国家重点实验室助推新一代氯碱膜产业化

结合东岳在科研创新平台建设中的经验,分析了重点实验室在创新体系建设中的作用,讨论了企业国家重点实验室面临的挑战与机遇,重点介绍了新一代国产氯碱膜的产业化研发进展。

面向新兴产业和未来产业的新材料发展战略研究

新材料是新兴产业和未来产业发展的根基,是抢占科技和经济发展制高点的重要领域,也是我国推进新型工业化的重要驱动力。本文梳理了新材料在信息、能源、生物、深空与深海探测等领域的发展趋势,发现新材料联用或与其他学科、领域的深度融合正在成为新材料发展的重要特点;系统分析了我国新材料产业在规模、技术创新能力、企业和集群等方面的发展现状,总结了新材料产业发展存在的关键原材料依赖进口、核心装备尚未实现自主可控、高端产品自给率不高、部分重点产品缺乏应用迭代、标准和评价体系不完善等问题;提出了面向新兴产业亟需发展的9个重点方向以及面向未来产业亟需布局的7个重要方向。为推动新材料产业的高质量发展,研究建议:着力筑牢新材料产业发展根基,扎实提升新材料产业链水平,营造良好的产业发展生态环境,完善产业发展配套政策。

功能性全氟膦酸酯乙烯基醚的合成

报道了功能性全氟膦酸酯乙烯基醚的合成方法。全氟乙烯基醚磺酰氟经硼氢化钠还原和浓硫酸酸化转化为全氟乙烯基醚亚磺酸,脱亚磺酸和碘化后得到全氟乙烯基醚碘代烷,收率约58%。基于金属试剂-卤化物的交换反应,以全氟乙烯基醚碘代烷和卤(氯/溴)代膦酸酯为反应物,在正丁基锂或格式试剂存在下进行低温反应;或基于Michaelis-Becker反应,在二(三甲基硅基)氨基钠或锂等化学计量下与亚磷酸二乙酯进行反应,均可以成功获得目标单体全氟膦酸酯乙烯基醚,2种路线的分离收率分别为34%和25%。该方法避免使用毒性大的氯气或液溴保护不饱和双键,极大简化了合成步骤,为功能性全氟乙烯基醚类单体和全氟膦酸酯乙烯醚的合成提供了新途径。

DCS在实验室盐水电解中的应用

介绍了DCS的结构组成、技术特点、功能,以及应用于实验室盐水电解中的控制方案及注意事项。

功能化纳米结构SERS基底设计制备及药物检测应用研究进展

表面增强Raman散射(SERS)作为一种可提供分子结构信息的振动能谱,可实现分子尺度上物质特异性的高精度检测。在医疗健康领域中,对于药理成分、药物质量的分析监控至关重要,由于表面增强Raman散射传感器具有高灵敏度、快速检测等优点,在药物分析研究中具有广阔应用前景。分析了功能化纳米结构SERS基底的组成和工作原理;介绍了功能材料、纳米结构、增强热点处表面工程的设计和制备方法;总结了SERS基底的设计用于西药用药监测和中药药效分析、质量监控方面的成果;最后对功能化纳米结构表面增强Raman散射传感器目前所面临的挑战和未来的前景进行了分析和展望。

太赫兹波段超材料的制作、设计及应用

本文从制作方法、结构设计和材料选择几方面综述了超材料在太赫兹波段的电磁响应特性和潜在应用。首先,介绍了获得不同维度、具有特异电磁响应以及结构可调超材料的各种微加工制作方法,进而分析和讨论了超材料的电磁响应特性。文中指出,结构设计可以控制超材料的电磁响应特性,如各向异性、双各向异性、偏振调制、多频响应、宽带响应、不对称透射、旋光性和超吸收等。超材料的电磁响应依赖于周围微环境的介电性质,因而可用于制作对环境敏感的传感器件。此外,电光、磁光、相变、温度敏感等功能材料的引入可以获得光场、电场、磁场、温度等主动控制的太赫兹功能器件。最后,简单介绍了超材料在太赫兹波段进一步发展所面临的机遇和挑战。

新型高k栅介质材料研究进展

随着半导体技术的不断发展 ,MOSFET (metal oxide semiconductorfieldeffecttransistor)的特征尺寸不断缩小 ,栅介质等效氧化物厚度已小至nm数量级。这时电子的直接隧穿效应将非常显著 ,将严重影响器件的稳定性和可靠性。因此需要寻找新型高k介质材料 ,能够在保持和增大栅极电容的同时 ,使介质层仍保持足够的物理厚度来限制隧穿效应的影响。本文综述了研究高k栅介质材料的意义 ;MOS栅介质的要求 ;主要新型高k栅介质材料的最新研究动态 ;

InGaAs/InP HBT材料的GSMBE生长及其特性研究

本文报道了采用气态源分子束外延 (GSMBE)技术生长InGaAs/InP异质结双极晶体管 (HBT)材料及其特性的研究。通过对GSMBE生长工艺的优化 ,在半绝缘 ( 10 0 )InP衬底上成功制备了高质量的InGaAs/InPHBT材料 ,InGaAs外延层与InP衬底的晶格失配度仅为 4× 10 - 4量级 ,典型的InP发射区掺杂浓度 ( 4× 10 1 7cm- 3)时 ,电子迁移率为 80 0cm2 ·V- 1 ·s- 1 ,具有较好的电学特性 ,可以满足器件制作的要求。

多晶La-Pb-Mn-O体材料的巨磁电阻效应

利用固相反应法制备了多晶立方结构的La－Pb－Mn－O体材料．材料的铁磁相变温度Tc为257K，其金属－半导体转变温度Tp为251K．外加磁场分别为5T和13T时，材料的巨磁电阻（GMR）峰值分别达到72％和85％．在77K～室温的温度范围内，材料都具有GMR效应，Tp附近具有GMR峰值效应．GMR效应与自旋极化子行为有关，而Tp附近的GMR峰值效应除了与自旋极化子行为有关外，与磁场作用下载流子自旋无序散射的急剧下降也有关．另外，多晶材料丰富的晶界结构对材料在整个测量温度范围内，尤其是温度远低于Tp时的GMR效应也有贡献．在Tp处；晶粒间自旋极化隧道效应被抑制，导致低场GMR效应的消失．

SOI材料和器件及其应用的新进展

综述了绝缘层上的硅(SOI)材料的新结构包括不同绝缘埋层和不同半导体材料结构的最新进展,介绍了SOI器的新结构和SOI器件在抗辐射电子学方面的应用,报道了国内在SOI技术的研发和产业化的最新动态。

手性超材料的设计、电磁特性及应用

综述了手性超材料最新研究进展。首先根据超材料的维度以及内在手性和外在手性对手性材料进行了系统的分类。在此基础之上,分析了几种典型的具有手性的超材料结构,并对其电磁性质进行了研究。最后对手性超材料的应用进行了分析,例如利用手性实现负折射率,利用手性超材料来增强生物传感以及基于手性的偏振器件。手性超材料的研究将会促进光电、纳米、生物等学科的发展,并具有广泛的应用前景。

GSMBE InGaP/GaAs材料大面积均匀性研究

报道了气态源分子束外延 (GSMBE)技术生长的Φ5 0mm ,Φ75mmInGaP/GaAs材料的晶体完整性 ,组分均匀性和表面缺陷密度。用PhilipsX Pert′s四晶衍射仪沿Φ5 0mm ,Φ75mmInGaP/GaAs样品的x轴和y轴以 5mm间隔测量ω/2θ双晶摇摆曲线 ,获得沿x轴和y轴方向的晶格失配度分布和组分涨落分布。结果表明 ,用GSMBE生长的Φ5 0mm和Φ75mmIn0 .4 9Ga0 .51 P与GaAs衬底的失配度分别为 1× 10 - 4和 1× 10 - 5,组分波动Φ5 0mm沿x轴和y轴分别为± 0 .1%和± 0 .2 % ,Φ75mm <± 1%。表面缺陷密度在 1× 10～ 1× 10 2 cm- 2 。

采用InGaAs或InAlAs缓冲层的高In组分InGaAs探测器结构材料特性(英文)

利用气态源分子束外延在InP衬底上生长了具有InxGa1-xAs或InxAl1-xAs连续递变缓冲层的高In组分In0.78Ga0.22As探测器结构.通过原子力显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和光致发光对它们的特性进行了表征和比较.结果表明,具有InxGa1-xAs或InxAl1-xAs缓冲层的结构都能获得较平整的表面;具有InxGa1-xAs缓冲层的探测器结构表现出更大的剩余应力;具有InxAl1-xAs缓冲层的探测器结构所观察到的光学特性更优.

用分子束外延制备红外锑化物激光器和探测器材料

用固态源分子束外延方法，在 ＧａＳｂ衬底上成功地生长出四元系 Ⅲ—Ｖ族锑化物单层、多量子阱和激光器、探测器结构材料，并用这些材料制备了 ２μｍ波段室温准连续奔波导 ＡｌＧａＡｓＳｂ／ＩｎＧａＡｓＳｂ多量子阱。

SOI材料与器件的辐照效应

目前，ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）材料的一个主要用途是用来制作抗辐照电路，本文以ＳＩＭＯＸ（ＳｅｐｅｒａｔｉｏｎｂｙＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆＯＸｙｇｅｎ）技术为主，详细论述了ＳＯＩ材料和器件（ＭＯＳＦＥＴ）的辐照特性及其机理，包括总剂量、瞬时和单粒子效应，并以总剂量效应为主。经过恰当的加固工艺和优化设计，可以制造出优良的抗辐照集成电路。

带有阶梯缓变集电区的InP/InGaAs/InP DHBT材料研究

设计并生长了一种新的InP/InGaAs/InP DHBT结构材料,采用在基区和集电区之间插入两层不同禁带宽度的InGaAsP四元系材料的阶梯缓变集电结结构,以解决InP/InGaAs/InP DHBT集电结导带尖峰的电子阻挡效应问题。采用气态源分子束外延(GSMBE)技术,通过优化生长条件,获得了高质量的InP、InGaAs以及与InP晶格相匹配的不同禁带宽度的InGaAsP外延材料。在此基础上,成功地生长出带有阶梯缓变集电区结构的InP基DHBT结构材料。

高k材料Ta2O5结构与电学性质的研究

利用双离子束沉积设备在p-Si(100)衬底上制备了Ta2O5基MOS电容,研究了不同辅源能量0、100、200、300eV下薄膜生长机制、内部结构以及电学性质的差异。实验结果显示,在辅源能量200eV下制备的Ta2O5薄膜具有最小的表面粗糙度和优异的界面特性。由C-V/I-V特征曲线表明,辅源能量200eV下制备的Ta2O5基MOS电容具有最小的平带电压偏移量、氧化层电荷密度以及漏电流。研究表明合适的辅源能量可有效改善薄膜生长机制,使薄膜由类岛状沉积转化为层状生长,从而提高晶粒均匀性、薄膜平整度以及致密性,使薄膜具有较好的电学性质。

疏水微孔膜蒸馏膜的应用进展

膜蒸馏作为一种热法与膜法耦合的高效分离技术,在海水淡化、工业废水处理等多个领域都具有广阔的应用前景.然而膜蒸馏在实际应用中存在疏水膜的润湿、污染、结垢等瓶颈,以及能量利用效率低、实际通量低等问题,尚未得到大规模的应用推广.本文从膜蒸馏技术的简要介绍出发,总结了膜蒸馏技术的发展历程.之后综述了膜蒸馏技术在国内外企业的商业应用情况,分析了疏水微孔膜蒸馏膜在多个水处理领域的应用潜力.最后总结了制约膜蒸馏应用的主要问题,并探讨了膜蒸馏的未来发展方向.

薄膜厚埋层SOI材料的新制备技术

在结合低剂量注氧隔离(SIMOX)技术和键合技术的基础上,研究了制备薄膜(薄顶层硅膜)厚埋层SOI材料的新技术——注氧键合技术.采用该新技术成功制备出薄膜厚埋层SOI材料,顶层硅厚度130nm,埋氧层厚度1μm,顶层硅厚度均匀性±2%.并分别采用原子力显微镜(AFM)和剖面透射电镜(XTEM)对其表面形貌和结构进行了表征.研究结果表明,SIMOX材料顶层硅通过键合技术转移后仍能够保持其厚度均匀性,且埋氧层和顶层硅之间具有原子级陡峭的分界面,因此注氧键合技术将会是一项有广阔应用前景的SOI制备技术.

高K栅介质材料的研究现状与前景

论述了45～32nm技术节点下高K材料取代SiO2的必要性和基本要求,综述了高K栅介质中极具代表性的Hf基材料。研究表明,向HfO2中分别掺杂Al、Si、Ta、N等形成的复合Hf基高K栅介质材料具备较HfO2更加优异的物理结构、晶化温度、热力学稳定性以及电学特性,但与此同时也存在如何优化掺杂量、沟道载流子迁移率下降以及中间层引起的界面退化等难题。针对这些挑战,探讨了新型"堆垛结构"和引起载流子迁移率下降的物理机制,展望了高K材料在未来先进COMS器件中的应用。