6G时代的新材料

6G是继5G之后的第六代移动通信网络，在通信速率、延时能耗及覆盖范围等方面都将面临更大的挑战。文章围绕6G的技术特征，阐述了新型频谱通信材料、第三代半导体材料、新型功能材料、智能材料、电磁防护与热管理材料在6G应用中的重要性，对6G时代新材料的发展趋势进行了展望。     

863新材料研究与发展的几点思考

材料工业对国民经济建设和国防建设起着关键的支撑作用,是人类社会进步的物质基础与先导,现代高技术的发展更是密切依赖于新材料的发展。因而世界工业发达国家都把新材料作为优先发展的重点。我国政府历来重视新材料的发展,在原有攻关计划的基础上,1986年新材料又被列入中国高技术研究发展计划(即863计划)。该计划执行情况如何?“九五”计划如何编制?这是关心、支持863新材料发展的材料工作者所关注的事。本文试图从趋势、现状、发展等方面作一些阐述,但仅是一家之言。     

一维纳米固体的原子振动

纳米固体材料有许多不同于传统材料的性能,因而近来引起材料科学界,物理学界和化学界的浓厚兴趣。现有的研究工作已经表明,纳米材料的强度、韧性、磁化率、矫顽力、饱和磁矩、磁损耗、传热性、光吸收、传感、催化等力学、物理和化学性能都有别于传统材料,可望为材料的应用开拓一个崭新的领域,对高技术及新材料的发展产生重要地影响。     

新型玻璃的现状和将来

前言高技术发展不仅要求制造方法先进,而且要求与其配套的设备高性能化,但作为最基本重要的还是具有卓越功能的尖端材料。假如把尖端材料应具有的功能进行分类的话,可分为光、电磁、热、机械、化学、生物等各种功能领域,而对新型玻璃来说是具有各种功能的优越材料,并深信今后将有更加优越的新型玻璃问世。新型玻璃可定义为对各领域高技术材料有用的高功能、高性能化的玻璃。为了认识和掌握新型玻璃技术,不仅要熟悉了解玻璃状态,而且也要熟悉了解非结晶(无定形)状态物质以及经过这些状态采用结晶化制造的功能性结晶化玻璃。然而像这些物质,非结晶质半导体、金属玻璃、无定形的碳、有机高分子等物质,由于分别属于大的材料领域内使用,这里不采用。因此在化学组成上局限于氧化物、卤化物、硫族(硫、硒、碲     

半导体物理研究的回顾与展望

半导体物理是凝聚态物理领域中的一个活跃分支,也是半导体科学技术发展的重要物理基础.半个多世纪以来,半导体物理自身不仅在晶态半导体、非晶态半导体、半导体表面、半导体超晶格、纳米半导体和有机半导体等领域中都获得了令世人瞩目的重大进展,而且它还是一系列新材料、新结构、新效应、新器件和新工艺产生的源泉,极大地丰富了凝聚态物理的研究内容和有力地促进了半导体科学技术的迅速发展.温故而知新.今天,我们重新认识它的发展规律与特点,对于把握半导体物理在21世纪的发展走向具有直接的现实指导意义.     

后摩尔时代第三代半导体材料与器件:应用与进展

<正>随着电子信息技术进入后摩尔时代,人们期望探寻一些新材料、新技术以推进半导体科学技术的进一步发展.作为新一代战略电子材料,宽禁带半导体材料具有禁带宽度大、功率高、载流子迁移率高、饱和电子速度快、耐高温高压等优异特性,吸引了越来越多的关注.宽禁带半导体材料研究持续推进着LED照明产业的不断发展,     

单晶硅表面溴化键合光敏染料及其表面光电压

当今,新型光电功能材料的开发和利用是非常活跃的研究领域。半导体材料的研究在这一领域占有重要地位.为了改善半导体材料及器件的光电性能,提高光电转换效率及拓宽光谱响应范围等,人们利用金属离子掺杂,或将有机半导体通过吸附、涂层、沉积等物理方法固定在无机半导体表面,已获得卓有成效的效果。     

有机太阳能电池

地球上的能源——煤炭、石油、天然气等正在惊人地消耗着,发达国家对能源的需求量日益增长,解决能源危机是当今世界上重要的问题.太阳能的利用便是解决能源危机的一种途径. 太阳能龟池是利用半导体材料的光生伏特效应把太阳能直接转换成电能的一种半导体器件.制造太阳能电池的半导体材料,传统的是用无机材料,如硅、硫化镉、砷化镓等.用这些材料制造的器件,其工艺复杂、成本昂贵.目前,为了提高转换效率及降低成本,开展着极为广泛的研究探索工作.据“第五     

半导体超晶格与量子微结构研究30年

半导体超晶格与量子阱系指对电子具有一维量子限制作用的多层超薄异质结人工材料,量子微结构泛指对电子具有二维和三维量子约束性质的量子线与量子点介观系统.这类低维体系的研究是近30年来半导体科学技术中,尤其是半导体物理学领域内一个发展最迅速的活跃前沿.它的研究兴起,不仅对信息科学技术,而且对低维物理、材料科学以及纳米技术的发展,正在产生着革命牲的影响.本文着重回顾与评述了30年来半导体超晶格与量子微结构在材料生长工艺、体系维度变化、物理效应产生以及新型器件应用等方面所取得的一系列重大进展,并对其在21世纪的发展作了初步展望.     

华人在金属玻璃领域的重要贡献

2022年是国际玻璃年。金属玻璃(又称非晶合金)是一类原子结构长程无序、短程有序，兼具金属、玻璃、液体、固体和软物质等物态特性的新型金属材料，也是玻璃家族的新成员。快速发展的金属玻璃材料已经在军工航天等高技术、绿色节能、信息电子器件、催化、防腐等领域有着广泛的应用。在这个新型玻璃领域中，华人科学家作出了卓越的贡献。文章回顾 了近百年来金属玻璃研究和研发历程中华人科学家的重要贡献，并对未来中国在金属玻璃领域的发展和贡献进行展望。     

上海超硅半导体有限公司简介

上海超硅半导体有限公司成立于2008年7月31日,目前已经发展为拥有上海超硅半导体有限公司、苏州君耀光电有限公司以及重庆超硅光电技术有限公司的高技术企业集团。公司业务涉及先进材料、LED应用与晶体生长设备与系统等三大方面。公司已经通过了质量管理体系ISO9001、环境管理体系ISO14001、职业健康安     

关键技术中的新材料(上)

新材料是发展高新技术的物质基础,也是改造传统产业的必备条件,因此,世界各工业发达国家都给予高度重视,把新材料的研究与开发列为关键技术的重要组成部分。 从目前到下世纪初,新材料的发展主要有以下几个方面: 信息功能材料 信息功能材料是新材料中最活跃的领域。信息行业,主要包括通讯、计算机及控制等三个方面,指信息的获取、传输、存储、显示、处理等,这些都以材料为基础。     

比钻石还高贵的砂粒

脱颖而出的新材料 在电脑—网络时代,由于集成了高度的智慧和技术,取自海沙的硅的价值已经超过了黄金的价值。然而还有一种和硅沾亲带故的材料,它的价值甚至超过了钻石。这种高贵的材料就是碳化硅,具体讲,就是碳化硅薄膜。 在半导体材料技术的发展中,通常把以硅和锗为主导元素的半导体称之为第一代半导体材料;把砷化镓为代表的化合物半导体材料称     

Zn_(1-x)Fe_xSe薄膜的折射率及Moss定则

ZnSe是一种直接型宽带隙半导体材料,适用于制作可见光短波长的光电子器件,如蓝发光二极管,蓝紫半导体激光器等,它还是一种很好的红外窗口材料,因此早在70年代就引起人们的兴趣。近年来,以ZnSe为母体的稀释磁性半导体材料Zn_(1-x)Fe_xSe,Zn_(1-x)Mn_xSe等的研究工作进展迅速,因为它们有许多独特的磁学和光学性质。     

光电半导体材料的理论设计

光电半导体作为一种可以将光能和电能相互转换的材料,近几十年来,在能源和电子信息等领域得到广泛应用.随着计算机算力的提升和理论算法的发展,理论设计方法可以在短时间内探索成百上千种材料,相比于采用试错法的实验方式,具有开发周期短且成本低等特点,逐渐成为新材料研发的关键步骤.通过将物理原则与高通量计算、智能优化算法和机器学习等理论设计策略相结合,可以准确高效地探索性能优异的光电半导体材料.本文概述了光电半导体材料的设计策略和研究进展.首先,介绍基于第一性原理计算光电性质的方法,并分析相关物理性质的成因及其在光电半导体设计方面的意义;然后,结合具体的研究成果对高通量材料筛选、物理原则导向的材料设计、基于智能算法的材料搜索和基于机器学习方法的材料发现等不同的光电半导体设计策略进行概述,为该领域的理论设计方向提供指导原则;最后,对光电半导体设计方面的工作进行总结,并对该领域未来的发展进行展望.     

玻璃球上的魔法:二维原子晶体的可控带隙生长

正对于半导体材料,带隙是一个非常重要的性质标签~([1])其表示半导体中电子被激发到能参与导电的状态所需要的最小能量,决定了材料的众多基本物理特性,如光子的吸收激发和电子传输等,带隙的精确调控有利于获取具有特定性质的订制材料.目前报道的二维原子晶体带隙调控方法主要分为化学调控及物理调控两大类,其中化学调控     

新型半导体深能级掺杂机制研究

掺杂技术是现代半导体技术的核心之一.本文介绍了荣获2017年国家自然科学奖二等奖的项目,重点围绕宽禁带半导体材料、二维半导体材料的能带结构和器件,系统地研究了几类重要的半导体材料的深能级掺杂机制,并进行性能预测.主要创新工作包括:(1)提出了钝化共掺杂方法,增加了TiO_2的光催化效率;(2)发现了空穴导致非磁半导体中d~0铁磁性的新的物理机制;(3)为克服小量子系统掺杂瓶颈,提出通过共掺杂方法在材料中形成杂质能带,降低杂质电离能以提高载流子浓度;(4)对两类新型的二维半导体材料,即过渡金属硫化物以及石墨炔,发现了一系列新奇的物理现象和掺杂机理.这些工作对半导体掺杂理论的发展、新一代纳米器件和第三代半导体器件的结构设计以及性能预测将起到重要的指导作用.     

高磁场中的化学及其未来

在超导材料开发的同时研究人员一直在注意提高超导磁体的质量。1987年卡尔斯鲁厄大会公布的一种含有Ti/Nb_3Sn基合金的磁体,其最高记录的磁通密度迄今为20.15泰斯拉(T)。然而高磁场的产生需要低温条件。一种新近发现(1986)的氧化物基高温超导体虽然达到高临界温度(Tc),但仍应该作进一步开发,使之成为产生高磁场的超导磁体。对超高磁场的研究也是对极端领域如超高温、超低温、超高压和超高真空领域的研究。借助新科技考察各种材料(金属、半导体、活体、大分子、液晶等)和原子、分子、原子团以及离子,可望导致新材料的发现和/或新现象的开发。在高磁场中,物质可能显示出独特     

宽禁带半导体掺杂机制研究进展

随着电子信息技术进入后摩尔时代,人们期望探寻一些新材料、新技术以推进半导体科学技术的发展.作为新一代战略电子材料,宽禁带半导体的技术应用近年来取得了飞速发展.宽禁带半导体的掺杂与缺陷调控是实现其重要应用价值的关键科学基础.本文主要介绍了我们和合作者近期围绕碳化物、氧化物、氮化物宽禁带半导体中掺杂与缺陷机理及性能调控展开的研究工作,具体包括:(1)探究4H-SiC中本征缺陷的电学和动力学性质,解释了实验上4H-SiC的有效氢钝化现象的内在物理机制;(2)研究In₂O₃中过渡金属元素的掺杂物理性质,提出了过渡金属掺杂的设计原则,并预测过渡金属Zr、Hf和Ta在In₂O₃中具有优异的n型特性;(3)采用轻合金化法调控Ga₂O₃材料的价带顶位置,并通过选取合适的受主杂质(如Cu_Ga),有望使(Bi_xGa_1–x)₂O₃合金成为高效的p型掺杂宽禁带半导体(4)...     

隐形与透明成为可能——十种已问世的未来材料

在高技术的推动下．未来有时往往会提前几年到来：而一旦出现在新材料领域，这种技术飞跃的影响甚至更大。因为新材料的出现可以大大推动其所在领域的发展，特氟隆便是一个完美的例证，但绝非唯一的一个。以下是让我们今天的生活将变得更丰富多彩的十种未来新材料。