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一种磷硅镉单晶体的生长方法与生长容器
一种磷硅镉单晶体的制备方法，以富磷CdSiP2多晶粉末为原料，工艺步骤为：（1）生长容器的清洗与干燥；（2）装料；（3）将装有生长原料并封结的双层坩埚放入三温区管式晶体生长炉，然后将生长炉的高温区和低温区以30~60℃/h的速率分别升温至1150~1180℃、950~1050℃，并保持该温度，继后调节梯度区的温度，使温度梯度为10~20℃/cm，当所述生长原料在高温区保温12~36h后，控制双层坩埚以3~6mm/day匀速下降，当双层坩埚下降到低温区并完成单晶生长后，使其停止下降，在低温区保温24~72h，保温时间届满，将高温区、梯度温区、低温区的温度同时以20~60℃/h降至室温。一种单晶体生长容器，由内层坩埚和外层坩埚组成，内层坩埚与外层坩埚之间的环形腔室内加有调压用CdSiP2多晶粉末。
四川大学
2021-04-11
一种 ZnO 单晶纳米片的生长方法
本发明公开了一种 ZnO 单晶纳米片的制备方法。该方法利用脉冲激光沉积辅助范德瓦尔斯外延， 在范德瓦尔斯力作用的层状材料衬底上生长出高覆盖率的 ZnO 单晶纳米片。采用高能量辅助范德瓦尔 斯沉积有利于 ZnO 在衬底上结晶，而高真空环境减少沉积过程中的能量损失，配合上合适的沉积温度 和退火温度，能够改变 ZnO 的择优生长方向，使得 ZnO 优先于面内生长，改变传统 ZnO[001]方向择优
武汉大学
2021-04-14
用于单晶生长装置的结晶区温度梯度调节器
一种用于单晶生长装置的结晶区温度梯度调节器,由保温隔热材料制作的座板和保温隔热材料制作的动板组成;座板上设置有一底部为平面的凹槽,凹槽的中心部位开设有大于坩埚套外径的通孔I,凹槽的环面上开设有调温孔I;动板的形状和径向尺寸与座板上设置的凹槽相匹配,动板中心部位开设有与通孔I尺寸相同的通孔II,动板环面上开设有调温孔II,调温孔II与调温孔I形状、尺寸、数量、间距相同;动板放置在座板所设置的凹槽中,其与凹槽为动配合,座板固定在坩埚下降法单晶生长装置炉体上。此种调节器结构简单,使用方便,调节单晶生长炉结晶区温度梯度时灵敏度高,使结晶区温度梯度可在大范围内调整,易于获得窄温区、大温梯的温场分布。
四川大学
2021-04-11
多元化合物半导体单晶的制备方法与生长装置
一种多元化合物半导体单晶的制备方法,工艺步骤为:①清洁坩埚,②装料并除气封结,③晶体生长,④退火与冷却。与该方法配套的单晶生长装置含有可移动下炉加热器及含有中部辅助加热器的单晶生长炉,它可以灵活根据多元化合物的结晶习性,实现对结晶温度梯度区的温场调节,获得化合物单晶生长所需的窄温区、大温梯的结晶温场分布,维持固-液界面的稳定,实现单晶体的平界面生长。使用该生长装置,采用坩埚下降法可成功生长出外观完整、结晶性能好的多种多元化合物半导体单晶体。
四川大学
2021-04-11
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
废塑料可控降解和碳化技术
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
据统计，1950年到2019年，全世界塑料产量超过了90亿吨。塑料制品的寿命一般是1年到5年，使用完后，塑料制品就变成了废塑料。废塑料的处理不当就产生了所谓的白色污染（White Pollution）。常见的废塑料包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的包装袋、农用地膜、一次性餐具、塑料瓶等塑料制品使用后被弃置成为固体废物。绝大部分废塑料在自然环境下完全降解至少需要一百年，因此废塑料不仅导致了严重环境污染，还对水体生物造成严重影响，最终危害到人类健康。中国在2019年的废塑料就高达6300万吨，价值超过1000亿元。传统的废塑料处理包括物理回收和化学回收。物理回收的优点是简单高效，缺点是回收的次数有限。化学回收是将废塑料通过溶解分解、热裂解、催化裂解的形式转化为有用的化工原料，比如单体、汽油、气体等。化学回收的优点是能将废塑料转化为化工原料，缺点是产物往往是混合物，难以分离纯化，附加值不是很高。将废塑料可控降解为高附加值的产品，实现废塑料的升级化学回收，是行业近年来需要重点解决的问题。
华中科技大学
2022-07-27
一种单晶石榴石厚膜的间歇式液相外延生长方法
专利内容是本发明针对背景技术存在的缺陷，提出了一种单晶石榴石厚膜的间歇式液相外延生长方法，缓解了衬底与薄膜之间的应力产生，得到的单晶石榴石厚膜可作为磁光或微波厚膜应用，该方法制得的磁光厚膜的厚度可达100µm以上。
电子科技大学
2021-02-01
单晶机器人
该研究在微纳尺度下对单晶智能材料（二氧化钒）进行相畴结构的工程化有序调控，是目前为止最为简化的驱动器件结构设计。这一成果也使得高性能、高稳定性的微纳单晶机器人成为可能。
南方科技大学
2021-04-14
氮化硅超细粉流态化制备技术
氮化硅陶瓷是一种耐高温耐磨材料，广泛用于冶金、化工、能源等领域，氮化硅粉是制备氮化硅的原材料。实验室提出了一种流态化直接氮化制备超细粉方法，可低成本生产晶相和非晶相氮化硅粉。
北京科技大学
2021-04-13