“算”出广阔天地——记深圳国际量子研究院研究员谢灏源

<正>1839年,德国矿物学家古斯塔夫·罗斯（GustavRose）在俄罗斯乌拉尔山探险时,第一次发现了天然矿物钛酸钙（C a T i O3）晶体。为向俄罗斯地质学家列夫·佩罗夫斯基（LevPerovski）致敬,古斯塔夫将其命名为“钙钛矿”（Perovski）。但此后的170年中,科学家们都没能从钙钛矿材料上真正挖掘出宝藏。直到2009年,日本科学家尝试将金属卤化物钙钛矿材料用于太阳能电池的开发,虽然太阳能转化率只有3.8%,     

钙钛矿太阳能电池的研究进展

近年来,钙钛矿太阳能电池研究迅速发展。光电转换效率由2009年的3.8%增长到了2014年的19.6%。而钙钛矿太阳能电池以后的发展潜力也是不可估量的。本文综述了钙钛矿太阳能电池的结构以及材料方面的研究,并详细总结了目前为止钙钛矿薄膜的制备方法。对其以后的发展做出展望,最后将会总结阻碍钙钛矿太阳能电池的发展的问题。     

基于ZnO-SiO_2为电子传输层的全无机钙钛矿太阳能电池

近年来,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从3.8%大大提升到23%。氧化锌(ZnO)由于其出色的电子,光学和光子特性,已被证明是一种出色的电子传输层。然而,ZnO与卤化物钙钛矿之间的不良化学相容性使得将ZnO作为电子传输层的PSC具有严重的降解。在本次工作中,我们报告了一种简单而有效的策略,通过SiO_2水解的方法对ZnO的表面钝化,减少界面电荷的重组,产生12.42%的最佳效率。     

Ba-Y-Cu氢化物高T_C超导材料的超导半导体性质

Ba-Y-Cu氧化物的高T_C超导特性已引起固体物理界和固体化学界的重视。此类氧化物超导材料电阻率随温度变化曲线表明,在降温出现超导相之前为半导体相。这种超导半导体性质可能是氧化物超导材料的特征之一。我们根据Ba-Y-Cu氧化物超导化合物的富氧组成和其畸变钙钛矿型中Cu-O结构关系     

大尺寸低阻ZnO单晶衬底

<正>项目概况ZnO单晶作为一种宽带半导体材料具有许多应用潜力,如制作高效率兰色、紫外发光和探测器、新型大功率微波器件等。本成果提供一种氧化锌体单晶生长技术。作为第三代半导体的核心基础材料之一的ZnO晶体既是一种宽禁带半导体,又是一种具有优异光电性能和压电性能的多功能晶体。中国科学院所属单位的科研人员研究掌握了一种生长高质量、大尺寸ZnO单晶材料的新型技术方法-化学气相传输法     

大尺寸低阻ZnO单晶衬底

<正>项目概况ZnO单晶作为一种宽带半导体材料具有许多应用潜力,如制作高效率兰色、紫外发光和探测器、新型大功率微波器件等。本成果提供一种氧化锌体单晶生长技术。作为第三代半导体的核心基础材料之一的ZnO晶体既是一种宽禁带半导体,又是一种具有优异光电性能和压电性能的多功能晶体。中国科学院所属单位的科研人员研究掌握了一种生长高质量、大尺寸ZnO单晶材料的新型技术方法-化学气相传输法(CVT法),而且采用CVT法已生长出了直径32毫米和直径45毫米,4毫米厚的ZnO单晶。     

学术带头人:博士生导师陈治明教授

陈治明为中国科学院理学硕士,西安理工大学校长;半导体器件与微电子学教授,电力电子技术学科博士生导师。 1969年北京机械学院工程经济系毕业后留校在半导体材料与器件教研室任教;1978年入中国科学院研究生院半导体材料物理专业学习,1981年毕业后留中国科学院半导体研究所从事半导体材料物理学研究;1982年赴加拿大     

钙钛矿太阳能电池的发展与工作原理

简要回顾了钙钛矿太阳能电池的发展历史,说明了钙钛矿太阳能电池属于染料敏化太阳能电池的一种。介绍了钙钛矿晶体的结构。分层次解释了钙钛矿太阳能电池的结构及工作原理。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经超过了晶体硅太阳能电池。在未来的发展中,钙钛矿太阳能电池很有可能成为下一代薄膜太阳能电池。指出了钙钛矿太阳能电池由于空穴传输层的材料造价昂贵等缺点导致其无法大规模生产,并简单介绍了解决缺点的最新研究工作。     

新型的显微技术——原子力显微镜

在本刊2009年11期《粒子的"穿墙术"》一文中我们已经介绍了扫描隧道显微镜的工作原理。这种显微镜利用隧道电流来工作。但它有一个缺点,那就是只能用于观察导体和半导体材料,因为要形成电流,材料必须导电才行。而对于那些不导电的绝缘体材料,比如某些高分子有机物,那该怎么办呢?科学家为此发明了另一种超级显微镜——原子力显微镜。     

氧化物稀磁半导体的本征铁磁性及其应用

<正>电子具有电荷和自旋两个重要属性,传统的半导体器件仅利用了电子的电荷属性,稀磁半导体材料可以同时利用电子的电荷和自旋属性,成为未来半导体自旋电子器件的关键材料之一。人们期望通过对稀磁半导体材料的研究获得具有非易失、多功能、超高速和低功耗等特性的半导体自旋器件,这对材料和信息技术领域都将是一场质的革命。从上世纪80年代末90年代初,人们就开始关注Mn掺杂III—V族稀磁半导体材料,如(In,Mn)As和(Ga,     

大尺寸低阻ZnO单晶衬底

正项目概况ZnO单晶作为一种宽带半导体材料具有许多应用潜力,如制作高效率兰色、紫外发光和探测器、新型大功率微波器件等。本成果提供一种氧化锌体单晶生长技术。作为第三代半导体的核心基础材料之一的ZnO晶体既是一种宽禁带半导体,又是一种具有优异、光电性能和压电性能的多功能晶体。中国科学院所属单位的科研人员研究掌握了一种生长高质量、大尺寸ZnO单晶材料的新型技术方法-化学气相传输法(CVT法),而且采用CVT法已生长     

大尺寸低阻ZnO单晶衬底

正项目概况ZnO单晶作为一种宽带半导体材料具有许多应用潜力,如制作高效率兰色、紫外发光和探测器、新型大功率微波器件等。本成果提供一种氧化锌体单晶生长技术。作为第三代半导体的核心基础材料之一的ZnO晶体既是一种宽禁带半导体,又是一种具有优异光电性能和压电性能的多功能晶体。中国科学院所属单位的科研人员研究掌握了一种生长高质量、大尺寸ZnO单晶材料的新型技术方法-化学气相传输法(CVT法),而且采用CVT法已生长出了直径32毫米和直径45毫米,4毫米厚的ZnO单晶。     

半导体材料的发展现状

工业的快速发展使我国许多行业都得到了相应的发展,半导体行业就是其中最为重要的一个,人们对半导体产品的研究不断深入,其性能得到了进一步增强。纵观半导体材料的发展,其中硅、锗作为第一代半导体材料;砷化镓、磷化铟、磷化镓等为第二段半导体材料;宽禁带(Eg2.3eV)氮化镓、碳化硅以及金刚石作为第三点半导体材料杰出代表。而当前已然进入到光电子时代并不断向光子时代转变。预计第二代和第三代半导体技术和产业将成为研究和发展的重点。     

一种无铅有机-无机杂化钙钛矿的合成及光学特性研究

铅基有机-无机杂化钙钛矿由于其在太阳能电池,发光二极管和光电探测器等领域的超高效率引起了人们的广泛关注。然而,铅基钙钛矿的毒性和环境不稳定性极大的限制了其实际应用,因此,无铅钙钛矿材料的光学性质已经成为研究人员关注的焦点。这篇文章中,我们采用低温溶液法制备了无铅有机-无机杂化钙钛矿(CH3)3NCH2Cl-MnCl3,并且研究了不同温度下钙钛矿(CH3)3NCH2Cl-MnCl3的光致发光光谱的变化趋势,发现其带隙能量表现出非单调的温度依赖性即低温下随温度增大带隙能量减小,高温下相反,遵循声子的Bose-Einstein振荡行为。我们将其归因于钙钛矿材料中电子-声子相互作用,并研究了其中的激子动力学机制。深入了解激子动力学对于理解有机-无机钙钛矿中的光与物质的相互作用,研究钙钛矿的光学特性是至关重要的。     

见证光电的神奇力量——记中国科学院半导体研究所研究员刘俊岐

正2002年,在国际研究量子级联激光器的领域发生了两件具有"里程碑"意义的大事:一是中红外量子级联激光器实现了室温连续波工作;二是实现了太赫兹量子级联激光材料的激射。这在当时引起了巨大轰动。就在这一年,2002年6月,刘俊岐进入中国科学院半导体所材料科学重点实验室工作,自此拉开他对电磁波研究的追逐赛。     

新发明新产品

一种无须人工清洗的自洁玻璃研制成功,年内可望投产面世。这是武汉理工大学赵修建教授!"年辛勤研究的成果。高层建筑的玻璃幕墙、玻璃窗清洗起来既艰苦,又危险。从!##$年起,赵修建教授开始了玻璃自洁的研究,在实验中发现一种半导体材料具有奇异的自洁特性：在光照下产生自由电子“空穴对”,可以分解附着的有机物质;同时,这种材料有极强的“亲水性”,水在材料表面扩散迅速,不易形成水珠,可将大量尘土等无机物冲走。据此,他将这种材料制成了“玻璃镀膜”,镀在普通玻璃表面。实验证明,在光照下,玻璃真的能够分解油污、动物粪便和…     

吸收率超50％的太阳能电池材料

太阳光中包含了多种不同波长的光,目前的太阳能电池只能利用其中很少的一部分。美国科学家利用一种新方法,造出了能吸收50%甚至更多阳光能量的太阳能电池材料。据报道,太阳能电池使用半导体材料来吸收阳光中的光子,并将其转换成电流。每一种半导体只能吸收     

低温下生物衬底上制备半导体氧化物薄膜

半导体材料由于其优异的特性,近年来成为了材料科学与物理、化学、生物、电子信息技术等交叉学科研究的热点。本文研究了在生物衬底上制备半导体氧化物薄膜材料的工艺与技术,实现了低温下生物衬底上氧化物半导体薄膜材料的制备与研究。     

东南大学在分子压电材料领域取得突破

正在国家自然科学基金项目(项目编号:21290172,91422301,21427801,21290170)等资助下,东南大学有序物质科学研究中心游雨蒙课题组与合作者在压电材料领域取得重要研究进展,相关研究结果以"An organic-inorganic perovskite ferroelectric with large piezoelectric response"(一种具有巨大压电响应的有机—无机钙钛矿铁电体)为题于2017年7月21日在线发表在Science上。     

美开发出砷化铟二维半导体量子膜

美国加利福尼亚大学伯克利分校研究人员开发出一种全新的二维半导体,这是一种由砷化铟制造的“量子膜”,具有带状结构,只需简单地减小尺寸就能从块状三维材料转变为二维材料。相关论文发表在近期出版的《纳米快报》上。