老牌名校,共同探索适合厦门及周边地区的微电子人才培养策略,力求建立较为完善的课程群体系,为在闽的微电子企业培养专业人才。

二、微电子工程专业特点

首先,微电子专业与传统的机械、化工、电子等专业不同,是一门交叉性很强的学科,需要该专业学生系统地学习数字、物理、电子、半导体器件、集成电路设计、电路封装、计算机等多方面的知识理论,并且能够将各门学科融会贯通,熟练运用。其次,微电子专业入门门槛高、知识体系更新速度快,贴近产业。这就要求学生在具有坚实理论基础的同时,实践动手能力较强,才能在短时间内将所学理论和实践结合,迅速融入工业界或者科学研究。第三,微电子是一个庞大的系统专业。从大类上可以分成工艺、器件、设计、封装、测试五个大方面。但每一個大类又可分为几个甚至数十个小门类。如设计类又可细分为模拟集成电路、数字集成电路、射频集成电路、混合信号集成电路等四个门类。而例如数字集成电路,又可继续分为数字前端、数字后端、验证、测试等小方向。各个方向之间知识理论差异较大,对学生素质提出了极高的要求[1]。

三、微电子工程课程群实践

(一)微电子工程专业培养策略

结合厦门微电子产业特点,以市场需求为导向,同时充分利用海峡两岸交流方面的优势,立足于我校“亲产业、重应用”的办校原则,我校微电子工程专业设置为工艺和设计两大类方向,应对周边产业需求,对该专业学生进行差异化培养。在本科前两年公共课的基础上,大三学年,根据学生兴趣及教师双向筛选,确定学生未来两年的学习方案,分别在器件/制造、模拟/数字集成电路设计两方面进行课程教授和实践锻炼,培养专业门类细化、适应企业实用化需要的高素质、实践型人才。同时,在一些专业课程讲授上,聘请台湾方面有经验的教师和工程师,结合产业现状进行教授和辅导。

(二)微电子工程专业培养目标

对于我校应用型本科院校的定位,区域产业经济和行业的发展是重要的风向标,因此在微电子专业人才培养上必须突出“工程型、实用型和快速融入型”的特点。主要培养目标如下:(1)掌握半导体器件及工艺的基本理论基础、电子线路的基本理论与应用、计算机使用、电子系统信号处理的基本知识、集成电路及板级设计的基本技能。(2)具备半导体及集成电路设计、制造,PCB板级设计、制造、测试的基本能力,工程项目管理、品质管理、设备维护的基本素养。(3)能在半导体、集成电路设计、制造行业,从事集成电路设计、制造、研发、测试、品质管理、厂务管理、设备维护等相关工作,毕业三到五年后通过自身学习逐步成长为本领域的骨干技术人员和具有较强工作能力的核心工程师[2]。

(三)微电子工程专业课程群制定实践

基于我校应用型本科“亲产业”的学校定位,在微电子专业课程群建设中,我们首先引入CDIO的教学理念。CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,即构思—设计—实施—运作)工程教育是以理论教学为基础,工程实际反馈互动为主要形式的培养方案[3,4]。基于此,课程群制定从知识逻辑(课程环节)和项目实施(工程实践)两个角度,对学生的综合素质进行培养、锻炼。

第9篇:微电子论文范文

[Abstract]The Swiss physicist and inventor Heinrich Rohrer,together with another German physicist and inventor Gerd Binnig,invented the scanning tunnel microscope (STM),which is universally recognized as one of the Top 10 science and technology achievements in the 1980s among the international scientific and technical community. It is their invention that directly led to the rise of the mesoscopic physics and the new horizon for the nanoscience and nanotechnology. Dr. Heinrich Rohrer is very friendly to the Chinese people. After the retirement in 1997,he visited China many times (including the 2011 visit to the Inner Mongolia University of Science & Technology) for lectures and academic exchanges. And his contributions have strengthened not only the academic communications of Swiss and Chinese scientists,but also the friendly ties between the people in the two countries.

[关键词]海因里希・罗雷尔博士;凝聚态物理学;介观物理学;纳米科技;透射电子显微镜(TEM);扫描电子显微镜(SEM);场离子显微镜(FIM);扫描隧道显微镜(STM);诺贝尔物理学奖

[Key words]Dr. Heinrich Rohrer;condensed matter physics;mesoscopic physics;nanoscience and nanotechnology;transmission electron microscope (TEM);scanning electron microscope(SEM);field ion microscope(FIM);scanning tunneling microscope (STM);Nobel prize in physics

1罗雷尔先生生平与家庭成员

海因里希・罗雷尔(又译为罗勒,海因里希・

罗雷尔博士

Heinrich Rohrer,1933.06.06―2013.05.16)出生于瑞士德语区圣加伦州(Sankt Gallen)温登堡区(Werdenberg,又名Wahlkreis)布希镇(Buchs)一个富裕的制成品批发商家庭,他是汉斯(Hans Heinrich Rohrer)和卡萨琳娜(Katharina Ganpenbein Rohrer)夫妇4个孩子中的第3个,其孪生姐姐只比他先出生半个小时。1949年全家迁居苏黎世。1961年他与露丝―玛丽(RoseMarie Eggar)小姐结婚,其蜜月在美国度过,婚后育有两女:长女多丽丝(Doris Shannon)和次女爱伦(Ellen Linda)。2013年5月16日罗雷尔因自然衰竭而逝世于瑞士德语区施维茨州(Schwyz)霍夫区(Hfe)伍尔劳镇寓所(Rebbergstrasse 9D CH-8832 Wollerau),享年80岁。

罗雷尔的主要学习经历:1955年获瑞士联邦理工学院(即苏黎世工业大学ETH Zürich)物理学BS,1960年获该大学实验物理学PhD。其博士论文是关于测量超导体在磁场中长度的变化,此项工作始于以测量杨氏模量的不连续性而著称的丹麦物理学家奥尔森(Jrgen Lykke Olsen,1923―2006),其博士导师是瑞士低温工程专家格拉斯曼(Peter Grassmann,1907―1994)教授。

罗雷尔的主要工作经历:大学毕业后曾短期服役于瑞士山地步兵团。1961―1963年在美国新泽西州罗格斯大学(Rutgers University)进行有关II类超导体和金属的导热性的博士后研究;1963―1997年任职于瑞士苏黎世州霍尔根区(Horgen district)鲁希利康(Rüschlikon)的美国IBM公司苏黎世研究实验室ZRL(IBM Zurich Research Laboratory,常简写为IBM ResearchZurich,成立于1956年),1986―1988年任实验室物理学部主任,获诺奖时是该实验室的高级研究员,期间曾于1974―1975年到美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校(UCSB)做访问学者,进行核磁共振NMR(nuclear magnetic resonance)方面的研究。

2凝聚态物理学大师罗雷尔的主要学术成就与贡献凝聚态物理学家罗雷尔原本喜欢古典文学和自然,只是1951年在瑞士联邦理工学院注册时才决定主修物理学。1963年年末他来到IBM公司苏黎世研究实验室工作,其第一个任务是研究近藤系统(Kondo system)在脉冲磁场中的磁阻问题。近藤效应(Kondo effect)是指含有极少量磁性杂质的晶态金属在低温下出现极小电阻的现象,因1964年首先由日本理论物理学家近藤淳(Jun Kondo,1930.02.06―)从理论上阐明了该现象的形成机制而得名。20世纪60年代末从事反磁体研究,在物理研究组组长卡尔・穆勒(1987年诺贝尔物理学奖得主)博士的支持和鼓励下研究临界现象(critical phenomena)。为了进行超导研究,1978年开始与同事、联邦德国(西德)物理学家和发明家宾尼希(又译为比尼格,Gerd Karl Binnig,1947.07.20―)博士合作构想扫描隧道显微镜,首先利用量子隧道效应原理研究物体表面现象的是美国籍挪威裔物理学家、1973年诺贝尔物理学奖得主贾埃弗(Ivar Giaever,1929.04.05―),但他未能解决好稳定性问题。1981年罗雷尔和宾尼希力克这一技术难关:利用压电陶瓷的压电效应设计显微镜的电镜工作台,通过压电陶瓷的细微调节功能实现试样的精确定位和探针的平面扫描,采用超导磁悬浮的办法达到系统隔震的目的。1982年他们终于创制出世界上第一台新型的物体表面分析仪器――扫描隧道显微镜STM(scanning tunneling microscope),开辟了物质结构研究的全新领域。STM主要是利用一根非常细的钨金属探针,针尖电子会跳到待测物体表面上形成穿隧电流,同时物体表面的高低会影响穿隧电流的大小,依此来观测物体表面的三维形貌且又不损伤样品。1983年他们利用STM在硅单晶表面第一次直接观察到周期性排列的硅原子阵列及其表面电子行为[1]。这种显微镜的放大倍数可高达3亿倍,最小分辨率(平行方向为0.04nm,垂直方向为0.01nm)仅为原子直径的1/25(即0.04)。扫描隧道显微镜的诞生是电子显微技术发展史上的一个重要里程碑,在此基础上,科学家们还发明了近场扫描光学显微镜NSOM/SNOM(nearfield scanning optical microscope,1984年)[2]、原子力显微镜AFM[atomic force microscope,又称扫描力显微镜SFM(scanning force microscope),1986年由宾尼希等3人发明[3-4]]、磁力显微镜MFM(magnetic force microscope,1987年)、静电力显微镜EFM(electrostatic force microscope)、摩擦力/横向力显微镜FFM/LFM(friction/lateral force microscope)、激光力显微镜LFM(laser force microscope)、化学力显微镜CFM(chemical force microscope)、光子扫描隧道显微镜PSTM(photon STE)、扫描热电势显微镜SThM(scanning thermal microscope)、弹道电子发射显微镜BEEM(ballistic electron emission microscope)、扫描离子电导显微镜技术SICM(scanning ion conductance microscope)和扫描隧道电位仪STP(scanning tunneling potentionmetry)等近30种不同用途的相关科学仪器[5]。上述发明为科学家们探索纳米世界提供了一系列强有力的现代化工具,促进了国际上纳米科技时代的到来。1986年与宾尼希合作《扫描隧道显微镜》[6],翌年两人又合著专著《扫描隧道显微镜》(德文Das RasterTunnelmikroskop,英文The Scanning Tunneling Microscope)。

此外,罗雷尔还涉猎过磁相图(magnetic phase diagrams)、纳米力学(nanomechanics)、相变(phase transitions)、多临界现象(multicritical phenomena)、随机领域问题(randomfield problem)和超导性(superconductivity)等物理学前沿研究领域。

扫描隧道显微镜(STM)的发明在科学技术发明史上占有很重要的地位,从以下STM所获得的荣誉中就可窥见一斑并凸显其历史意义和价值。

2007年12月19日爱思唯尔(Elsevier,其总部设在荷兰首都阿姆斯特丹)旗下的《今日材料》(Materials Today)杂志(月刊,创刊于1998年)评选出全世界50年以来材料科学领域的十大科技进展:①《国际半导体技术蓝图(ITRS)》(The International Technology Roadmap for Semiconductors):1994年起已更名为美国《国家半导体技术蓝图(NTRS)》(The National Technology Roadmap for Semiconductors);②扫描探针显微镜SPMs(scanning probe microscopes):包括STM、AFM、MFM和EFM等各种探针式扫描显微镜;③巨磁电阻效应GMR(giant magnetoresistive effect),法国物理学家费尔(Albert Fert,1938.03.07―)和德国物理学家克鲁伯格(Peter Andreas Grünberg,1939.05.18―)因于1988年先后独立发现巨磁电阻效应而分享2007年诺贝尔物理学奖,并共享“硬盘技术之父”的雅称;④半导体激光器和发光二极管(semiconductor lasers and LEDs);⑤美国《国家纳米技术计划》(National nanotechnology initiative);⑥碳纤维强化塑料(carbon fiber reinforced plastics);⑦锂离子电池材料(materials for Li ion batteries);⑧纳米碳管CNT(carbon nanotubes);⑨软光刻(soft lithography);⑩超材料(metamaterials)。

为纪念美国国际商业机器公司IBM(International Business Machines,成立于1911年6月16日)创建100周年,美国著名IT网站eWeek于2011年评选出IBM公司百年来十大高科技创新发明(均被授予美国专利):①打孔机:专利号是US998631A,公开日:1911.07.25,IBM公司历史上的第一个专利;②场效应晶体管存储器(即动态随机存储器DRAM,日后成为计算机内存的标准):专利号是US3387286A,公开日:1968.06.04;③扫描隧道显微镜(STM):专利号是US4343993A,公开日:1982.08.10;④微机系统设备总线控制技术(即IBM PC/AT):专利号是US4528626A,公开日:1985.07.09;⑤远紫外线外科和牙科手术(日后成为激光眼科手术的基础):专利号是US4784135A,公开日:1988.11.15;⑥电子目录订购系统(该发明使公共和私人电子网上购物图录服务成为可能):专利号是US5319542A,公开日:1994.06.07;⑦碳纳米管(专利名:碳纤维及其产品的生产方法):专利号是US5424054A,公开日:1995.06.13;⑧管理数据挖掘维护(专利名:空间分析系统:有效地安排和调度基础设施的维护和监控)专利号是:US6496814B1,公开日:2002.12.17;⑨车辆电子设备安全技术:专利号是US7006793B2,公开日:2006.02.28;⑩硬盘录像机管理(专利名:通过网络管理数字视频记录):专利号是US7684673B2,公开日:2010.03.23。

3凝聚态物理学、介观物理学与纳米科技

固体可分为晶体、准晶体(准晶体的发现是2011年诺贝尔化学奖的获奖成果)和非晶体三大类。组成晶体的粒子,在三维空间的排列形成晶格,具有周期性及与周期性相容的空间取向有序性。1855年法国物理学家布拉维(Auguste Bravais,1811.08.23―1863.03.30)最终确定晶格的型式有且只有14种(即布拉维点阵),并将其归纳为7类晶系。他首次将数学中群的概念应用于物理学,为固体物理学作出奠基性贡献。后来人们已确定晶体的对称性可由32个点群和230个空间群来描述。1912年德国物理学家冯・劳厄(Max Theodor Felix von Laue,1879.10.09―1960.04.23,1914年度诺贝尔物理学奖得主)发现X射线在晶体原子点阵中的衍射(劳厄图),开创了固体物理学的新时代,自此人们就可以通过X射线的衍射条纹来研究晶体的微观结构。

“凝聚态”是物质的一种聚集态,构成凝聚态物质的粒子相互之间存在着较强的作用,所表现的一个共同的宏观特征就是其难以被压缩。粒子间较强的相互作用,使凝聚态物质的性质相对于粒子间距较大的气态,具有一系列显著的特征。凝聚态物质包括常见相中的固态和液态(气态不属于凝聚态)、软物质(softmatter,又称软凝聚态物质或复杂液体);高温下的等离子态;低温下的玻色─爱因斯坦凝聚态BEC(2001年诺贝尔物理学奖获奖成果)、费米子凝聚态、拉廷格液体(Luttinger liquid,又称TomonagaLuttinger liquid)、超流态(superfluid)、超导态(superconductor)和超固态(supersolid)以及磁介质中的铁磁性、反铁磁性(antiferromagnetism)和铁电体(ferroelectrics)等。凝聚态物理学是研究凝聚态物质的物理性质与微观结构以及它们之间的关系,即通过研究构成凝聚态物质的电子、离子、原子及分子的运动形态和规律,从而认识其物理性质的学科,其理论基础是量子力学。凝聚态物理学是以固体物理学为基础的外向延拓,低温物理学的发展拓宽了其研究领域。它涉及的研究内容十分广泛,应用性极强,已成为物理学科发展的重点。固体物理学的一个重要理论基石是能带理论,它建立在单电子近似的基础上,而凝聚态物理学的概念体系则渊源于相变与临界现象理论,根植于相互作用多粒子理论,因而具有更加宽阔的视野。20世纪90年代以后,“凝聚态物理学”已逐渐取代“固体物理学”而成为其同义词。

介观是指介于宏观和微观之间的意思。纳米(1nm=10-9m=10)是一个介观尺度的度量单位,它介于微观尺度(原子大小,0.1nm级)和宏观尺度(光学显微镜的分辨极限尺度是光波长的量级,即0.2~3μm)之间。介观物理学是一门研究介观体系中表面和界面问题的学科。在1990年3月美国物理学会凝聚态年会上,首次将介观物理学单独列为分组议题。20世纪90年代以来,对介观系统的研究已逐步成为凝聚态物理学的一个崭新研究领域[7]。

1959年12月29日美国理论物理学家和教育家理查德・费曼(Richard Phillips Feynman,1918.05.11―1988.02.15,1965年诺贝尔物理学奖得主)在加利福尼亚理工学院(Caltech)出席美国物理学会年会时,发表了题为《微观世界仍有很大发展空间》(Theres Plenty of Room at the Bottom)的演讲,明确提出以操纵单个原子、原子团或分子为手段的纳米技术这一基本概念。1962年日本东京大学数学物理学家久保亮五(Kubo Ryōgo,1920.02.15―1995.03.31)教授首创量子限制理论用来解释金属纳米粒子的能阶不连续性,这是纳米科技的重要里程碑。1974年东京理工大学谷口纪男(Norio Taniguchi,1912.05.27―1999.11.15)教授首创“纳米技术”(nanotechnology)一词用以表示公差小于1μm的精密机械加工,有时亦称其为纳米科技(nanoscience and nanotechnology)。现一般将发明STM的1982年(1981年是STM的技术难题突破年)视为纳米元年。1990年7月首届国际纳米科技会议和第5届国际扫描隧道显微镜学会议同时在美国巴尔的摩举行,大会将纳米电子学(包括自旋电子学)、纳米机械学、纳米生物学和纳米材料学列入纳米科技的四大前沿研究领域,并决定出版《纳米结构材料》(Nanostructured Materials)、《纳米生物学》(Journal of Nanobiotechnology)和《纳米科技》(Journal of Nanoscience and Nanotechnology)三种国际性期刊。1991年日本筑波科学城NEC公司物理学家饭岛澄男(Iijima Sumio,1939.05.02―)利用TEM在观察碳的团簇时偶然发现了纳米碳管,成为当时纳米科技研究的热点。

4电子显微镜发明简史

电子显微镜的研制历史可追溯到19世纪末,1897年德国物理学家布劳恩(Karl Ferdinand Braun,1850.06.06―1918.04.20,1909年诺贝尔物理学奖得主)利用荧光物质改善了克鲁克斯管,发明了一种可用荧光屏观测电场控制的狭窄电子束的阴极射线管──布劳恩管,它是电子示波器和电视显像管的前身,这样的电子束管和高真空技术为电子显微镜的诞生准备了技术条件。1924年法国理论物理学家德布罗意(Prince LouisVictor Pierre Raymond=7th duc de Broglie,1892.08.15―1987.03.19,1929年诺贝尔物理学奖得主)在其博士论文中将爱因斯坦关于光子波粒二象性的概念加以推广,系统地提出包括电子在内的一切微观粒子都具有波粒二象性的著名论点。1926年德国物理学家布希(Hans Walter Hugo Busch,1884.02.27―1973.02.16)研制成功世界上第一个磁力电子透镜并发表关于磁聚焦的论文,提出电子束通过轴对称电磁场时可以聚焦(如同光线通过透镜时可以聚焦一样),首创几何电子光学理论和电子透镜理论,为电子显微镜的诞生奠定了理论基础[8]。德国物理学家鲁斯卡(Ernst August Friedrich Ruska,1906.12.25―1988.05.27,被誉为“电子显微镜之父”)于1928年11月在柏林工业大学TUB(德文Technische Universitt Berlin,英文Technical University of Berlin,又译为柏林理工大学、柏林科技大学或柏林技术大学,1879年由3个学院合并而成)上大学期间就参加了由该大学高压实验室主任马提亚斯(Adolf Matthias,1882.07.29―1961.09.03)教授领导的阴极射线示波器科研组的工作,1929年开始在电子研究小组组长、德国电气工程师科诺尔(Max Hans Hermann Knoll,1897.07.17―1969.11.06)博士指导下从事电子透镜的实验研究,1931年3月9日他们合作创制出利用高真空下的电子束代替光束成像、二级磁透镜放大的透射电子显微镜原型,这是一台经过改进的阴极射线示波器,最初的放大率仅为16倍,这是世界公认的电子显微镜的雏形。鲁斯卡与德国物理学家冯・波里斯[Bodo von Borries,1905.05.22―1956.07.17,鲁斯卡的妹夫,1954―1956年任国际电子显微镜学会联合会IFSEM(2002年起更名为IFSM)首任会长,1956―1958年鲁斯卡接任第2任会长]合作,采用磁极靴代替长螺线管线圈,进一步研制出全金属镜体的电子显微镜并于1932年3月17日将这种磁透镜申请了德国专利(编号:DE680284C,公开日:1939年8月25日)。经不断改进和完善,在解决一系列技术难题(如稳定度极高的高压电源、电磁透镜电流的恒定和整个系统的高真空等)以后,鲁斯卡终于在1933年12月独自研制出比较成熟的透射电子显微镜TEM(transmission electron microscope),获得了金属铝箔和棉丝纤维的1.2万倍的放大像,其分辨率首次突破了光学显微镜[1628年德国神父和天文学家席耐尔(Christoph Scheiner,1573/1575.07.25―1650.07.18)利用两块凸透镜(物镜和目镜)制成复式显微镜,这是现代光学显微镜的原型。1874年德国光学家和企业家阿贝(Ernst Karl Abbe,1840.01.23―1905.01.14)利用衍射理论证明普通光学显微镜存在分辨率极限(即阿贝极限,0.2μm),奠定了光学显微镜成像的经典理论基础,1878年英国物理学家瑞利(1904年诺贝尔物理学奖得主)给出光学显微镜分辨率的极限公式]的极限,开创了物质微观结构研究的新纪元,TEM的发明被誉为“20世纪最重要的发明之一”[9]。1932年科诺尔和鲁斯卡合作在德国著名的《物理学年鉴》杂志《几何电子光学的进展》[10],首次引入电子显微镜的概念和首次使用电子显微镜的名称,故1932年常被视为是电子显微镜的诞生年。1933年鲁斯卡以论文《电子显微镜的磁物镜》[11](其研究主题是电子光学和电子显微镜学,博士导师:科诺尔)获柏林工业大学工学PhD。应西门子―哈尔斯克公司S & H[von Siemens & Halske,1966年西门子股份公司(Siemens AG)正式成立]的邀请,1937年春鲁斯卡和冯・波里斯帮助其建立电子光学和电子显微镜学实验室,1937―1940年他俩共同担任该实验室主任工程师和责任指导人,1940年将它建成为第一个电子显微镜开放实验室(当时装备了4台电子显微镜)。1939年S & H公司研制成功分辨率达30的世界上最早的商用电子显微镜(当时称超显微镜)并投入批量生产,鲁斯卡及其胞弟、医生和生物学家赫尔穆特(Helmut Ruska,1908.06.07―1973.08.30)等人利用这种电子显微镜在生物学研究方面(如噬菌体病毒)获得很大成功[12-13]。

1936年德国物理学家和发明家欧文・穆勒(又译为米勒,Erwin Wilhelm Müller,1911.06.13―1977.05.17)创制出场发射显微镜FEM(field emission microscope),后发展为场发射电子显微镜FEEM(field emission electron microscope)和场发射扫描电子显微镜FESEM(field emission SEM)。1952年以后他一直供职于美国宾夕法尼亚大学(简称宾州大学),1955年他发明了场离子显微镜FIM(field ion microscope),1967年他与合作者又发明了原子探针场离子显微镜APFIM(atom probe FIM)。

1937年(1938年正式发表相关论文)德国柏林西门子―哈尔斯克公司的应用物理学家和发明家冯・阿登纳男爵(Baron Manfred von Ardenne,1907.01.20―1997.05.26)在TEM基础上增加扫描线圈,创制出扫描透射电子显微镜STEM(scanning TEM),这是世界上第一台扫描电子显微镜SEM(scanning electron microscope,简称扫描电镜),它主要是利用样品表面产生的二次电子成像来对物质的表面结构进行研究,是探索微观世界的有力工具。出生于帝俄的美国无线电公司RCA(Radio Corporation of America)实验室发明家、现代电视技术的先驱兹沃里金(Vladimir Kosmich Zworykin,1889.07.29―1982.07.29,1924年加入美国籍)于1942年制成世界上第一台实验室用SEM(分辨率1μm),1965年英国剑桥仪器公司生产出世界上第一台商品化SEM,1985年德国蔡司公司(Carl Zeiss AG)研制出世界上第一台数字化SEM,1990年起全面进入数字图像扫描电镜时代。

SEM(1937年)、FIM(1955年)和STM(1982年)是已达到原子分辨水平的三种重要科学仪器,前两者主要应用于材料科学领域,而STM则直接导致纳米科技这一应用科学的兴起。1955年10月11日美国宾州大学物理学教授欧文・穆勒及其博士生巴哈杜尔(Kanwar Bahadur)首次通过FIM观察到单个钨原子的成像[14-15],这是人类有史以来首次得以清晰地观察到单个原子的分布图像。出生于英国的美国芝加哥大学物理学家克鲁(Albert Victor Crewe,1927.02.18―2009.11.18)等人于1970年利用现代化的SEM实现了原子级的分辨率[16]。STM是第三种能够观察到单个原子的技术,甚至于可实现单原子操控[17-18]。现在科学家们利用STM观测到的扫描隧道谱STS(scanning tunneling spectroscopy)已能进行单分子物理学研究。

5瑞士籍诺贝尔物理学奖得主

迄今瑞士籍的诺贝尔物理学奖得主共有3.5位(爱因斯坦获奖时拥有德国和瑞士双重国籍,按0.5位计算)[19]:①1920年获奖的冶金学家、实验物理学家和计量学家纪尧姆(Charles douard Guillaume,1861.02.15―1938.06.13):表彰“他发现镍钢合金的反常特性及其在物理学精密测量中应用的重要贡献”(in recognition of the service he has rendered to precision measurements in Physics by his discovery of anomalies in nickel steel alloys),他于1902―1915年任国际计量局BIPM(法文Bureau International des Poids et Mesures,英文International Bureau of Weights and Measures,1875年5月20日成立,其总部设在巴黎西南近郊的塞夫勒Sèvres)副局长,1915―1936年任BIPM局长。②1921年度获奖的理论物理学家爱因斯坦[20-22]。③1986年获奖的实验物理学家罗雷尔:1986年10月15日瑞典皇家科学院决定授予马克斯・普朗克学会弗里茨・哈伯研究所的联邦德国物理学家鲁斯卡、联邦德国物理学家宾尼希和瑞士物理学家罗雷尔当年诺贝尔物理学奖,当年每项诺奖奖金总额是200万瑞典克朗,鲁斯卡获得其中的50%,以表彰“他在电子光学的基础性研究并设计出第一台电子显微镜”(for his fundamental work in electron optics,and for the design of the first electron microscope);宾尼希和罗雷尔各获得奖金总额的25%,以表彰“他们设计出第一台扫描隧道显微镜”(for their design of the scanning tunneling microscope)[23-24]。1986年12月8日鲁斯卡在斯德哥尔摩发表了题为《电子显微镜和电子显微镜学的发展》(The Development of the Electron Microscope and of Electron Microscopy)的诺贝尔演讲,同日宾尼希和罗雷尔也联名发表了题为《扫描隧道显微镜学:从诞生到成熟》的诺贝尔演讲[25]。④1987年获奖的超导物理学家卡尔・穆勒(又译为米勒,Karl Alexander Müller,1927.04.20―):因高温超导体方面的重要贡献与联邦德国物理学家柏诺兹(Johannes Georg Bednorz,1950.05.16―)分享当年诺贝尔物理学奖,表彰“他们在发现陶瓷材料的超导性方面作出重大突破”(for their important breakthrough in the discovery of superconductivity in ceramic materials),获奖时他俩都是IBM公司苏黎世研究实验室的高级研究员。

1952年诺贝尔物理学奖得主布洛赫(Felix Bloch,1905.10.23苏黎世―1983.09.10苏黎世)是出生于瑞士的美国籍犹太物理学家,他1934年移居美国,1939年加入美国籍(未保留瑞士籍)。

各项诺贝尔奖得主现基本上在每年10月的上旬和中旬揭晓,公布顺序现依次是:生理学或医学奖、物理学奖、化学奖(2000年及以前与物理学奖同日公布)、文学奖、和平奖和经济学奖。鲁斯卡、宾尼希和罗雷尔是诺贝尔物理学奖历史上的第127~129位得主,诺贝尔奖历史上的第545~547位得主。罗雷尔是诺贝尔物理学奖历史上的第117位逝者,诺贝尔奖历史上的第547位逝者。

根据笔者的统计(双重国籍者各按0.5人计算),在113届(1901―2013)诺贝尔奖的颁奖历史上,现共有195人196人次荣获诺贝尔物理学奖(其中美国理论物理学家巴丁于1956年和1972年两次荣获物理学奖),瑞士籍得奖人数位于美国(86.5)、英国(23)、德国(22.5)、法国(13)、俄罗斯(10,含前苏联)、荷兰(8.5)、日本(6)和瑞典(4)之后,名列第九位。这9个国家的合计人数177占总人数195的90.77%,由此可见诺贝尔物理学奖得主的国籍是高度集中的,其国籍分布数量只有19个,仅多于1969年才设立的纪念阿尔弗雷德・诺贝尔经济学奖的12个[26-30]。

荷兰物理学家塞尔尼克(Frederik "Frits" Zernike,1888.07.16―1966.03.10)“因首倡相衬法,特别是他发明了相衬显微镜”(for his demonstration of the phase contrast method,especially for his invention of the phase contrast microscope)而荣获1953年诺贝尔物理学奖。1932年塞尔尼克试制成功第一台相衬显微镜(又称相差显微镜)并于同年11月26日以蔡司公司的名义申请了德国专利(编号:DE636168C,公开日:1936年10月7日),1941年蔡司公司首先生产出相衬物镜及其附件。