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借助石墨烯实现Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长
北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心沈波和杨学林课题组与俞大鹏、刘开辉课题组合作，成功实现了Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长，相关工作于2019年7月23日在Advanced Functional Materials上在线刊登 [doi.org/10.1002/adfm.201905056]。 GaN基宽禁带半导体具有带隙大、击穿电场高、饱和电子漂移速度大等优异，能够满足现代电子技术对高温、高频、高功率等性能的要求，对国家的高技术发展和国防建设具有重要意义。由于缺乏天然的GaN单晶衬底，GaN基半导体材料和器件主要在异质衬底上外延生长。因具有大尺寸、低成本及易于集成等优点，Si衬底上外延GaN成为近年来学术界和产业界高度关注的热点领域。 目前用于GaN外延生长的Si衬底主要是Si(111)衬底，其表面原子结构为三重排列，可为六方结构的GaN外延提供六重对称表面。然而，Si(100)衬底是Si集成电路技术的主流衬底，获得Si(100)衬底上GaN外延薄膜对于实现GaN器件和Si器件的集成至关重要。但Si(100)表面原子为四重对称，外延生长时无法有效匹配；同时Si(100)表面存在二聚重构体，导致GaN面内同时存在两种不同取向的晶畴。迄今国际上还未能实现标准Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长。图 Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长 沈波和杨学林课题组创造性地使用单晶石墨烯作为缓冲层，在Si(100)衬底上实现了单晶GaN薄膜的外延生长，并系统研究了石墨烯上GaN外延的成核机理和外延机制。该突破不仅为GaN器件与Si器件的集成奠定了科学基础，而且对当前国际上关注的非晶衬底上氮化物半导体外延生长和GaN基柔性器件研制具有重要的指导价值。
北京大学
2021-04-11
晶圆级二维半导体单晶薄膜外延生长的研究
主流硅基芯片CMOS（互补金属氧化物半导体）技术正面临短沟道效应等物理规律和制造成本的限制，需要开发基于新材料和新原理的晶体管技术来延续摩尔定律。高迁移率二维半导体因其超薄的平面结构和独特的电子学性质，有望成为“后摩尔时代”高性能电子器件和数字集成电路的理想沟道材料，进一步缩小晶体管的尺寸和提高其性能。为满足集成电路加工工艺和器件成品率对沟道材料的苛刻要求，二维半导体单晶薄膜的大面积制备尤为关键与重要。然而，现有二维半导体材料体系（过渡金属硫族化合物、黑磷等）薄膜制备仍未满足现实要求，因此亟需实现晶圆级二维半导体单晶薄膜制备技术的突破。 该研究瞄准二维半导体材料的晶圆级单晶制备，率先实现了同时具有高电子迁移率、合适带隙、环境稳定的二维半导体（硒氧化铋，Bi2O2Se)单晶晶圆的外延生长。他们基于自主设计搭建的双温区化学气相沉积系统，在商用的钙钛矿单晶基底【SrTiO3，LaAlO3，或(La, Sr)(Al,Ta)O3】上，利用Bi2O2Se与钙钛矿完美的晶格匹配性及较强的界面相互作用，促使Bi2O2Se晶核同一取向外延并融合生成晶圆级单晶薄膜。Bi2O2Se单晶薄膜在晶圆尺寸上表现出优异的材料和电学均匀性，可被用于批量构筑高性能场效应晶体管。基于晶圆级二维Bi2O2Se单晶薄膜的标准顶栅型场效应晶体管展现了高的室温表观迁移率（>150 cm2/V s）、大的电流开关比（>105）和较高的开态电流（45μA/μm）。相关成果发表在Nano Letters (Wafer-Scale Growth of Single-Crystal 2D Semiconductor on Perovskite Oxides for High-Performance Transistors. Nano Lett. 2019, 19, 2148)。
北京大学
2021-04-11
一种银铋卤化物单晶及其制备方法与应用
本发明属于光电半导体材料技术领域，具体为一种银铋卤化物单晶及其制备方法与应用。本发明改进的溶液蒸发结晶工艺，通过控制溶液浓度、溶剂挥发速率和退火温度，有效提升单晶的尺寸完整性，控制缺陷密度；具体包括：配制合适浓度前驱体溶液；量取前驱体溶液滴至柔性疏水基底上；将液滴蒸干批量获得单晶；进行热退火以释放晶格应力；所得高品质Cs<subgt;2</subgt;AgBiBr<subgt;6</subgt;单晶，元素分布均匀，具有(111)晶面择优取向和优异热稳定性。本发明方法显著缩短生产周期并提升工艺重复性。所述银铋卤化物单晶可用作高效稳定光电探测器的核心功能材料，在光探测领域具有巨大应用潜力。
复旦大学
2021-01-12
一种去除半环表面多余橡胶的切割装置
成果描述：本发明提供了一种去除半环表面多余橡胶的切割装置，加工机械技术领域。它能有效地解决链条表面橡胶的多余部分的切割问题。包括机架和连接空压机的储气罐及气缸，储气罐设在机架下方，通过管路与气缸连接，调整平台通过螺栓与设在底座上的立柱连接，气缸通过其导向套与调整平台定位并固定，气缸的活塞与定制的法兰通过螺纹连接；法兰通过螺钉与连接板固定，连接板与上刀具安装座贴合设置并通过螺纹连接；下刀具安装座中设有一片刀口呈U型的刀片及两片刀口呈凹半圆的刀片，下刀具安装座通过贴合的表面安装在底座上，上刀具座工作面与下刀具座工作面对称，设有一片刀口呈U型刀片和两片刀口呈凹半圆刀片。主要用于切割链条半环橡胶。市场前景分析：机械工程领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。
电子科技大学
2021-04-10
液化气/天然气切割与焊接机具
切割与焊接是各行各业广泛采用的金属加工形式。 其中，气割与气焊是利用可燃气体在燃烧时放出的热量加热金属和进一步实现对金属进行切割或焊接的一种气体火焰加工方法。由于气割和气焊具有设备简单、使用灵活方便和比其它焊割方式（例机械切割）效率高、能在各种部位实现焊割作业等特点，目前应用还十分普遍，特别是广泛用于钢板下料、铸件冒口切割和较薄的工件及熔点较低的有色金属的焊接。 在气体焊、割中，传统的氧－乙炔焰切割与焊接技术目前在我国还占据着大约90％以上的市场，但是由于乙炔是由电石与水反应生成的，而生产电石要消耗大量电能和其它一些贵重工业原料，加之乙炔还是重要的化工原料，可以进一步合成多种化工产品，因此将乙炔作为工业燃气烧掉不仅对资源是一种浪费，而且对环境有着严重污染，所以如果能广泛使用天然气或液化气（液化石油气）代替乙炔进行火焰切割和焊接，将不仅可以收到节约能源、降低成本（80％以上）的效果，而且十分有利于资源的合理利用和环境保护。 本技术已在大庆、新疆、吉林、胜利等几个油田获得工业应用，并已取得了国家专利，专利号为：射吸式液化气、天然气焊炬，实用新型专利98 2 04699.5和射吸式液化气、天然气焊割两用炬，实用新型专利98 2 04670.5 应用于油田、铸造、机械、建筑等行业的大批量切割或焊接，一切天然气或液化气方便的地方的切割或焊接。 其优越性在于：切割质量高，环境污染轻，投资少 使用性能比乙炔安全可靠
北京科技大学
2021-04-11
太阳能硅片电磨削多线切割技术及装备
太阳能硅片多线切割机是一种大型、复杂、精密的核心光伏制造装备，长期依赖进口。目前，国外已能采用多线切割的方法生产出面积较大而又较薄的硅片(300mm×300mm)，但由于仍属于非刚性切割，在切割过程中切割线必然产生变形从而不断产生瞬间的冲击作用，要使目前的大尺寸硅片厚度和切割损耗进一步降低，实现低成本高效切割，技术难度相当大。因此，针对现阶段国内外晶硅太阳能电池的制造技术瓶颈，寻求解决降低成本和提高光电转换效率的有效方法和途径，2009年，南京航空大学基于硅片磨削/电解多线切割原理，发明一种低宏观
南京航空航天大学
2021-04-14
一种去除半环表面多余橡胶的切割装置
本发明提供了一种去除半环表面多余橡胶的切割装置，加工机械技术领域。它能有效地解决链条表面橡胶的多余部分的切割问题。包括机架和连接空压机的储气罐及气缸，储气罐设在机架下方，通过管路与气缸连接，调整平台通过螺栓与设在底座上的立柱连接，气缸通过其导向套与调整平台定位并固定，气缸的活塞与定制的法兰通过螺纹连接；法兰通过螺钉与连接板固定，连接板与上刀具安装座贴合设置并通过螺纹连接；下刀具安装座中设有一片刀口呈U型的刀片及两片刀口呈凹半圆的刀片，下刀具安装座通过贴合的表面安装在底座上，上刀具座工作面与下刀具座工作面对称，设有一片刀口呈U型刀片和两片刀口呈凹半圆刀片。主要用于切割链条半环橡胶。
西南交通大学
2018-09-19
大尺寸宽禁带半导体氮化镓单晶衬底产业化技术
在大尺寸宽禁带/半导体单晶衬底外延设备、材料生长等方面做出了突出的工作。2001年始，研制出国内第一台用于氮化镓（GaN）衬底的卤化物气相外延（HVPE）系统，研究发展了获得高质量GaN衬底所需的所有关键技术并拥有自主知识产权，在氮化镓单晶衬底设备和材料技术领域已获授权国家发明专利30余项、申请国家发明专利30余项。在国内最早研制出2英寸毫米级GaN单晶衬底，建成6英寸HVPE系统并实现7片2吋及4-6吋GaN均匀生长；研究出创新性的GaN衬底批量制备技术，即将进行高质量、低成本GaN衬底的产业化应用，为第三代半导体应用奠定了材料基础。
南京大学
2021-05-10
英寸级单晶金刚石衬底及其关键设备的产业化
金刚石半导体集热、电、声、机械等特性于一体，在禁带宽度、击穿场强、迁移率和热导率等方面远高于其他半导体，被称为“终极半导体”。英寸级单晶金刚石衬底及其关键设备的产业化，可以极大地推进我国半导体的革命性变革，实现我国微电子行业的跨越式发展，达到国际先进水平。本项目在国家“千人计划特聘专家”王宏兴的推动下，已经完成了两种微波等离子体CVD设备的设计和制造，利用这些设备已经完成了英寸级单晶金刚石衬底的工程样品，实现了克隆衬底工艺的全线贯通，具有小批量产业化能力。按照日本相关公司的预测，随着金刚石半导体的发展，在2030年，中国的市场规模达到100亿美元。由于金刚石生产中的主要成本是甲烷、氢气和消耗电力的费用，成本较低，经济效益显著。 金刚石半导体特性 关键设备-MPCVD 克隆技术 单晶金刚石衬底
西安交通大学
2021-04-11
分米量级尺寸的六方氮化硼二维单晶的制备
团队与合作者首次报道了米级单晶Cu(111)衬底的制备方法，并在此基础上实现了米级单晶石墨烯的外延生长（Science. Bulletin 2017, 62, 1074）。与石墨烯不同，六方氮化硼等其它绝大多数二维材料不具有中心反演对称性，其外延生长普遍存在孪晶晶界问题：旋转180°时晶格方向发生改变，外延生长时不可避免地出现反向晶畴，而在拼接时形成缺陷晶界。 开发合适对称性的外延单晶衬底是解决这一科学难题的关键。研究团队探索出利用对称性破缺的衬底外延非中心反演对称二维单晶薄膜的新方
南方科技大学
2021-04-14