III族氮化物半导体异质结构中载流子的量子输运和自旋性质

III族氮化物半导体具有宽的直接带隙,很强的极化电场,优异的物理特性,是发展高频、高温、高功率电子器件和光电子器件的优选材料．同时,III族氮化物半导体有很长的电子自旋弛豫时间以及很高的居里温度,也成为近年来半导体自旋电子学研究的重要材料体系之一．本文介绍了用量子输运和自旋光电流方法对Gain基异质结构中载流子的量子输运和自旋性质的研究进展．对III族氮化物半导体中的能带结构,子带占据和散射,自旋分裂及自旋轨道耦合机制等进行了讨论．     

MXenes基光催化剂制备的研究进展

二维材料因其载流子迁移和热量扩散都被限制在二维平面内,使得这种材料展现出许多奇特的性质而受到广泛关注.二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物 (MXenes) 是一种新型的二维层状结构材料,具有高电子传导率、较大的比表面积、较好的机械性能以及独特的层状结构,已被广泛应用于储能、催化、环境等领域.该文主要阐述了MXenes基光催化剂的不同制备策略并总结了不同制备过程中的优缺点.最后,对MXenes基光催化剂及其复合材料在新兴领域的未来发展和研究方向提出了独特的见解和展望.     

Research on the magnetic material of Sm-Fe matrix nitrides

In this paper, the types of Sm-Fe matrix compounds and their correlations are introduced, and progress of research on the magnetic materials of Sm-Fe matrix nitrides is also reviewed. Possible research trends of future permanent magnetic materials of SmFe matrix nitrides are briefly predicted.     

钛基材料用于锂硫电池正极改性研究进展

锂硫电池因其高比容量、高能量密度和低成本等特点已被视为超越锂离子电池的下一代可充电电池。由于反应产物可溶性多硫化物的穿梭效应和循环中硫电极的体积膨胀导致电池的循环寿命较差。为了解决锂硫电池中存在的问题,研究人员开发了多种纳米结构的金属材料。总结了利用钛元素和钛基化合物（包括钛基氧化物、钛基硫化物和钛基氮化物）与硫的反应形成牢固化学键,通过金属基复合材料的结构设计来提升锂硫电池的综合性能。     

锂离子电池非碳负极材料的研究进展

分别对锡基负极材料、钛的复合氧化物，过渡金属氮化物及其它锂离子电池非碳负极材料的研究进行了阐述，并指出它们各自的特点。指出负极材料的研究与开发重点将朝着高比容量，高充放电效率，高循环性能以及低成本方向发展。     

半导体氮化物的导电类型

本文用空位自补偿理论来研究半导体氮化物的导电类型,确定了未掺杂的铝、镓、铟的氮化物都是n型,并认为这些氮化物是具有一定自补偿的双极性材料。     

2014年诺贝尔物理学奖解读

 本文从半导体科学技术研究与诺贝尔物理学奖的渊源出发,详细解读了2014 年诺贝尔物理学奖成果"高效GaN 基蓝光发光二极管"的研究背景、核心创新内容、科学意义和应用价值,分析了氮化物宽禁带半导体的发展趋势。文章从3 位诺贝尔物理学奖获得者的研究历程、诺贝尔评奖委员会的评奖标准等视角,探讨了2014 年的诺贝尔物理学奖对我国物理学科建设、如何看待应用物理研究与基础物理研究的关系以及对成果评价标准的启示和借鉴价值等问题。     

超硬纳米多层膜和复合膜的研究综述

综述了近年来纳米多层膜和复合超硬涂层研究的最新进展,分析了Ti/TiN、氮化物/氮化物多层膜和Ti-Si-N及Ti-Al-Si-N系复合膜的最新研究现状,详述了纳米多层膜和复合超硬涂层的致硬机理和设计方法,展望了今后纳米多层膜和复合超硬涂层的研究方向.     

GaN基垂直腔面发射激光器的研制

作者在我国大陆首次实现了GaN基垂直腔面发射激光器(VCSEL)的激射.首先采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术在蓝宝石衬底上进行高质量氮化物增益区的外延生长,然后在表面沉积高反射介质膜分布布拉格反射镜(DBR).将样品键合到其它支撑片上后,采用激光剥离技术将蓝宝石村底去除.再在去除蓝宝石后露出的氮化物表面沉积第二组介质膜DBR制成VCSEL.在室温光泵条件下,观察到VCSEL的激射,激射波长449.5 nm.阈值6.5 mJ/cm2,激射峰的半高宽小于0.1 nm,这些指标达到了国际领先水平.本文为进一步研制实用化氮化物VCSEL奠定了重要的基础.     

催化裂化柴油不安定因素的考察

将催化裂化柴油中常见的硫化物、氮化物按一定方式添加到催化裂化柴油基础油及其模拟基础油中，将催化裂化柴油中常见的酸性化合物添加到碱洗后的脱酸柴油中，考察了这些化合物对柴油安定性的影响．研究表明，催化裂化柴油中的非碱性氮化物单独存在时可使柴油颜色变深；酸性化合物、碱性氮化物单独存在对柴油的安定性影响不大．若在非碱性氮化物、碱性氮化物、酸性硫化物或其它酸性化合物等并存的条件下，由于酸性化合物、碱性氮化物具有催速作用，柴油的安定性变得更差．     

MXenes电催化析氢的研究进展

面向“碳达峰”“碳中和”国家重大战略,氢能作为一种能量密度高、无污染的绿色能源,将成为我国乃至世界未来能源战略领域发展的重中之重.电解水制氢由于其制备方法简单、制氢纯度高、制备过程无污染等优势而备受关注,但是该方法存在一个严重的缺陷,就是缺乏低成本、高效率析氢反应(HER)催化剂.MXenes是一种新兴的二维(2D)过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物,由于其具有极好的导电性、良好的亲水性、极大的比表面积、可调节的分子结构及多样的化学组成等优势,在析氢催化剂领域存在着潜在的巨大应用.该文总结了 MXenes制备、MXenes基电催化析氢性能调控策略及利用机器学习设计MXenes基析氢电催化剂面临的挑战和新的机遇.该文为今后开发新型高效的MXenes基析氢电催化剂,推动氢能的绿色制备提供了参考.     

提高润滑油基础油氧化安定性的方法

采用络合白土脱氮联合工艺对兰炼减四线去蜡油进行了精制,以提高润滑油基础油的氧化安定性能。分别考察了白土精制和络合脱氮对兰炼减四线去蜡油脱氮效果的影响。实验结果表明,络合白土脱氮联合工艺可作为脱除油品中的氮化物、提高润滑油的氧化安定性的有效方法,络合剂ＴＴＳ是一种对氮化物尤其是碱性氮化物选择性较高的脱氮剂。对脱氮精制油的实验研究表明,经络合白土精制后的油品,其氮化物含量降低,氧化安定性提高,而其它物性基本不变     

气体渗氮对中碳车轴钢超长寿命疲劳性能的影响

研究了气体渗氮在材料表面层由表及里逐次形成的氧化物层、氮化物层及N固溶层对中碳车轴钢超长寿命旋转弯曲疲劳性能的影响.与未处理试样相比,带有氧化物层、去除氧化物层及去除氮化物层的渗氮试样的疲劳强度逐级提高.去除氧化物层和去除氮化物层的试样在超长寿命区分别发生次表面和内部破坏.通过断口观察和断裂分析,阐明了渗氮处理材料的表面层对超长寿命疲劳性能的影响.     

提高GaN基发光二极管光提取效率技术

基于氮化物GaN的发光二极管为全彩色发光二极管显示屏和白光光源提供了新机遇。由于全内反射引起的低光提取效率,在分析了现有的提高光提取效率技术的基础上,采用在GaN基和图形化蓝宝石衬底上嵌入气隙光子晶体,减少线程错位,实验结果显示该方法明显提高了LED光提取效率。     

有机分子单光子和双光子吸收的电荷转移过程

利用从头计算方法,在杂化密度泛函理论的水平上计算了有机硼化物和有机氮化物在单光子吸收和双光子吸收过程中的电荷转移行为.计算结果表明,有机硼化物和有机氮化物具有不同的电荷转移过程.进一步研究表明,分子的单光子吸收和双光子吸收性质与分子内的电荷转移有密切关系.     

高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器

以碳化硅(SiC)和Ⅲ族氮化物为代表的宽禁带半导体是近年来国内外重点研究和发展的新型第三代半导体材料,具有禁带宽度大、导热性能好、电子饱和漂移速度高以及化学稳定性优等特点,用于工作于紫外波段的光探测器件具有显著的材料性能优势.宽禁带半导体紫外探测器的主要应用包括:国防预警、环境监测、化工和生化反应的光谱分析和过程检测、以及天文研究等.本文主要回顾近年来南京大学在此方面开展的一些代表工作,所涉及到的典型器件有:具有极低暗电流的AlGaN基日盲MSM紫外探测器、高量子效率AlGaN基日盲雪崩光电探测器、以及SiC基可见光盲紫外单光子探测器.     

V和V-N微合金化低碳钢碳氮化物的形变析出

通过热模拟压缩实验考察了V和V-N微合金化低碳锰钢在860~740℃范围内多道次变形时的组织演变和碳氮化物析出规律及其相互影响.结果表明,含V钢中添加少量的N促进了变形奥氏体中V的碳氮化物(尤其是氮化物)的析出和形变诱导铁素体相变.V的碳氮化物析出降低了奥氏体中固溶的V,从而减弱了固溶V对形变诱导铁素体相变的抑制作用.碳氮化物析出在奥氏体的局部区域造成贫碳区,也促进了铁素体形核.在相同处理工艺下与V钢相比,V-N钢中铁素体内碳氮化物开始析出的时间短,析出相的数量多,长大速度慢,分布弥散.     

TiAlN 保护膜的制备及结构研究

用反应磁控溅射方法制备了ＴｉＡｌＮ薄膜,结构分析表明,当Ｔｉ的含量小于０．２５时,ＴｉＡｌＮ薄膜是Ａｌ基氮化物的闪锌矿结构,但晶格常数随Ｔｉ原子含量的增加而增大．Ｘ射线光电子能谱分析表明,ＴｉＡｌＮ薄膜有与ＡｌＮ和ＴｉＮ不同的电子结构特征．     

染料敏化太阳能电池过渡金属氮化物对电极研究进展

对电极作为染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells, DSSCs)的核心部分之一,其材料的价格、性能和制备方法直接影响DSSCs的发展和应用.DSSCs常用Pt对电极价格昂贵,因此寻找低成本高性能的催化材料代替Pt对电极是降低DSSCs成本的有效途径之一.过渡金属氮化物的电子结构与Pt相似,具有高的催化活性和耐腐蚀性,价格低廉,使其具有广阔的应用前景.文章综述了利用载体与过渡金属氮化物的协同作用或将过渡金属氮化物制备成独特的纳米结构(纳米管和高度有序的阵列等)来解决过渡金属氮化物易团聚和大规模的物质运输受限制等问题.最后提出,开发双组元或多组元过渡金属氮化物和柔性过渡金属氮化物对电极可以作为未来发展方向.     

金属迭氮化合物中的离子极化及其对性质的影响

本文通过HMO法的计算,指出N_3~-是很容易被极化的。金属迭氮化物晶体中的离子极化程度取决于迭氮化物中阳离子的Z~(*2)/r值。作为起爆药,迭氮化物的性质是和离子极化有关的。本文讨论了离子极化对金属迭氮化物的晶体结构,能带结构以及慢速热分解机理的影响。