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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
高效率薄膜晶硅纳米构架柔性太阳光伏项目
高性价比太阳光伏电池技术，及其低成本规模化开发应用，是我国中长期科技发展规划中所框定的重点“能源领域”技术突破方向之一。新一代高性能柔性薄膜太阳能电池为丰富光伏器件应用和推广太阳能建筑一体化提供关键基础，而其实现的核心技术在于制备高品质、稳定且低成本的柔性薄膜材料。本项目在可规模化应用的柔性薄膜衬底上实现低温晶硅薄膜外延生长、分离转移、器件优化和先进纳米构建框架等一系列核心技术。同时，通过融合和集成先进纳米构建体系和材料性能调控，探索新一代高性价比薄膜光伏电池。
南京大学
2021-04-14
一种超级电容器用分级多孔石墨烯材料的制备方法
（专利号：ZL 201310731276.2） 简介：本发明公开一种超级电容器用分级多孔石墨烯材料的制备方法，属于炭材料制备技术领域。该方法是以煤沥青为碳源，过渡金属形成的纳米氧化锌或者纳米三氧化二铁为模板，氢氧化钾为活化剂，三者研磨后的混合物转移至瓷舟中，置于管式炉内在负压条件下进行加热，一步法制得超级电容器用分级多孔石墨烯材料。所得分级多孔石墨烯材料的比表面积介于664-1862m2/g之间，总孔容介于0.51-1.60cm3/g之间
安徽工业大学
2021-01-12
由纳米聚合物中空粒子组成的多孔防反射薄膜的制备方法
本发明公开了一种由纳米聚合物中空粒子组成的多孔防反射薄膜的制备方法。它的步骤如下：1)将纳米聚合物胶囊配制成质量百分比浓度为3～7％的水分散液，通过匀胶机在基材表面进行单面或双面旋涂，形成含纳米聚合物胶囊的薄膜；2)将上述含纳米聚合物胶囊的薄膜经真空高温干燥，待薄膜中纳米聚合物胶囊的核心材料完全挥发后，纳米聚合物胶囊变成了纳米聚合物中空粒子，得到由纳米聚合物中空粒子组成的多孔防反射薄膜。本发明的制备工艺简单，通过改变纳米聚合物胶囊水分散液的浓度和纳米聚合物中空粒子的空腔体积分率可方便有效的调节多孔防反射薄膜的厚度和折光指数，且所制备的多孔防反射薄膜具有较高的机械强度和耐摩擦性能。
浙江大学
2021-04-11
一种喷射沉积成形制备大块非晶合金的方法
雾化喷射沉积成形技术近年来被广泛用于研究和发展高性能的快速凝固材料。该技术最突出的创新点在于，将液态金属的雾化和雾化熔滴的沉积自然地结合在一起，是一种短流程快速凝固体材料制备新技术。喷射沉积成形块体致密件的形成，是在特定条件下的凝固过程。其基本特点是在沉积表面形成一层极薄的液膜，块体致密件的形成则是这一液膜不断凝固、推进的过程。在多年研究喷射成形技术的基础上，杨滨教授及其课题组成员近年利用喷射沉积成形技术成功地制备出了最大直径为380mm、最大厚度12～13mm的La62Al15.7(Cu, Ni)22.3大块非晶合金，这是国际上迄今报导的最大尺寸的镧基非晶合金样品。DSC测试结果表明，沉积态La62Al15.7(Cu, Ni)22.3非晶合金的过冷液相区宽度DTx和约化玻璃转变温度Trg均高于单辊旋转熔体快淬或铜模铸造法制备的同成分非晶合金。 已获得中国发明专利，杨滨，刘宗峰，张勇，张济山，陈国良，一种喷射沉积成形制备镧基大块非晶合金的方法，专利号：ZL200510086239.6。“高熔点高合金化材料快速凝固气雾化制备技术”，获中国有色金属工业科学技术奖一等奖（2003.12）。
北京科技大学
2021-04-11
一种非晶合金零件的快速成形方法
本发明公开了一种非晶合金零件的快速成形方法，包括首先对 电磁成形系统中的电容器充电，然后采用电脉冲放电对非晶合金进行 快速升温使其温度升至过冷液态温度，在温度达到设定温度停止电脉 ·549·冲放电，同时使所述电磁成形系统的电容器放电，产生电磁力并驱动 过冷液态的非晶合金变形至模具中，即可实现非晶合金零件的快速成 形。本发明还公开了利用上述方法所制备的非晶合金零件。本发明通 过对热塑性成形过程中的加热方式、成形驱动方式
华中科技大学
2021-04-14
一种大塑性非晶基复合材料的制备方法
本发明公开了一种非晶基复合材料的制备方法，其特征在于， 包括：将片状非晶合金与增韧第二相材料交替层叠后置于夹具中，其 中所述增韧第二相为板状且上下表面开有阵列通孔的结构；在恒压或 渐增载荷的条件下，对层叠的非晶合金及多孔板加热，同时对其实施 超声振动，非晶合金迅速软化并被压入第二相增韧板的孔中，使得非 晶相合金与增韧第二相的界面冶金良好结合，而且成形过程中不会发 生晶化，从而获得塑形良好的非晶合金复合材料。本发明还公
华中科技大学
2021-04-14
一种基于洛伦兹力的非晶合金成形方法
本发明公开了一种基于洛伦兹力的非晶合金成形方法及装置， 该方法包括：非晶合金样件在感应电流的作用下升温至过冷液态区， 同时在洛伦兹力的驱动下变形至模具冷却成形；感应电流和洛伦兹力均由成形线圈放电产生，感应电流由设置在成形线圈周围的导体在成 形线圈放电过程中感应产生，洛伦兹力由放电过程中成形线圈产生的 磁场与非晶合金样件流过的感应电流共同作用产生，导体与非晶合金 样件构成感应回路，以使感应电流流过所述非晶合金样件。非晶合金 样件的升温、成形、冷却过程在数毫秒脉冲放电时间内一次完成，具 有升温、成形、冷
华中科技大学
2021-04-14
一种制备/成形非晶合金及其复合材料的方法
本发明公开了一种利用选区激光熔化制备非晶合金及其复合材 料零件方法，运用这种方法，可以制备出尺寸较大、形状复杂、强度 较高、成分均匀、晶化较少的非晶合金及其复合材料零件。该方法具 体包括如下步骤：(1)非晶粉末制备，(2)非晶复合粉末制备，(3)零件模 型准备，(4)基板安装，(5)气氛保护，(6)红光定位，(7)激光加工，(8) 热处理。本发明将选区激光熔化(Selective-Laser-Melting,SLM)技术运用
华中科技大学
2021-04-14