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…     

锂离子电池硅基负极材料的研究进展

硅作为地球上储量丰富的材料,因为其具有较高的理论比容量和较低的电压平台而成为最有前途的锂离子电池负极材料.但是,硅负极材料具有较大的体积膨胀效应、低电导率、循环性能差等特点,成为阻碍其商业化的最大障碍.研究者们采取了各种方法来克服这些困难.本文总结了近期硅基负极材料通过纳米化、复合化、结构特殊化等方法来提高电池性能的最新进展,并展望硅基负极材料的发展方向.     

Si/C复合材料的制备及作为锂离子电池负极的性能研究

硅基材料以其超高的理论容量(～4 200 mAh/g,Li4.4Si)受到广泛关注. 但是锂的嵌入会造成硅的晶格结构发生巨大变化(>300%),并逐渐粉化,导致材料循环性能很差. 该研究通过高能球磨、水热以及焙烧等处理方法制备Si/C复合材料,有效改善其性能.     

TiO_2/Si复合材料的制备及其性能分析

Si(硅)是一种比较常见的半导体材料,在许多个领域之中得到了广泛的应用,如太阳能电池、光电材料等,并在这些领域之中发挥着非常重要的作用。但是,因为空气折射系数与硅的折射系数两者之间存在着非常大的差别,从而导致光波在界面处出现了比较严重的反射损失。为降低界面反射损失,必须在硅半导体材料的表面加镀一层渐变层材料,且该渐变层材料的折射率应当处于1.0~3.5之间。TiO_2,即钛白粉,其折射率为2.73,且具有成本低、耐腐蚀、无毒、光催化活性较高、化学性能稳定以及氧化还原电位高等一系列的优势,因此,其被看作是一种十分理想的光催化剂。     

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。     

室温下硅与硅锗合金的热电性能研究

采用第一性原理方法研究在温度为300 K时,硅单质和两种锗组分不同的硅锗合金的热电性能,发现虽然硅的热电功率因子S2σ较大,但由于其热导率也高,故不是良好的热电材料,但若与其同族的元素锗形成合金,就可使材料的热导率得到显著下降,伴随而来的载流子迁移率的下降则远不如热导率明显,从而可获得较大的热电优值,而且在硅锗合金中锗含量不同时,热电优值也会有变化.     

新型四配位硅基材料的结构与性质

硅基半导体已广泛用于光电转化和现代通信等不同领域,新型硅基材料的发展,有助于应对功能材料在现代科技领域面临的挑战.本文主要介绍本课题组近年来在新型四配位硅基材料领域中的理论设计与计算模拟,包括新型四面体硅基材料和平面四配位硅基二维单层材料.基于Si(C≡C)_4结构单元,设计了一系列类金刚石结构的宽带隙半导体材料,预测了它们的结构、光电及力学性质,分析了平面四配位硅的成键特征及其稳定化策略,探讨了含平面四配位硅的二维单层材料在锂离子电池和CO_2活化转化中的应用.     

锂离子电池硅基负极研究进展

锂离子电池因其高能量密度的优点在能源领域发展迅速.硅基负极由于其高理论比容量被视为是继石墨之后最具发展前景的负极材料,但是硅基负极在嵌脱锂过程中会发生严重的体积膨胀,导致电池容量的衰减和库伦效率的下降,影响了其商业化应用.本文综述了硅基负极的工作原理以及面临的问题挑战,重点从硅基负极的结构设计与改性、粘结剂的开发以及电解液添加剂三个方面对硅基负极进行了系统的阐释,并对其今后的发展趋势进行展望.     

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．     

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。     

聚合物光盘材料

聚合物光盘材料在过去的２０年中，硅半导体材料引起了电子装置的革命。现在，科学家们报告说，一种廉价而性能非凡的有机聚合物有可能成为硅的出色的“接班人”，这种有机聚合物可以用激光束而不是用电流来储存信息，这样就可以大大提高计算机的运算速度。用光信号而不是...     

硅基Ⅳ族材料外延生长及其发光和探测器件研究进展

硅基光电集成回路是信息时代最具影响力的核心技术之一,由硅基光源、光电探测器、光调制器等模块组成.硅材料是微电子集成电路的基石,然而在光电集成方面却遇到了瓶颈.首先,由于硅是间接带隙材料,其发光效率极低,因此难以应用于硅基高效光源的研制.其次,硅在近红外通讯波段吸收系数很低,因此在近红外光电探测器的应用中具有较大的局限性.然而,研究者发现,通过能带工程将硅与其他Ⅳ族材料相融合不仅可以有效提高直接带高效发光效率,同时能使材料在近红外波段具有较高的吸收系数.因此,以Ⅳ族材料为基础,与硅工艺兼容的硅基光电集成回路引起了研究者的广泛关注.本文综述了课题组在硅基材料外延生长及其发光和探测器件方面的研究进展.介绍了硅基Ⅳ族材料Ge,SiGe/Ge异质结和量子阱材料的外延生长技术,以及硅基GeSn量子点发光材料的制备新方法.基于硅基Ⅳ族异质结构材料,发展调制金属与半导体接触势垒高度新机理,研制了多种结构的光电探测器.设计并制备了与互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)结构兼容的横向异质结以及双有源区垂直共振腔型两种结构硅基电致发光器件,有效提升器件的发光性能,并观察到应变锗发光增益现象.     

解码科技共享,“日月风雨”铸真材

<正>就如同长途驾车需要考虑路况一样,大部分材料的科技研发都需要考虑环境的因素,其中气候条件对于大部分材料应用科技研发工作来说,是一个不得不考虑的重要因素,因此在研发过程中评价材料性能时,气候模拟就显得尤为重要。气候模拟是指在实验室一定的控制条件下模拟自然界的气候状况,     

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.     

新型高能量密度锂离子电池来啦

正如今,动力电池、消费类电池等终端产品对高能量密度锂离子电池的需求日益增强,高比容量、长循环稳定的硅碳复合负极材料开发充满挑战。不久前,我国科研团队构筑出高机械稳定的自机械抑制石墨烯复合硅碳负极材料。这项研究进一步解决了石墨烯复合硅碳负极材料规模化制备技术难题。     

Mo—Si体系的热力学

銅的硅化物能抗酸侵蝕及抗高温氧化,它用作钼的保护层及其他高温材料的保护塗层。研究钼的硅化物生成条件及其高温下的行为有实际意义。但是,对钼—硅体系的热力学研究得很不够[1,2,3,4)。     

硅外延材料制造过程中先进配套条件的研究

应用于半导体产业的硅外延材料,其制造工艺的发展迄今已将近50年。一方面,为了满足硅外延片从小尺寸向大尺寸发展以及材料均匀性要求的不断提高,其制造设备从多片式外延炉向单片式外延炉发展;另一方面,随着半导体元器件制造对硅外延片的质量如材料洁净度、生产稳定性等方面提出了更高的要求,硅外延材料制造过程中的配套条件也经历了一系列的发展,例如,气体纯化器、起泡器、气体流量补偿器等配套装置的应用,极大改善了硅外延片的质量。通过对气体纯化器、起泡器、气体流量补偿器原理进行介绍,阐述其与硅外延片质量改善的关系。     

锂离子电池硅/碳负极材料的制备与应用

对锂离子电池中硅/碳负极材料的纳米结构、掺杂改性以及三元复合等制备工艺及其电化学性能、相关机理进行了总结。通过研究不同改性方法对硅/碳负极材料电化学性能的影响,以找到较为优异的改性路径。经过对比发现,通过采用纳米结构、原子掺杂以及三元复合的方法均可显著提升硅/碳负极材料的电化学性能。最后对硅/碳负极材料发展现状进行了简要分析,并对其研究前景进行了展望。     

多孔硅的研究及其应用

多孔硅是一种新型的纳米半导体光电材料,室温下具有优异的光电特性,易与现有硅技术兼容,极有可能实现硅基光电器件等多个领域的应用。本文简明的论述了多孔硅的光电特性之后,又简单介绍了多孔硅在生物科学、照明材料及太阳能电池等多个领域内的应用进展情况,并对其发展前景作了展望。