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低介电常数、低介电损耗集成电路用聚酰亚胺纳米复合材料

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-08-04 15:46:21

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”纳米技术专业科技服务团| 李小丽 | 2023-11-15 09:35:53

基于密度泛函和分子动力学筛选,通过改变聚酰亚胺主链结构、含氟取代基位置和聚倍半硅氧烷官能团种类,从单体、小分子合成了理论性能优异的聚酰亚胺基体和纳米填料。通过原位聚合,成功制备了具有低介电常数、低介电损耗、高热稳定性、高击穿强度的聚酰亚胺纳米复合材料。在10-1~107 Hz频率内,介电常数低至2.35-2.45,介电损耗仅为0.0011-0.0046。目前此材料已作为NV色心量子微波传感器,展现出极低的信号损失(S21=-11.67 dB at 3.7 GHz) 和极大的磁场强度(2.00 G at 3.7 GHz)。

1、 与商业化聚酰亚胺KAPTON对比,在103 Hz下,介电常数降低了约30%,介电损耗降低了约32%,极低的信号损失提高了电子器件的工作稳定性。2、 良好的尺寸稳定性(46.19 ppm/°C)、高玻璃化转化温度(273.91°C)、极好的耐酸性和较高的击穿强度(249.5 kV/mm)满足集成电路加工过程涉及的高温、酸性和高压环境。

目前此材料已作为NV色心量子微波传感器,展现出极低的信号损失(S21=-11.67 dB at 3.7 GHz) 和极大的磁场强度(2.00 G at 3.7 GHz)。

在可见光波长内(390~780 nm),展现出良好的光透过率,拓展应用空间。

在 GB/T1034-2008吸水性测试种,展现了低至0.30%的吸湿性,可以满足潮湿环境或水下应用的性能稳定性。

李春忠教授:英国皇家化学会会士,国际先进材料协会会士,2018-2022年科睿唯安跨学科领域全球高被引科学家,教育部长江学者特聘教授,国家杰出青年科学基金获得者,国家“万人计划”科技创新领军人才,纳米材料化工科技部重点领域创新团队负责人,上海市政协常委。入选国家百千万人才工程,国家有突出贡献中青年专家,全国优秀教师,全国优秀科技工作者,教育部跨世纪优秀人才,上海领军人才,上海市“五一”劳动奖章获得者,上海市自然科学牡丹奖,上海市青年科技英才,上海市优秀学科带头人,上海市曙光学者,上海市青年科技启明星。国家自然科学基金委员会第十二、十三届化学科学部专家评审组成员,第八届教育部科技委量子科学与柔性电子专委会委员。 张玲教授: 国家优秀青年科学基金获得者,教育部新世纪优秀人才,上海市领军人才,上海市青年科技英才,上海市曙光学者,上海市青年科技启明星,第八届上海市巾帼创新奖和上海市三八红旗手标兵,中国颗粒学会青年颗粒学奖。主要从事聚合物复合材料的制备及应用研究。获得2017年度上海市技术发明一等奖、2009年度国家科技进步二等奖和2006、2009年度上海市科技进步一等奖等。

通过原位聚合,成功制备了具有低介电常数、低介电损耗、高热稳定性、高击穿强度的聚酰亚胺纳米复合材料。在10-1~107 Hz频率内,介电常数低至2.35-2.45,介电损耗仅为0.0011-0.0046。目前此材料已作为NV色心量子微波传感器,展现出极低的信号损失(S21=-11.67 dB at 3.7 GHz) 和极大的磁场强度(2.00 G at 3.7 GHz)。

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