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。

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。

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)。

首次制备出了基于非铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6的高质量薄膜及其太阳能电池。对于传统的铅基钙钛矿材料，其结构为APbX3, 如果用一个一价金属和三价金属来代替两个铅，即可形成结构式为A2M+M3+X6的双钙钛矿，又名冰晶石。双钙钛矿是一个非常庞大的家族，理论计算可以形成这种组合的有超过9000种，目前有350种已经被合成。根据计算，有11材料有潜力用于光伏器件。目前已经被合成的有5种左右，但是鲜有双钙钛矿电池报到。其主要原因在于很难制备高质量的双钙钛矿薄膜。通过自己搭建的低压辅助设备首次制备出了高质量的双钙钛矿Cs2AgBiBr6薄膜，研究发现，该薄膜的热稳定性远远好于传统的铅基有机－无机杂化钙钛矿材料。将其用做吸光层，制备出了平面异质结太阳能电池。基于该薄膜的电池在空气中有很好的稳定性，对于无空穴传输层的器件在空气中放置超过4个月其效率没有衰减。说明双钙钛矿在太阳能电池的应用中有非常大的潜力。相关成果发表在《Advanced Science》 （The Dawn of Lead-Free Perovskite Solar Cell: Highly Stable Double Perovskite Cs2AgBiBr6 Film, Adv. Sci. 2018, 5(3), 1700759）。

研究背景 ：本发明属有色金属材料，涉及的是一种电子器件用的锡锌 无铅钎料合金及其制备工艺。随着电子电子产品生产和应用规模的扩大， 更新换代的加速及环保意识的增强， 大量废弃电子产品中铅对环境及人体 潜在危害引起国际社会高度关注， 开发无铅钎料以取代现行锡铅钎料势在 必行。 技术原理 ：通过添加适当微量组元这样的简便方法改善锡 -锌合金对 铜的润湿性， 使之达到可工业应用水平，

研究背景 ：由于我国有许多矿物资源的开发生产过程中会产生大量的 含铅废渣，如不能实现资源的综合利用，不但会给环境带来巨大的污染， 而且浪费了自然资源，造成经济损失。因此，目前多采用湿法冶炼取代高 温火法冶炼回收废铅，在低温、常压下以铜烟灰、铅泥、酸浸渣、炼锌废 渣和炼铋废渣等废渣为原料制取铅盐系列产品。 这样既不但可以综合利用 资源，回收其它有价金属，而且具有良好的经济、社会和环境效益，从根 本上解决环

大面积多功能高效减反射膜技术近年来受到广泛关注。针对目前采用溶胶-凝胶法、层层自组装法、化学蒸镀法等方法存在制备过程繁琐、生产效率低、所得减反膜呈开孔结构、存在环境稳定性差、力学性能劣等问题。本项目采用半连续乳液聚合的方法一步合成出可控聚合物/硅复合结构纳米粒子，并利用提拉镀膜的方法将其涂敷在玻璃基材上，通过一定温度的热处理制备出闭孔型减反膜涂层。研究体系pH值、单体比例、硅烷偶联剂的类型及用量等条件对所形成复合纳米粒子涂敷出的减反膜折射率、减反效果以及耐候性、耐刮伤性、力学性能的影响。力争制备出多功能抗反射涂层。旨在从本质上提升减反膜的光学性能、耐候性和机械特性。通过理论计算与实验验证并举，探索减反膜实现的新途径。改变目前减反膜的生产工艺问题。本项目与现有的减反膜工艺相比，具有工艺简单，解决了环保问题（一般减反膜都需采用醇做溶剂，而本工艺全程采用水来在溶剂）。而且减反效果优异，目前在可见光波段较宽的范围能够达到99.5%以上的透过率。而且增透波段可以通过需求进行调整。 这个项目起源于与赛肯森公司的合作项目。这家公司的主要产品之一是减反膜。据该公司介绍，大规模制备减反率可以达到99.5%的减反膜是他们公司的核心竞争力。其产品一直出口。从此可见，前景比较乐观。后面我们可以考虑与该企业继续进行合作或者找一家更为合适的合作企业。

成果与项目的背景及主要用途：术后粘连是有手术史以来国内外亟待解决的 重要医学难题之一。在外科领域开展的手术中，绝大多数都涉及到防止组织之间 粘连的问题。术后粘连可以引起严重的并发症，如腹部、盆腔等均可引起粘连性 肠梗阻，甲状腺手术后引起喉返神经损伤以及因盆腔组织粘连而导致的女性不育 症。90%的患者在术后均有不同程度的粘连产生，60%的患者需要采取一定的防 粘连措施。 目前防止术后粘连国际上采用较多的是“短期屏障"法，即术后在容易发生 粘连的部位植入隔离材料。随着 70 年代后美国医用材料方面的突破，可生物降 解吸收材料已得到医疗市场的认可。现有的美国 FDA 批准的术后防粘连产品有 三种。本课题组设计和研制了一种结构独特的可抛型防粘连膜材料 AntiTriplex。 它是一种生物相容性良好、安全、无毒、无刺激、可降解吸收的薄膜材料，其独 特的表面结构特性可以将手术创面和周围组织有效隔离开，有效地保护好手术创 面。 技术原理与工艺流程简介：该术后防粘连膜由多糖分子、多肽大分子和合成 大分子组装而成的三元膜。该三元膜综合了三种材料的优点，使膜材料的力学性 能、水稳定性、降解速率、临床可操作性、防粘连效果等得到全面提升。主要工 艺流程如下： 多肽大分子 ↓ 合成大分子 → 反应器 --→成膜 → 后处理 → 干燥 → 成品膜 → 包装 → 灭菌 ↑ 改性多糖大分子 技术水平及专利与获奖情况：该新型术后防粘连膜独特的结构设计代表了当 今该领域国际先进水应用前景分析及效益预测：不管是传统的腹腔、心血管、椎板外科手术，还 是新兴的微创手术，均会存在不同程度的粘连现象。现阶段欧美已经形成了一个 庞大的防粘连材料市场，据统计，在美国每年用于治疗腹腔、盆腔粘连的费用高 达约 12 亿美元。美国在 2000 年有 750 万例出现术后粘连，预计到 2006 年将增 加到 2000 万。虽然美国 FDA 已批准了 3 个防粘连材料，但均有缺陷。中国人口 众多，医疗水平不及美国，如以 1500 万人保守数字计，每人需要防粘连材料一 份（至少），每份约 200 元，市场容量将是 30 亿，利税近 10 亿，是国家鼓励优 先发展的高技术产业。 应用领域：医疗器械、生物材料制品、组织工程制品 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）：原材料 均为国产，价格低廉。所需设备为常用设备，投资不大。常规医药行业的厂房基 本上能满足要求，主要生产车间 150 平方米。投资规模依生产规模而定。 合作方式及条件：面谈平, 目前已申报国家发明专利 2 项。