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．     

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。     

硅基一维纳米半导体材料的制备及光电性能

硅基一维纳米半导体材料是新型的硅基光电子材料，在硅基光电集成和纳电子领域有重要的应用前景．主要论述了硅基一维纳米半导体材料(纳米硅线、纳米ZnO线)的制备，着重一维纳米材料的阵列化制备，讨论了其生长机理，研究了硅基一维纳米半导体材料的的光学、电学等物理性能．     

铜铬硅及铜铬硅镍电极合金的实验研究

研究开发制备的铜铬硅、铜铬硅镍合金具有较高的强度、硬度,良好的导民性和适宜的软化温度是很有应用潜力的廉价电极材料,文中对合金的成分设计、固溶和时效规范进行了研究。     

多孔硅形成的实验研究与理论分析

本文在很宽的导电范围内对多孔硅（ＰＳ）的形成与性质作了系统研究提供了四种不同掺杂的ＳｉＨＦ腐蚀系统的电流一电压特性。对实验结果进行了理论分析。     

德科学家发现轻重量高强度材料

据英国《新科学家》周刊1996年11月2日报道，德国贝鲁瑟大学的研究人员沃尔夫冈·施尼克（WolfgangSchnicK）和他的同事在一次偶然的机会发现了一种由硅和氨组成的轻重量高强度材料，它的发现有可能引出一个轻重量高强度的材料“家族”。沃尔夫冈·施尼克在试验将氮化硅陶瓷转变成细丝或纤维时，在1500℃和1700℃之间的高温氮气中用硅二亚胺[Si（NH）2]使钙和其他金属之间发生一种反应，大部分情况下，产生了钙硅氨化物晶体。但是，当他们用金属钻作试验时，出乎意料之外，竟产生了一种细管型的坚固的具有六角形横截面的晶体材料。这种细…     

化学浸蚀温度对多孔硅粉理化性质的影响

多孔硅是一种由纳米硅原子簇为骨架构成的海绵状结构，具有比表面积高、生物相容性好等特征，能够应用于光电子器件、化学传感、生物医学等领域。笔者以金属硅粉作为研究对象，采用化学浸蚀工艺制备多孔硅粉，利用比表面积测定仪、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜等研究了不同浸蚀温度制备的多孔硅粉比表面积、孔径分布、表面形貌及微结构的变化。结果表明：化学浸蚀方法能够在金属硅粉表面形成含较多纳米尺寸孔洞的多孔硅粉；随着化学浸蚀温度升高，所形成的多孔硅粉比表面积明显增大。     

多孔硅的荧光及微结构

用扫描隧道显微和光致发光方法，观察了发光多孔硅的微结构形貌。发现多孔硅的光致发光主要源自其最表面层；该层是无定型的，但又不同于一般的非晶硅，而像是由大量纳米尺度的硅原子族组成的海绵状微结构；诸硅原子簇随机分布，相互间没有清晰的界面；没有观察到“线”状或“柱”状的结构；多孔硅的微结构有明显的分形特征，其发光很可能是源自此纳米硅材料中的量子尺寸效应。     

锂离子电池用硅负极材料的研究进展

硅基材料具有较高的储锂比容量,是最具潜力的下一代锂离子电池负极材料之一。然而,硅负极在充放电过程中巨大的体积效应以及较低的电导率限制了其商业化应用。目前,提高硅负极性能的措施主要包括:材料纳米化、复合化以及结构特殊化等。本文报告了近年来硅基材料作为锂离子电池负极材料在纳米化、复合化及结构特殊化等研究领域的最新研究进展,并展望了硅基材料作为锂离子电池负极材料的发展前景。     

硅磷元素高分子材料的研究（Ⅱ）：有机磷单体的合成

从ＰＣｌ５出发合成了三个含四氯乙基的可作高分子材料的单体的磷酰胺酯化合物，并从ＩＲ、ＮＭＲ、ＭＳ和元素分析析诸方面进行表征。“Ｐ＝Ｏ”和“Ｐ＝Ｓ”的ＩＲ吸收较特征，分别出现在１２８０和６８０ｃｍ＾－１左右，四氯乙基上的质子由于受四个氯原子的吸电子作用，表现出较高的δ１Ｈ（６．３８－６．５４ｐｐｍ），并受磷的裂分表现为两重峰，＾３ＪｐｏｃＨ＝８－１２．０Ｈｚ。     

硅碳复合结构对锂离子电池负极电化学性能的影响

以晶硅太阳能电池生产过程中的晶硅切削废料为原料、以壳聚糖(Chitosan, CTS)为碳源,通过液相包裹和低温热解工艺制备了具有较大孔隙的硅/硬碳复合材料(Si@CTS).对比研究了Si@CTS及Si@CTS混合石墨后(Si@CTS/G)分别作为锂离子电池负极的电化学性能.结果表明,具有孔隙和互联结构的Si@CTS负极首次放电比容量可达到1 672.8 mAh/g,首次库伦效率达到了84.45%;在循环100圈之后Si@CTS放电比容量保持在626.4 mAh/g.进一步,将Si@CTS作为高容量活性物质添加至石墨中,研磨混合后制得的Si@CTS/G复合负极表现出良好的稳定性,在循环100圈之后放电比容量为698.1 mAh/g,对高容量高稳定性硅碳负极批量化生产和应用具有重要意义.     

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。     

稀土发光中心能级的热移位（Ⅱ）

首次在10K-900K的温度范围内研究了硅磷酸钆基质中Ce~(3+)能级的热移位。     

紫外激光烧蚀SiO2多孔材料的质谱研究

运用飞行时间质谱方法，对ＸｅＣｌ准分子激光烧蚀多种ＳｉＯ２多孔结构材料而产生的团簇进行了研究，在负离子通道中得到了丰富的「（ＳｉＯ２）ｎＸ」＾－团族，实验结果表明延迟时间及材料的多孔网络结构和表面活性基团对「（ＳｉＯ２）ｎＸ」团簇的检测与产生有重要作用。