微电子与光电子材料-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

位置：立项数据库 > 立项详情页

微电子与光电子材料

项目名称：微电子与光电子材料
项目类别：国家杰出青年科学基金
批准号：51125008
申请代码：E0207
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2012-01-01-2015-12-31

项目负责人：王成新
依托单位：中山大学
批准年度：2011

中文摘要：

从事IV主族轻元素及其相关化合物纳米结构理论与实验研究。申请人立足于国内取得创新性成果如下建立了硅纳米线成核、生长与自限制氧化的定量理论模型并在上述理论指导下组装出具有优异光电特性的硅化物纳米管及纳米线；建立了纳米尺度下金刚石及相关材料在其热力学亚稳区成核与相变的热力学理论，将该理论应用于不同环境下金刚石及相关材料的实验合成，解决了金刚石制备中长期有争议的基本问题，并将上述思想用于新型纳米材料生长的理论设计，制备出具有优异场发射性能的准周期性排列的碳化铝/非晶碳一维纳米结构。在上述领域发表平均影响因子大于4.5的SCI论文65篇（影响因子大于7的9篇），近五年文章他引401次；获2008年度广东省科学技术奖一等奖（第二完成人）；2008年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划。”；2010 年入选广东省高等学校“千百十工程”省级培养对象。

中文主题词：纳米尺度；热动力学；光电性能；柔性器件；

英文摘要：

nanoscale；thermodynamics；photoelectronic properties；flexible device；

英文主题词： nanoscale；thermodynamics；photoelectronic properties；flexible device；

结论摘要：

当今社会对光电子与微电子器件提出了越来越高的需求，不但要求材料实现低成本、功能多元化，对器件本身的尺寸要求也已经超过了摩尔定律的有效范围。微电子领域若要谋求长远发展，几个关键的科学问题亟待解决，比如，（1）发展新型的微电子与光电子材料，当前依赖第一代和第二代半导体材料已经是诸多光电器件商品化并服务于消费者，但对具有高功率，快速响应等特性的宽带隙半导体材料的需求不断被提出；（2）发展自下而上组装低微纳米结构的新方法；目前为止，工业化的微纳器件生产线依靠光刻，电子束刻蚀等先进的微纳加工工艺实现，然而，随着尺寸进一步变小，材料本身的理化性质将会变的不稳定；此时，发展新方法（包括理论和实验两方面）实现小尺寸低微纳米材料的组装显得尤为重要；（3）介观尺寸下复合材料的设计与光电功能探索；在纳米尺寸下，不同材料的界面研究是一个非常重要的方向，其中势垒的产生，电子的转移特性对材料本身的光电性能提供了诸多的可控维度。基于这些考虑，本项目到目前为止取得了一系列的研究成果，（1）理论上，我们发展了定量模型，分别解决了基于VLS/VSS机制下硅纳米线生长过程中热力学参数的依赖关系，为实验提供了可靠的第一手数据；以此为指导，我们研制出透明柔性自支撑的硅纳米线纸；（2）实验上，我们发展新方法，设计出一系列具有宽带隙半导体特性的新型材料，比如Al4O4C，Al3CON, Al4C3，AlV3O9等等，并首次披露各自的一些光电特性，比如荧光谱，光电导，场发射，电化学储能等等；（3）以各种形式的碳材料为基础（比如石墨烯，介孔碳，非晶碳球等等），实现和诸多金属单质、氧化物的复合，系统的研究了在电化学储能方面（锂离子电池，钠离子电池，超级电容器）的极好应用前景；（4）柔性透明器件的设计；实验上我们利用高频感应炉研制出柔性透明自制成的硅纳米线纸，利用微波等离子体CVD实现了柔性透明自支撑的石墨烯纸，以此为基础，我们分别制作出透明锂电负极和柔性透明的全固态超级电容器。

成果综合统计