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借助石墨烯實現(xiàn)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(xiàn)了Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長，相關(guān)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(yōu)異，能夠滿足現(xiàn)代電子技術(shù)對高溫、高頻、高功率等性能的要求，對國家的高技術(shù)發(fā)展和國防建設(shè)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(zhì)襯底上外延生長。因具有大尺寸、低成本及易于集成等優(yōu)點，Si襯底上外延GaN成為近年來學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界高度關(guān)注的熱點領(lǐng)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(jié)構(gòu)為三重排列，可為六方結(jié)構(gòu)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(shù)的主流襯底，獲得Si(100)襯底上GaN外延薄膜對于實現(xiàn)GaN器件和Si器件的集成至關(guān)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(gòu)體，導致GaN面內(nèi)同時存在兩種不同取向的晶疇。迄今國際上還未能實現(xiàn)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(chuàng)造性地使用單晶石墨烯作為緩沖層，在Si(100)襯底上實現(xiàn)了單晶GaN薄膜的外延生長，并系統(tǒng)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(chǔ)，而且對當前國際上關(guān)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(shù)
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(guī)塊體材料的電、磁、光和化學特性，在現(xiàn)代工業(yè)、國防和高技術(shù)發(fā)展中充當著重要的角色。隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)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(shù)是開發(fā)具有優(yōu)異性能新型納米結(jié)構(gòu)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(tǒng)復合材料和現(xiàn)代納米材料兩者的優(yōu)越性，成為一個重要的前沿研究熱點，它有望將“傳統(tǒng)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(shù)正面臨短溝道效應(yīng)等物理規(guī)律和制造成本的限制，需要開發(fā)基于新材料和新原理的晶體管技術(shù)來延續(xù)摩爾定律。高遷移率二維半導體因其超薄的平面結(jié)構(gòu)和獨特的電子學性質(zhì)，有望成為“后摩爾時代”高性能電子器件和數(shù)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(guān)鍵與重要。然而，現(xiàn)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(xiàn)實要求，因此亟需實現(xiàn)晶圓級二維半導體單晶薄膜制備技術(shù)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(xiàn)了同時具有高電子遷移率、合適帶隙、環(huán)境穩(wěn)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(shè)計搭建的雙溫區(qū)化學氣相沉積系統(tǒng)，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(xiàn)出優(yōu)異的材料和電學均勻性，可被用于批量構(gòu)筑高性能場效應(yīng)晶體管。基于晶圓級二維Bi2O2Se單晶薄膜的標準頂柵型場效應(yīng)晶體管展現(xiàn)了高的室溫表觀遷移率（>150 cm2/V s）、大的電流開關(guān)比（>105）和較高的開態(tài)電流（45μA/μm）。相關(guān)成果發(fā)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(shù)≤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(shù)和美容刀具、絲錐、PCB鉆、拉絲模、沖壓模具、壓縮機滑塊，滑動環(huán)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(quán)）
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。基底、氯化摑水溶性薄膜、空穴傳輸層、發(fā)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(jié)構(gòu)優(yōu)點在于:不 僅制備方法簡單,成本彳氐廉,環(huán)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(fā)光器件領(lǐng) 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(diào)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(lǐng)域。主要圍繞電子聚合物納米氣敏薄膜調(diào)控與氣體傳感器敏感動力學開展了系統(tǒng)研究，在電子聚合物分子結(jié)構(gòu)設(shè)計與合成、敏感聚合物有序薄膜聚集方法及性能調(diào)控機制、氣體傳感器敏感機理等方面取得了一系列創(chuàng)新性成果，為氣敏材料的設(shè)計與調(diào)控以及傳感器性能的改善提供了科學依據(jù)，開拓了電子聚合物薄膜氣體傳感器新領(lǐng)域。發(fā)表SCI論文87篇，SCI他引839次，其中在國際化學傳感器權(quán)威期刊《Sensors and Actuators B》上發(fā)表論文16篇，受到了國內(nèi)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(yīng)用
本發(fā)明公開了一種自支撐 PEDOT-PSS 薄膜，包括質(zhì)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(fā)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(yīng)用。本發(fā)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
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多鐵BiFeO3薄膜反鐵磁序應(yīng)變調(diào)控機制
BiFeO3薄膜反鐵磁序的研究是理解磁電耦合效應(yīng)和實現(xiàn)電場控制磁性的前提，然而觀測反鐵磁結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)及其應(yīng)變調(diào)控的物理機制一直還存在爭議。 研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)變可大幅度調(diào)控反鐵磁磁矩朝向，且在大的拉應(yīng)變作用下反鐵磁磁矩朝向與鐵電極化的垂直關(guān)系被打破，結(jié)合第一性原理揭示應(yīng)變對反鐵磁序的調(diào)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(yè)大學
2021-04-14
具有巨霍爾效應(yīng)的納米鐵磁金屬顆粒薄膜磁敏材料
本項目將巨霍爾效應(yīng)這一納米體系的新效應(yīng)應(yīng)用于器件領(lǐng)域，以納米鐵磁金屬顆粒薄膜替代現(xiàn)有霍爾器件的摻雜半導體活性層材料，是一個全新的技術(shù)，取得了多項具有原始創(chuàng)新性的技術(shù)成果，進一步推進了納米材料在新材料技術(shù)、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)成果已獲國家發(fā)明專利授權(quán)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(wěn)定性能優(yōu)異、抗核輻射等優(yōu)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(lǐng)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(xù)很小，可起到很好的過渡作用，實現(xiàn)碲化鎘與金屬電極間的歐姆接觸。采用上述結(jié)構(gòu)的太陽電池，避免了化學腐蝕，實現(xiàn)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(wěn)定性。
四川大學
2016-10-25