锑化物在半导体中应用
2019-01-30 10:26:34
锑化物半导体（ABCS）主要是指以Ga、In、Al等Ⅲ族元素与Sb、As等Ⅴ族元素化合形成的二元、三元和四元化合物半导体材料，如GaSb、 InSb、AlGaSb、InAsSb、AlGaAsSb、InGaAsSb等，他们的晶格常数一般都在0.61nm左右，在国际上与INAS基材料一起 被习惯性称之为“0.61nmⅢ—Ⅴ族材料”。锑化物半导体材料以窄带隙为基本特征，在于GaSb、InAs和InP等常用衬底材料的晶格几乎相匹配或应变匹配的条件下，其禁带宽度可在较宽的范围内调节，相对应得波长可覆盖从近红外0.78um（AlSb）到远红外12um（InAsSb）光谱区域。有它 们之间形成的异质结还能具有十分丰富的Ⅰ型、Ⅱ类错位排列型和Ⅱ类破隙型三种不同对准类型的异质结能带结构。ABCS系材料独特的能带结构、优异的物理性 能为开展材料的能带剪切和结构设计提供了很大的自由度和灵活性，对研究和制造各种新型的高性能微电子、光电子器件和集成电路创造了广阔的发展空间，在相阵控雷达、卫星通信、超高速超低功耗集成电路、便携式移动装置、气体环境监测、化学物品探测、生物医学诊断、药物分析等领域中都有十分重要的应用前景。
ABCS材料的应用：
对锑化物半导体材料的早期关注来自于它在中远红外（光子）探测器上的应用前景，但最早进入市场并获得大规模产业化生产的却是高灵敏度的InSb磁阻 HALL传感器，广泛应用于小型无刷直流电机、汽车电子和消费电子产品等领域。InSb基红外探测器阵列也已在地面红外应用和空间仪器领域中占据了市场主 导地位。除了这些较成熟的产品应用以外，近年来锑化物材料在第三代红外探测器焦平面阵列、中远红外量子级联激光器、量子点激光器、超高速低功耗低噪声放大器、热光伏电池组件等方面都取得了巨大进展。下面将介绍其中一些ABCS应用的最新结果和发展趋势。
一、微电子器件和集成电路
微波毫米波雷达和高频数字通讯用HEMT和HBT器件及电路迄今已经历了以GaAs基材料为基础的第一代和以InP基材料为基础的第二代，目前正在 向以锑化物材料为基础，具有超高速、更低功耗和噪声因子的第三代HEMT和HBT器件及电路发展。2001年美国DARPA推出了ABCS研究计划后，美 国ROCKWELL科技公司（RSC）在DARPA支持下利用其成熟的GaAs pHEMT工艺平台，从2003年起先后研制出了基于InAsAlSb mHEMT的KA波段（34—36GHz）、W波段（92—102GHz）和X波段（8—12 GHz）低噪声放大器微波单片集成电路（mmic）、相阵控雷达用发射接受（TR）集成模块。当前美国DARPA已将ABCS集成电路作为核心关键技术积极加速发展，近期目标是研制出集成度在5000个晶体管以上、工作电压在0.5V左右的使用化ABCS集成电路产品。
二、红外探测器
第一代红外探测器的开发始于20世纪40年代末，采用PbSe和PbTe等铅盐制造的探测单元组成一维线性阵列来探测3—5um的中红外波段（HWIR）。第二代红外探测器材料主要采用InSb和HGCDTE(MCT),分别用于中红外波段和8—12um的远红外波段（LWIR）大气红外窗 口，器件具有一维和二维的焦平面阵列结构，是目前获得广泛应用的较成熟产品。近年来世界各国正在加紧研发的第三代红外探测器是以多波段红外探测、高分辨率（高像素和高帧速）、高使用温度、高空间均匀性、高温定型和低成本为主要特征。由于MCT材料难于实现大面积的均匀性和稳定性，人们普遍将ABCS超晶格 结构材料作为开发第三代红外探测器的首选材料，原则上，通过调节ABCS超晶格结构材料的层厚和组分可以剪裁其带隙来覆盖整个红外探测的光谱区域。
三、红外激光器
固体红外激光器在气体环境监测、化学物品探测、生物医学诊断、卫星遥感技术等领域中都有十分重要的应用。如AlGaAsSbInGaAsSb多量 子阱激光器、AlSbInAsInGaSb Ⅱ类量子级联激光器、“W”型中红外激光器、InGaSb量子点激光器等。
四、光电伏电池
热光伏电池（TPV）与太阳电池类似是直接将热辐射（红外电磁波）转变成电能的装置。当前TPV的发展趋势是开发适用于1500C下中低温辐射源的 高效率、低成本、0.6EV以下窄禁带宽度的热光伏材料和组件。锑化物材料是举世公认的TPV首选材料，研究报道最多的是用LPE、MOCVD、MBE等 各种方法在GaSb衬底上制备的InGaAsSb pn结电池。在InAs衬底外延生长InAsSbP制备的TPV电池，其光谱响应的截止波长可达2.5—3.4um，是很有发展潜力的研究方向。
在不远的将来新型的高性能锑化物期间和集成电路将在红外成像技术、大气环境监测、生物医学诊断、多功能数字雷达系统、移动通信、热光伏发电系统等众多高新技术领域中获得广泛的重要应用。
辉钼将成下一代半导体材料
2019-01-03 09:37:01
辉钼的半导体材料实际比石墨烯还要先进和节能，辉钼是良好的下一代半导体材料，在制造超小型晶体管、发光二极管和太阳能电池方面具有很广阔的前景，将对太阳能和军事等领域的发展产生极大的推进作用。辉钼具有战略储备价值。历史上的石油、铁矿石，今日的稀土均已证明。
辉钼的半导体材料实际比石墨烯还要先进和节能，辉钼是良好的下一代半导体材料，在制造超小型晶体管、发光二极管和太阳能电池方面具有很广阔的前景，将对太阳能和军事等领域的发展产生极大的推进作用。
辉钼具有战略储备价值。历史上的石油、铁矿石，今日的稀土均已证明：牵动经济发展命脉、国家安全的资源代表国家利益，具备战略价值。作为新一轮经济增长的希望，新兴战略产业的崛起将使得相关的一切稀缺资源成为各国争夺的目标。政府对稀缺资源的保护力度将日益强化，供应将持续收紧。另据2010年欧盟发布《对欧盟生死攸关的原料》报告，提出欧盟稀有矿产原料短缺预警及对策，将14种重要矿产列入"紧缺"名单：锑、铍、钴、萤石、镓、锗、石墨、铟、镁、铌、铂族金属、稀土、钽和钨。经比较分析，锑、钨、钼综合实力较为突出，中国具备资源优势，定价权保障了资源整合的有效性，行业整顿将导致供应收紧，受益于新兴产业的爆发性增长，多方面的因素使得这些金属正面临景气周期。同时，钼金属价格底部企稳态势明显，面临巨大的价值重估空间。
地矿部门发现新疆最大钼矿
新疆维吾尔自治区地矿局第六地质大队利用新物探方法，使哈密三处老矿区内铜、镍、钼资源量均得到了大幅提升。其中白山钼矿是目前新疆发现的最大钼矿床。
距离哈密东部200公里的白山钼矿，曾经一度被认为是寻找大型“斑岩型”的铜钼矿床，但是一直未发现“斑岩体”。从2010年开始，第六地质大队尝试用V8相配套的物探方法，寻找隐伏的斑岩体。最后在白山钼矿深部发现了高电阻率体，经钻探验证，其为隐伏斑岩体。斑岩体和地层中间的接触带就是白山钼矿的富矿位置。白山钼矿用电磁法的异常佐证了岩体的分布范围和形态，经钻探验证，该方法有很好的效果，最终确定该矿床为“斑岩型铜钼矿床”。
2011年白山钼矿共圈定钼矿体50个，控制资源量达50万吨，远景资源量将超过100万吨，是目前新疆发现的最大钼矿床，远景规模可达超大型。
哈密白石泉铜镍矿发现于2002年前后，资源量确定为小型。2011年，第六地质大队不断加强与地质院校及科研院所的合作，提高找矿勘查装备的配置水平，尤其是在找矿理论认识和物探方法应用上突破与创新，运用高精度重力仪技术，终于在矿区西部500米以下找到了品位富、工业价值高的深部隐伏矿，目前已探明铜镍资源量4万吨，预测量达30万吨，白石泉的镍资源量远景将扩大为大型，今年年初白石泉铜镍矿已投入矿山建设，明年将正式开工生产。
罗布泊北部的北山裂谷铜镍矿矿体数量多，规模大，矿石品位较高，今年六大队引入近1亿勘查资金，加大物探高新技术投入，综合多种物探方法进行研究。经过钻探验证，在地下700米—740米处发现高品位硫化镍矿石，矿体规模进一步扩大，目前镍金属已控制资源量100万吨，远景资源量可达400万吨，有望成为全国最大的铜镍矿生产基地。
纳米半导体掺杂铝大大提高导电性
2018-12-29 13:37:12
纳米电子学又前进了一步。一个德国马克斯普朗克学会微结构物理学研究所参与的国际研究团队发现了一个可以用来制作具有非常强导电性硅纳米线的效应：利用铝作为催化剂生成这类纳米线。科学家们发现，硅在这一过程中吸收的铝，大大超过了他们的预期。掺杂的铝含量高，改善了纳米线的导电性。这一效应可用来制造其他高掺杂性的纳米材料。 科学家们发现，硅在这时候吸收的铝甚至能超过热力学定律允许的1万倍。根据热力学定律，硅晶体通过掺杂被铝原子取代的原子数连百万分之一都不到。但事实上，经原子探针断层扫描，该团队的科学家发现，他们制作的掺杂铝的硅纳米线铝含量高达约4%，而且铝原子分布十分均匀。
多晶硅片
2017-06-06 17:50:04
多晶硅片是制作太阳能电池的核心材料，产品被广泛应用于光伏发电、通讯、交通以及偏远地区居民的生产、生活供电等领域，还可以应用于太阳能灯、草坪灯和屋顶太阳能光伏发电等新的领域。 运用垂直梯度凝固技术和多线网切割技术加工而成，在晶体生长速率和退火，能有效保证晶体的晶向和结晶速度，从而确保多晶硅片的稳定性和高转化率。 一种用于生产太阳能电池的多晶硅片的制造方法，是将熔融的硅熔体注入到一个狭缝，硅熔体在狭缝的耐高温面上结晶，在狭缝空间的约束下，结晶成指定厚度的多晶硅片。它是一种使熔融状态的硅直接结晶成薄片硅的方法，因此可以提高硅材料的利用率，可以制造出200微米以下厚度的硅片，从而降低太阳能电池的成本。
多晶硅片功率
2017-06-06 17:50:13
我国是能源消耗大国，石油、煤炭等能源资源稀少，太阳能利用技术的研究有十分重要的意义。而多晶硅片是太阳能电池的主要材料的一种型号。当前，衡量各种太阳能电池组件电性能的主要指标是在标准测试条件下的额定输出功率。 由于光照变化，太阳能电池组件的输出功率也在不断变化，因此，在实际使用时，仅以额定输出功率衡量太阳能电池组件的电性能，不能完全反映其实际发电效能。对用户来说，更关心的是在户外条件下太阳能电池组件每瓦在一段时间内的比额定功率发电量，包括这段时间内所有户外光照情况下的发电量总和，它能较好反映太阳能电池组件在应用中的实际发电能力。由于地球上的纬度不同，日照和气候条件差别很大，而太阳能电池对日照条件非常敏感，因此，在某一地点得出的实验结论，在其他地点是否相同，尚需进一步验证。为了便于比较分析，本文针对地处北纬22.16°、东经114.1°深圳地区的非晶硅和单、多晶硅太阳能电池组件的比额定 功率发电量进行模拟，并对其结果进行了分析。 介绍和比较了非晶硅和单、多晶硅太阳能电池组件的优缺点。针对它们在并网光伏发电系统中的应用，采用PVsyst 软件对各种太阳能电池组件的比功率发电量进行模拟。结果表明，非晶硅太阳能薄膜电池板的比功率发电量大于单、多晶硅的比功率发电量。PVsyst 软件中图分类号：TM914.4 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2010)04-0030-03 几种太阳能电池组件比功率发电量的模拟与比较 31 电工电气 (2010 No.4) 生产技术成熟，是光伏
市场
上的主导产品。国际公认最高效率在AM1.5( 即大气质量1.5) 条件下为 24%，空间用高质量的效率在AM0( 即大气质量为0，日- 地平均距离为一个天文单位时，太阳的总辐射度和光谱分布) 条件下为13.5% ～18%，地面用大量生产的在AM1 条件下多在11% ～18%。大晶粒多晶硅太阳能电池的转换效率最高达18.6%。多晶硅 太阳能电池没有光致衰退效应，材料质量有所下降时也不会导致太阳能电池受影响，是国际上正掀起的前沿性研究热点。随硅元件使用的多少以及纯度的改变，单件功率不确定，同样面积的板块功率可以变化。薄膜晶体硅太阳能电池能够大大降低晶硅用量，但目前还处于研发阶段，尚未工业化。晶体硅片太阳能电池的优点是可在单位面积上获得较高的发电功率和稳定的发电性能。如果其中一小部分被遮挡，会产生孤岛效应，但由于其强光发电的特性，只有保障与阳光的合理角度才能达到应有的光电转换率，因此必须考虑安装角度问题，这使得可安装的总面积和平面布局都受到限制。
多晶硅片产能
2017-06-06 17:50:10
江西赛维LDK太阳能高科技有限公司多晶硅片产能达到1000兆瓦,该公司成为全球产能最大的多晶硅制造企业后,进一步成为世界首个实际产能进入吉瓦(GW)俱乐部的光伏企业。 仅经过短短3年时间的发展,今天的赛维已经是全球最大的太阳能硅片供应商。在当前能源资源紧缺的形势下,发展光伏
产业
,推动太阳能的广泛应用意义重大。 祝赛维LDK多晶硅片产能达到1000兆瓦，这不仅是赛维公司发展史上具有里程碑意义的大事、喜事，也是全市经济发展中的一大盛事，对于推动新余加快光伏
产业
发展，打造世界重要光伏
产业
基地具有十分重要的意义。 维公司多晶硅片产能达到1000兆瓦，这是公司广大员工励精图治、锐意进取、敢有作为、善于作为的结果，也是我市深入实施以新型工业化为核心的发展战略，举全市之力支持光伏
产业
发展所取得的重大成果。
多晶硅片项目
2017-06-06 17:50:10
浙江昱辉阳光能源有限公司多晶厂第一台开方机调试成功，顺利将试生产的多晶硅锭进行了开方，这标志着公司多晶硅片项目已经进入试生产阶段。 公司从德国进口的多晶炉设备，能生产目前国内最大尺寸的多晶硅锭，单锭重量达400公斤以上。 公司采用了世界先进的顶底加热方式的长晶工艺。据技术人员介绍，这种工艺不仅可以实现高效、安全、环保、低耗能，而且生产出硅锭的晶粒尺寸大、杂质低，更有利于提高电池片的转换效率。 浙江昱辉董事长兼总经理李仙寿介绍说，此次调试成功表明，公司已经具备独立生产多晶硅片的能力。李仙寿表示，多晶硅片项目正式投产后，公司将形成月产1000万片硅片的能力。
铝合金导体材质的问题
2019-09-12 14:57:04
第一，铝合金导体材料问题。第二，设备的问题，不少企业沿袭的是拉制纯铝杆的铝拉丝机，新近盛行的立式十模拉丝机全体功率一般只需75KW，是不能拉制铝合金丝的。塔伦式11模或许13模拉丝机也要看其电机功率，假定功率是75KW的，必定是不能拉铝合金丝的。咱们公司至少碰到过6起这样的作业。第三，配模的问题。有的企业进线压缩比没操控好，有的没把握规矩，一旦换丝号需求调整模具数量和方位，则常常弄错。第四，模具材料问题。拉制铝合金杆的模具材料和模具进口区的视点都是有考究的。假定模具材料选用不妥，很可能拉制出来的铝合金丝表面有许多毛刺、翘皮和擦伤。① 优质的铝合金杆拉制出来的丝有必要是亮银色的，精确的说，铝合金丝应该十分润滑，出现亮银色，闪亮剔透、色彩纯真的作用比纯铝要显着的多。所以，光凭铝合金杆的表面是不能判别拉制出来的丝的好坏的，要害还要看实践拉制后的丝的表面作用。铝合金导体材料问题② 铝合金丝表面色彩较暗淡，迷糊或许显着有灰斑，阐明该铝合金杆出产的悉数过程中除杂没有操控好。这样的丝很可能一段好拉，一段欠好拉，并且电阻率必定偏高。铝合金杆抗拉强度、延伸率、电阻率、化学成分契合标准或许许诺的政策。铝合金导体材料问题③ 铝合金杆外观应圆整，没有飞边、翘皮、麻坑、擦伤等缺点。假定供货商供给的铝合金杆产品外观出现规矩的正圆，表面很润滑，只能阐明这个杆子是揉捏式二次成型的产品，不少电缆企业被正圆润滑的杆子表面所挟制，以为这个杆子质量必定好。连铸连轧出产的铝合金杆常用标准为9.5MM直径，它是三向轧辊轧制，不可能是正圆形状，杆子表面必有纤细的轧痕。④ 优质的铝合金杆拉丝断线率有必要≤3次。假定断线率大于3次，要剖析其断线状况。丝是断在箱内仍是箱外，假定是箱内，看断在第几道模，把断线口截取下来清洗洁净，检查断线口的状况，有的是含有显着不同于导体色彩的杂质构成的断线，有的是浇筑时吸氢过多构成空心气泡构成的断线。总归，断线率过高或许根本就是一拉就断而无法拉制
中科院上海硅酸盐所：发现具有和金属一样延展性的半导体材料
2019-03-08 11:19:22
金属和陶瓷/半导体具有截然不同的力学功能，如金属具有杰出的延展性、塑性、易加工等特性，而陶瓷和半导体则表现为脆性、塑性差、不易加工等特性。人类的生计和开展离不开这些根底材料的研讨，现在金属和陶瓷/半导体已走进了人们出产和日子的方方面面，但它们力学功能的差异导致了两者简直孑然相反的运用范畴。特别因为延展性的不同，金属和陶瓷/半导体的制备科学和加工技能彻底不同，如金属一般选用熔炼结合机械加工、冲压、精细铸造成型等，而陶瓷/半导体则因为其脆性，一般选用粉末烧结等办法取得块体材料。在一些要求具有特殊形状或外形以及变形才能的运用场合，现在唯有金属和有机材料适宜运用，而陶瓷/半导体因其脆性无法满意此类需求。
近年来，柔性电子引起全世界的广泛重视并得到了迅速开展，并被认为有或许带来一场电子技能。它是将有机/无机材料电子器材制作在柔性衬底上的新式电子技能，以其共同的可变形性以及高效、低成本制作工艺，在信息、动力、医疗、国防等范畴具有广泛运用远景。但是，现在的无机材料尤其是半导体均为脆性材料，在大曲折和大变形下，或许拉伸情况下极易发作开裂进而导致器材失效;此外，有机半导体相对无机半导体迁移率较低，且电学功能可调规模较小，无法满意半导体工业的蓬勃开展需求。因而，开发具有杰出延展性和曲折性的无机半导体材料，完成柔性电子技能的集成配备和制作工艺的打破，是柔性电子开展的火急需求。
最近，中国科学院上海硅酸盐研讨所研讨员史迅、陈立东与德国马普所教授YuriGrin等协作，发现了一种室温具有和金属相同延展性的半导体材料。研讨发现，α-Ag2S是一种典型的半导体，但却具有十分失常的和金属相似的力学功能，特别是它具有杰出的延展性和可曲折性，有望在柔性电子中取得广泛运用。相关研讨发表于《天然-材料学》杂志(NatureMaterials)。
室温α-Ag2S具有锯齿形(zig-zag)的褶皱层状单斜结构。4个S和4个Ag原子构成一个8原子的圆环，圆环和圆环之间经过S原子衔接。α-Ag2S是一种典型的半导体，能带禁带宽度在1eV左右;未掺杂的α-Ag2S主要是电子导电，其电子浓度较低，电导率比较小，在0.01Sm-1左右，电子迁移率较大，在100cm2V-1s-1左右。α-Ag2S的电子浓度和电导率可经过元素掺杂进步几个量级，其电功能在半导体区间可自在调控。
相关于其他的半导体或许陶瓷，α-Ag2S具有十分奇特和共同的力学功能。它具有和金属相同的延展性和变形才能，在外力和大应变下不发作材料的损坏和破碎，它的材料加工碎片也和金属相似为一片片细长的环绕丝状物，而一般陶瓷和半导体的加工碎片则为细微颗粒或粉末。进一步表征它的力学功能发现，α-Ag2S的紧缩变形最大可以到达50%以上，三点曲折测验标明它的曲折最大形变超越20%，拉伸测验则显现α-Ag2S的拉伸形变可达4.2%。所有这些数值均远远超越已知的陶瓷和半导体材料，而和一些金属的力学功能相似。
研讨团队进一步研讨了α-Ag2S这些失常力学功能的机制和机理。关于一个具有杰出滑移才能和延展性的材料，必需满意两个根本条件：一是存在能量势垒较小的滑移面，可以在外力的效果下发作滑动;二是在滑移进程中不发作分化，依然保持材料的整体性、完整性。研讨人员选用第一性原理核算模拟了一系列材料包含α-Ag2S、NaCl、石墨、金刚石、金属Mg和Ti的滑移进程，发现α-Ag2S、NaCl、石墨、金属Mg和Ti均存在能量势垒较小的滑移面，其间α-Ag2S的滑移面是(100)面;而金刚石在滑移进程中势垒太大，不存在滑移面。一起还发现α-Ag2S、金属Mg和Ti的滑移面之间的彼此效果力比较大，在材料滑移进程中很难发生裂纹和解离，保持了材料的整体性和完整性;而NaCl、石墨和金刚石的滑移面之间的效果力太小，材料在滑移进程中很简单发生裂纹然后解离。还选用量子化学核算提醒了α-Ag2S滑移面之间效果力的本源和效果方法，发现在一个晶体周期内，除了分子间效果力外，(100)滑移面之间只存在2个黄色S原子和6个灰色Ag原子之间的成键效果。在滑移进程中，2个S原子沿着6个Ag原子构成的滑轨移动，此刻不断有旧的Ag-S键削弱乃至开裂，而又有新的Ag-S键加强乃至生成。因而，(100)滑移面之间的效果力一向保持在Ag-S的成键状况，其在滑移进程中能量动摇较小，导致了小的滑移能量势垒;一起该成键状况确保了这些滑移面之间较强的效果力，避免了在滑移进程中裂纹的发生乃至材料的解离。
针对柔性电子的运用，该团队还制备了α-Ag2S薄膜，发现它具有比块体材料更大的变形才能。一起还表征了α-Ag2S形变后的电学功能，发现数十、上百次重复曲折变形后，它的电功能根本保持不变或改变很小。
不同于已知脆性的陶瓷和半导体材料，α-Ag2S半导体具有相似金属的力学功能，在曲折和变形下能保持材料的整体性和电学功能。它宽规模内可调的电功能、适宜的带宽、大的迁移率使其有望广泛运用于柔性电子范畴。一起，该作业也将敞开寻觅和发现其他具有相似金属力学功能的半导体材料的研讨。
研讨作业得到了国家天然科学基金(51625205 and51632010)、中科院要点布置项目(KFZD-SW-421)、上海市根底重大项目(15JC1400301)和学科带头人(16XD1403900)等项目的赞助和支撑。
铝业天地 浅析铝合金导体
2019-01-14 11:15:34
铝合金导体在纯铝材料的基础上添加了铜、铁、镁、硅等多种元素，经过特殊的工艺合成和退火处理等先进工艺，弥补了纯铝作为电缆导体的不足，提高了电缆的导电性能、弯曲性能、抗蠕动变性能和耐腐蚀性能，保证电缆即使在长时间过载和过热时的连接热稳定性。
超导体石墨烯
