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借助石墨烯實現Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長
北京大學物理學院寬禁帶半導體研究中心沈波和楊學林課題組與俞大鵬、劉開輝課題組合作，成功實現了Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長，相關工作于2019年7月23日在Advanced Functional Materials上在線刊登 [doi.org/10.1002/adfm.201905056]。 GaN基寬禁帶半導體具有帶隙大、擊穿電場高、飽和電子漂移速度大等優異，能夠滿足現代電子技術對高溫、高頻、高功率等性能的要求，對國家的高技術發展和國防建設具有重要意義。由于缺乏天然的GaN單晶襯底，GaN基半導體材料和器件主要在異質襯底上外延生長。因具有大尺寸、低成本及易于集成等優點，Si襯底上外延GaN成為近年來學術界和產業界高度關注的熱點領域。 目前用于GaN外延生長的Si襯底主要是Si(111)襯底，其表面原子結構為三重排列，可為六方結構的GaN外延提供六重對稱表面。然而，Si(100)襯底是Si集成電路技術的主流襯底，獲得Si(100)襯底上GaN外延薄膜對于實現GaN器件和Si器件的集成至關重要。但Si(100)表面原子為四重對稱，外延生長時無法有效匹配；同時Si(100)表面存在二聚重構體，導致GaN面內同時存在兩種不同取向的晶疇。迄今國際上還未能實現標準Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長。圖 Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長 沈波和楊學林課題組創造性地使用單晶石墨烯作為緩沖層，在Si(100)襯底上實現了單晶GaN薄膜的外延生長，并系統研究了石墨烯上GaN外延的成核機理和外延機制。該突破不僅為GaN器件與Si器件的集成奠定了科學基礎，而且對當前國際上關注的非晶襯底上氮化物半導體外延生長和GaN基柔性器件研制具有重要的指導價值。
北京大學
2021-04-11
金屬和合金納米粒子組裝薄膜材料的氣相制備技術
納米粒子由于具有非常小的顆粒尺寸和大的比表面積，通常顯示出許多不同于常規塊體材料的電、磁、光和化學特性，在現代工業、國防和高技術發展中充當著重要的角色。隨著科學技術的迅速發展，對材料性能的要求也越來越高，因此尋找一種可替代液相法的真空氣相法來獲得表面清潔納米粒子的制備技術是開發具有優異性能新型納米結構材料的迫切要求。特別是納米粒子組裝復合薄膜材料由于具有傳統復合材料和現代納米材料兩者的優越性，成為一個重要的前沿研究熱點，它有望將“傳統功能材料”通過“納米復合化”達到進一步提高和拓展材料性能的目的。
廈門大學
2021-01-12
晶圓級二維半導體單晶薄膜外延生長的研究
主流硅基芯片CMOS（互補金屬氧化物半導體）技術正面臨短溝道效應等物理規律和制造成本的限制，需要開發基于新材料和新原理的晶體管技術來延續摩爾定律。高遷移率二維半導體因其超薄的平面結構和獨特的電子學性質，有望成為“后摩爾時代”高性能電子器件和數字集成電路的理想溝道材料，進一步縮小晶體管的尺寸和提高其性能。為滿足集成電路加工工藝和器件成品率對溝道材料的苛刻要求，二維半導體單晶薄膜的大面積制備尤為關鍵與重要。然而，現有二維半導體材料體系（過渡金屬硫族化合物、黑磷等）薄膜制備仍未滿足現實要求，因此亟需實現晶圓級二維半導體單晶薄膜制備技術的突破。 該研究瞄準二維半導體材料的晶圓級單晶制備，率先實現了同時具有高電子遷移率、合適帶隙、環境穩定的二維半導體（硒氧化鉍，Bi2O2Se)單晶晶圓的外延生長。他們基于自主設計搭建的雙溫區化學氣相沉積系統，在商用的鈣鈦礦單晶基底【SrTiO3，LaAlO3，或(La, Sr)(Al,Ta)O3】上，利用Bi2O2Se與鈣鈦礦完美的晶格匹配性及較強的界面相互作用，促使Bi2O2Se晶核同一取向外延并融合生成晶圓級單晶薄膜。Bi2O2Se單晶薄膜在晶圓尺寸上表現出優異的材料和電學均勻性，可被用于批量構筑高性能場效應晶體管?；诰A級二維Bi2O2Se單晶薄膜的標準頂柵型場效應晶體管展現了高的室溫表觀遷移率（>150 cm2/V s）、大的電流開關比（>105）和較高的開態電流（45μA/μm）。相關成果發表在Nano Letters (Wafer-Scale Growth of Single-Crystal 2D Semiconductor on Perovskite Oxides for High-Performance Transistors. Nano Lett. 2019, 19, 2148)。
北京大學
2021-04-11
一種超硬非晶碳薄膜的制備裝置和工藝
項目為一種超硬的非晶四面體碳（ta-c）薄膜的制備裝置和工藝，該薄膜具有極好的物理化學特性，在碳基薄膜中，是目前國際上公認的SP3鍵含量最高，超過85%，特性最接近天然金剛石的薄膜，硬度達到HV≥85Gpa，可見光和紅外光透明，透光率達97%，吸收紫外光，達98%，薄膜均勻性好，薄膜平整度達0.2nm，摩擦系數≤0.08，電阻率達（1012Ω·cm），擊穿電壓3.5×106，（），熱導率18（）,密度3.5（g/cm3），薄膜致密耐腐蝕作用極好。 該項目可用于高精度專有刀具、模具和摩擦滑動部件，提高使用壽命，減小摩擦，如手術和美容刀具、絲錐、PCB鉆、拉絲模、沖壓模具、壓縮機滑塊，滑動環等；用于視窗、鏡片和傳感器表面，可防止劃傷，增強散熱，利于紅外光傳遞，等；用于激光透鏡，可提高損傷閾值；用于射線輻射測量傳感器，可抗射線輻射損傷，提高測量的靈敏度。
西安交通大學
2021-04-11
一種基于氯化鋼水溶性薄膜的OLED器件（未授權）
本實用新型提供了一種基于氯化綱水溶性薄膜的OLED器件，由下至上依次 包括透明陽極IT?；住⒙然瘬澦苄员∧?、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸 層、電子注入層和陰極,所述的氯化綱水溶性薄膜的制備方法包括以下步驟：步 驟一、將粉末狀的氯化錮溶解于去離子水中得到混合溶液；步驟二、將上述混合 溶液旋涂在ITO基底表面上，退火得到氯化綱水溶性薄膜。該結構優點在于:不 僅制備方法簡單,成本彳氐廉,環境友好,而且能夠有效的提高陽極界面載流子的 注入效率，提高OLED器件的光電性能。本實用新型屬于有機電致發光器件領 域，特別涉及一種基于氯化綱水溶性薄膜的OLED器件。
西南大學
2021-04-13
電子聚合物納米薄膜調控與氣敏動力學研究
本項目屬敏感電子學與傳感器研究領域。主要圍繞電子聚合物納米氣敏薄膜調控與氣體傳感器敏感動力學開展了系統研究，在電子聚合物分子結構設計與合成、敏感聚合物有序薄膜聚集方法及性能調控機制、氣體傳感器敏感機理等方面取得了一系列創新性成果，為氣敏材料的設計與調控以及傳感器性能的改善提供了科學依據，開拓了電子聚合物薄膜氣體傳感器新領域。發表SCI論文87篇，SCI他引839次，其中在國際化學傳感器權威期刊《Sensors and Actuators B》上發表論文16篇，受到了國內外同行的高度評價和認可。本項目
電子科技大學
2021-04-14
一種自支撐 PEDOT-PSS 薄膜及其制備方法與應用
本發明公開了一種自支撐 PEDOT-PSS 薄膜，包括質量比為 3:7～ 15:2 的 PEDOT 以及 PSS，所述 PEDOT-PSS 薄膜的厚度為 1μm～50 μm，方塊電阻為 0.10Ω/sq～120Ω/sq，電導率為 210S/cm～1827S/cm。 本發明還公開了該 PEDOT-PSS 薄膜的制備方法以及在光電子器件的 電極中的應用。本發明制備所得的 PEDOT-PSS 薄膜具有良好的自支撐 性能以及導電性能，在光
華中科技大學
2021-04-14
多鐵BiFeO3薄膜反鐵磁序應變調控機制
BiFeO3薄膜反鐵磁序的研究是理解磁電耦合效應和實現電場控制磁性的前提，然而觀測反鐵磁結構實驗手段有限，薄膜中多個鐵彈疇的存在進一步使其分析更為困難。因此，BiFeO3薄膜反鐵磁結構及其應變調控的物理機制一直還存在爭議。 研究發現應變可大幅度調控反鐵磁磁矩朝向，且在大的拉應變作用下反鐵磁磁矩朝向與鐵電極化的垂直關系被打破，結合第一性原理揭示應變對反鐵磁序的調控是由Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用和單離子各向異性間相互競爭導致；該工作打破了之前一般認為的Bi
哈爾濱工業大學
2021-04-14
具有巨霍爾效應的納米鐵磁金屬顆粒薄膜磁敏材料
本項目將巨霍爾效應這一納米體系的新效應應用于器件領域，以納米鐵磁金屬顆粒薄膜替代現有霍爾器件的摻雜半導體活性層材料，是一個全新的技術，取得了多項具有原始創新性的技術成果，進一步推進了納米材料在新材料技術、電子信息技術等領域的應用。相關成果已獲國家發明專利授權九項。 納米鐵磁金屬顆粒薄膜霍爾器件具有的工作溫度寬、溫度穩定性能優異、抗核輻射等優點，在微弱磁場探測、航天器的精確定位、導航以及軍事裝備等方面都具有十分重要的用途，市場前景廣闊。
南開大學
2021-04-14
具有碲鉬多層復合薄膜的碲化鎘太陽電池
具有碲鉬多層復合薄膜的碲化鎘太陽電池，屬于新能源材料與器件領域。這種太陽電池采用一種碲鉬多層復合薄膜作為碲化鎘太陽電池的無銅過渡層。一方面，由于過渡層具有碲的析出相，因此在碲化鎘退火后，無需采用濕法工藝獲得富碲層。如果采用干法工藝，也無需單獨沉積一碲層。另一方面，過渡層具有碲化鉬的主相，作為p型半導體，與碲化鎘價帶不連續很小，可起到很好的過渡作用，實現碲化鎘與金屬電極間的歐姆接觸。采用上述結構的太陽電池，避免了化學腐蝕，實現了低電阻接觸，可有效提高太陽電池的性能和改善器件的長效穩定性。
四川大學
2016-10-25