半导体量子结构和Si基光电子材料设计的新进展

评述近年来在半导体量子结构电子态理论应用于Si基光电子材料设计方面的重要进展。着重对有直接高技术应用背景的论题进行讨论和展望。最近关于Si纳米晶光增益和纳米硅/氧超晶格材料超稳定电致发光等具有突破性发现的实验研究成果具有重要意义。对本课题组在该领域的主要贡献及最近关于Si/O超晶格结构的理论研究进展也作简要报道。这些研究正酝酿着信息领域光电子集成技术的重大突破。     

硅基半导体光电子材料的第一性原理设计

具有特定功能的半导体材料的计算设计，是计算材料科学的一个重要研究领域．由于半导体的诸多性质取决于价带顶和导带底的电子态及其中的载流子分布，因此带隙的大小和能带极值的对称性便成为半导体材料设计最受关注的问题．为了进一步解决硅基光电子集成（OEIC）技术发展的瓶颈．设计具有直接带隙特性的硅基新材料并使其成为有效的光发射体，是一项富有挑战性的工作．本文在分析大量半导体能带结构的基础上，给出类sp系列半导体由间接带隙过渡到直接带隙的主要物理机制，并以对称性概念、芯态效应和电负性差效应为基础，提出一种新的直接带隙半导体材料设计方案．根据这个方案所表达的设计思想，我们对当前十分受关注的硅基光发射材料进行了计算设计．结果发现，用VI族元素在硅生长时进行周期性插层的、具有正交和四角点群对称性的人工微结构材料VIA／Sim／VIB／Sim／VIA具有直接带隙特性．其中当m=5或奇数时，材料有四角结构对称性，而m=6或偶数时是正交结构对称性．VI“。。是在〈001〉生长方向生长的单层VI族元素．这类材料的优点在于可自然地与硅实现晶格匹配，与微电子技术相兼容，并可较容易的用现行的MBE、MOCVD或UHV-CVD生长方法实现．预期这类新材料及其相应器件的研制开发．将大大开拓全硅OEIC和硅光子集成（PIC）技术的进一步发展．     

国内外硅半导体材料产业现状及发展

概述了国内外硅半导体材料（多晶硅、单晶硅、硅片）的产业现状,得出国内外硅半导体材料产业、市场及技术状况的基本结论,并分析了我国硅半导体材料产业发展的机遇、存在的问题及发展的趋势.     

利用硅模板制备硅基纳米体系的研究进展

硅基纳米体系的研究是在充分利用硅材料所拥有的传统技术优势的基础上,将纳米材料所具备的新特性结合起来,设计出高度集成的硅基纳米器件.为实现这个目标,合适的硅基模板是至关重要因素.近年来多孔硅一直被视为一种很好的制备硅基纳米体系的衬底和自组装模板.在综述多孔硅做模板制备硅基纳米体系和我们最新研究进展的基础上,就其所面临的问题、可能的解决方案和未来的发展趋势做出了分析.     

新型硅基分级孔材料的制备及其孔隙结构

近年来,应用于多种领域的地质聚合物等硅基多孔材料引起广泛关注,其主要功能成分水化硅酸钙(CSH)的结构对这类材料的性能起决定性作用.然而此类材料的低衍射特性导致其纳米结构研究及可控制备难度较大,现有研究多集中于晶态硅酸钙的制备及应用.采用低温水热法制备了半晶态多孔型水化硅酸钙(PCS),利用XRD、FT-IR、SEM、...     

一维半导体纳米材料的制备及表征

本介绍了半导体纳米材料和常规的半导体材料的不同性能，对其常用的制备方法做了简要的描述和比较，同时给出了常规的表征方法。     

2019年熔盐电解法制备硅基能源材料热点回眸

介绍熔盐电解法制备硅材料及其在能源领域的应用,并回顾其2019年的基础研究进展。熔盐电解方法可以在较温和的温度下通过电化学还原氧化硅实现硅纳米材料的大规模制备,得到的硅纳米材料纯度和形貌可控,能够用于硅基光伏材料以及锂离子电池负极材料。     

硅基介孔材料的合成及表征

本文重点介绍了硅基介孔材料的特性、合成机理、表征方法、改性和应用。通过分析表明，硅基介孔材料是一种新的具有巨大潜在应用前景材料。并指明了硅基介孔材料的发展方向。     

硅基介孔材料的合成及表征

本文重点介绍了硅基介孔材料的特性、合成机理、表征方法、改性和应用。通过分析表明,硅基介孔材料是一种新的具有巨大潜在应用前景材料。并指明了硅基介孔材料的发展方向。     

Si基光子材料的探索

Ｓｉ基光子材料是以适应各种新型微电子、光电子器件的需要和发展的世界范围内半导体领域中出现的人工设计的材料，因此，对光子材料的探索引起了人们极大的兴趣。综述了二十世纪末Ｓｉ基光子材料的探索途径、现状与进展。     

硅衬底硫化锌薄膜发光器件的研制

用双舟热蒸发技术在硅衬底上制备硫化锌电致发光薄膜．用XRD、XPS技术和电致发光谱分析技术．研究该薄膜的微结构与发光特性．发现硅衬底上硫化锌薄膜与硫化锌粉末在晶体结构上存在差异，掺入的稀土元素铒呈三价．电致发光谱为Er^3 的发光谱线．硅衬底硫化锌发光薄膜器件可与硅器件工艺兼容．     

共面波导型光控微波开关的研究

给出了共面波导型光控微波开关的设计方法及共面波导结构参数，分析了导带不连续性效应和插入损耗及隔离度的影响因素。     

纳米半导体薄膜的研究进展

纳米半导体硅薄膜是利用等离子体增强化学气相淀积方法制备的，制备条件可以很好地进行调节控制，纳米硅薄膜由两种组元组成，纳米尺度晶粒组元和晶粒间的界面组元，即晶态相和晶界相组成，这对发展半导体器件，例如量子功能器件和薄膜敏感器件等是特别有价值的。     

密度对一维铝/硅橡胶声子晶体低频带隙的调控

选用金属材料铝和非金属材料硅橡胶,设计出一维铝/硅橡胶声子晶体结构.采用固体物理学中的集中质量法,基于MATLAB编程计算该声子晶体的能带结构.通过单一改变结构中材料铝的密度或者单一改变材料硅橡胶的密度,寻找单一材料密度变化对结构第1带隙的影响规律.结果表明：一维铝/硅橡胶声子晶体的第1带隙起始频率较低为30.6994 Hz,第1带隙带宽为45.479 Hz;当增大结构中两种组合材料的密度差值,可调节结构获得相对的低频、宽带带隙.研究结论可应用于低频率振动控制器件的设计.     

原子级平整硅基底的制备

采用RCA方法与Piranha溶液处理相结合，对单晶硅表面超声腐蚀处理，接触角、原了力显微镜（AFM）表征结果显示获得了平整高羟基密度的氧化物表面，采用水相烷化，将3－氨基丙基－三甲氧基硅烷（APS）组 装在湿化学法处理的单晶硅表面上，AFM和X－射线光电子能谱（XPS）研究表明得到了平整均匀的氨基自组装膜。     

SiC纳米线改性环氧树脂研究

实验以SiC纳米线为增强剂,利用回流法将偶联剂KH-550嫁接在SiC表面,进而使SiC粒子更好地分散在环氧树脂中.通过对复合材料拉伸强度的测试和断裂面形貌的分析,探讨了复合材料的增韧机理.实验结果表明:纳米SiC可提高环氧树脂的机械性能,而经过表面接枝处理的纳米SiC填充复合材料的抗拉伸等性能显著改善.同时在耐腐蚀测试中,由于偶联剂影响了复合材料的性质,使不同的复合材料在酸碱条件下优势各不相同.     

巨正则法对硅半导体中载流子数的计算机模拟

将巨正则系综的Fermi-Dirac(F-D)统计法与计算机模拟相结合,从本征半导体硅出发,探讨温度和光照能量对载流子数的影响,试图从理论上定量分析太阳能电池工作状况,对本征硅半导体中载流子数进行计算机模拟,模拟结果与理论规律基本吻合,此方法可为进一步研究掺杂半导体及氧化物半导体空间电荷层载流子数提供参考。     

我国新一代信息功能材料及器件技术发展成果显著

随着我国信息技术向数字化、网络化的迅速发展,信息功能材料和器件的变革已成为信息技术发展的必然趋势。本文综合报道了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》颁布以来,我国新一代信息功能材料和器件优先主题的政策响应、总体布局、技术进展与成效,以及许多领域专家对我国新一代功能材料未来发展的对策建议。