半导体材料研究进展论文范文第1篇
随着时代的发展,现代科学技术给人类带来物质文明的同时,也为环境带来一系列的污染,如织染厂、皮革厂、印刷厂等在工业生产中会产生大量的高浓度废水,它们通常含有很多有毒有害的物质,不经过处理便排放到自然环境中,不仅会对水体造成严重污染,还会对人类以及生物的生存造成严重的危害[1,2,3]。因此,去除工业废水中的有害物质变得越来越紧迫,20世纪70年代初,能源短缺和环境污染问题促进了将太阳能转化成一种可实际使用的新能源引起了人们的关注。1972年日本东京大学Fujishima和Honda在《Nature》刊物上发表了光电池中受辐射的二氧化钛可发生持续的水氧化还原反应而产生氢气和氧气的现象,引起了人们的广泛关注,这一现象被命名为“本多-藤岛效应”[4]。1976年Carey等人利用二氧化钛在紫外光的照射下,可以光催化降解水中污染物(多氯联苯),开启了光催化技术在环境保护方面的广泛应用[5]。经过近五十年的发展,光催化技术的应用范围不断扩展,不仅能够将有机污染物降解为CO2和H2O等无毒无害物质,还能够将水中含有的Cr(VI),Pb(II),Hg(II)等重金属离子还原,最终达到无害化处理的目的,对废水的净化起到了良好效果,引起了各国科学工作者的广泛关注[6]。
BiOBr作为一种高性能的新型光催化半导体材料,其晶体结构为四方氟氯铅矿结构(PbFCl,对称性为D4h,空间群为P4/nmn),可看做是沿着C轴方向的双Br-层和[Bi2O2]2+层相互交替出现,而最终形成的层状结构,双层排列的卤Br离子层由Br原子间是通过非共价键结合,这就导致Br-层和[Bi2O2]2+层之间产生一个内建电场,能够使光生电子和空穴有效的分离,有效的提升光催化降解效率[7]。
另外,BiOBr光催化材料由于对环境友好和化学稳定性逐渐成为了光催化领域内一个热门的研究方向。王亚等人[8]以Bi(NO3)3·5H2O和PVP为原料采用溶剂热法合成3D分级微球BiOBr,实验表明,3D分级微球BiOBr通过空穴氧化破坏细菌的细胞膜和细胞壁,达到可见光下杀灭细菌的目的。Wang等人[9]在低温条件下通过水解BiBr3制备出了高活性的BiOBr粉末,实验结果证明了该催化剂对被降解污染物没有选择性,并且推测了反应的活性物种和催化机理。Shi等人[10]在PVP辅助下通过溶剂热法合成了具有分级结构的BiOBr,并讨论了溶剂热温度和PVP的加入量的不同对光催化活性的影响,结果表明,PVP加入量的不同对可见光光催化活性有一定的影响。Huo等人[11]以CTAB为溴源、Bi(NO3)3为铋源,利用溶剂热法合成出了花球状的BiOBr粉末,研究了溶剂对于BiOBr形貌的影响,解释不同溶剂下BiOBr的形成机理。
本文通过水热法和溶剂热法制备了BiOBr半导体光催化材料,并利用XRD、UV-Vis漫反射光谱等技术手段对所制备样品的结构、结晶性以及光吸收性能等进行表征。并以罗丹明B为被降解有机污染物,可见光为光源,研究了不同条件下制备出的BiOBr光催化材料的性能。
2.实验部分
(1)BiOBr光催化剂的制备
以硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为铋源,溴化钠(NaBr)为溴源、分别利用水热法和溶剂热法制备BiOBr,考察了不同的实验方法对BiOBr样品纯度的影响以及不同温度对BiOBr样品的光催化性能的影响。
溶剂热法:分别称量1.358g的硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)和0.15g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)依次倒入50mL的乙二醇(EG)中,水浴加热80℃搅拌15min使其充分溶解后得到溶液A。然后将0.28812g的溴化钠(NaBr)充分溶解于20mL去离子水中充分溶解后得到溶液B,将溶液B缓慢倒入溶液A中水浴加热搅拌20min得到溶液C,将溶液C转移到100mL聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜中,添加去离子水使之达到80%填充体积,放入烘箱中在特定温度条件下反应12h,取出反应釜自然冷却至室温。用去离子水对得到的物质进行过滤、洗涤数次。将得到的粉末样品在80℃下干燥6h得到BiOBr样品。(注:特定温度为140℃、160℃、180℃。)
水热法:将溶剂热法步骤中的有机溶剂乙二醇换成去离子水,水热反应温度设置为160℃,保温时间为12h,其他条件不变。
(2)BiOBr光催化剂的表征
用德国Bruker公司D8 ADVANCE型X射线衍射仪测定BiOBr样品的晶体结构和结晶度(辐射波长=0.154nm,加速电压=40kV,电流=30mA,扫描范围为5～80°)。样品的紫外可见漫反射吸收光谱表征用日本HITACHI公司U-3900H紫外可见分光光度计测试,以硫酸钡(BaSO4)为参照,对所制备的催化剂进行测试,扫描范围为200～800nm。样品的光催化活性测试用日本HITACHI公司U-3900H紫外可见分光光度计测试,以罗丹明B为被降解的有机污染物,采用氙灯搭配420nm光学滤波片,将波长小于420nm的光源滤掉,对所制备的催化剂的性能进行测试,扫描范围为200～800nm。
(3)BiOBr样品的光催化性能测试
配制50mL浓度为15mg/L的罗丹明B溶液,取4mL罗丹明B溶液用紫外-可见分光光度计测定罗丹明B溶液的初始吸光度得到C0。取20mg BiOBr样品加入浓度为15mg/L的罗丹明B溶液中,磁力搅拌暗反应30min后达到吸附-脱附平衡后,再将溶液置于300W,波长大于420nm的可见光下,在灯距液面14cm条件下,进行光催化实验,每隔2min取4mL溶液,用0.22nm的滤头过滤后得到清液,采用紫外-可见分光光度计测定溶液最大吸收波长处的吸光度(罗丹明B的最大吸收波长为554nm)。
3.结果与讨论
(1)X射线衍射(XRD)分析
a为水热法160℃,b为溶剂热法180℃,c为溶剂热法160℃,d为溶剂热法140℃
图1为不同温度,反应时间为12h,反应条件分别为水热法160℃、溶剂热法180℃、溶剂热法160℃、溶剂热法140℃下合成的BiOBr样品的XRD图谱,衍射角2θ=25.198,31.718,32.241,46.241,57.162分别与BiOBr标准的PDF卡片(PDF#78-0348)的(101),(102),(110),(200),(212)晶面对应,其晶胞参数:a=b=3.92nm,c=8.11nm。对比后可以发现不同反应条件下合成的样品与标准的PDF卡片基本一致,说明制备出的样品空间群为P4/nmm,晶系为四方晶系的BiOBr样品。但b样品衍射线在2θ=27.5°左右时出现Bi单质的杂峰,分析可知,此峰是因为乙二醇在温度过高的情况下发生还原反应生成的Bi单质。
对比水热法和溶剂热法,在反应温度(160℃)相同 (如图中a,c线)对BiOBr样品制备的影响可以看出:溶剂热法160℃合成的BiOBr样品在2θ=32°左右时衍射峰明显高于水热法160℃合成的BiOBr样品,且半峰宽窄,说明溶剂热法160℃合成的BiOBr样品的结晶度高,颗粒较小。而水热法160℃合成的BiOBr样品衍射峰最弱且最宽,说明样品颗粒尺寸较大,结晶性较差。
在溶剂热法中,反应温度(140℃、160℃、180℃)不同(如图中b、c、d线)对BiOBr样品制备的影响可以看出:160℃合成的BiOBr样品衍射峰最高,且衍射峰宽,说明结晶度高。140℃合成的BiOBr样品衍射峰最弱,衍射峰最宽,说明样品颗粒尺寸大。当温度为180℃时合成的BiOBr样品中含有杂质Bi单质,衍射峰较弱,衍射峰较宽。因此,随着温度的升高样品的结晶度也越好,但随着温度的升高使乙二醇的还原性增强,生成了一些杂质对样品的纯度造成了一定的影响。
(2)紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)分析
a为水热法160℃,b为溶剂热法180℃,c为溶剂热法160℃,d为溶剂热法140℃
紫外可见光谱信号的灵敏度比近红外光谱信号高,并且紫外可见光谱的穿透性能可以达到几个毫米,因此紫外-可见漫反射吸收光谱被广泛应用于研究材料光吸收性能。图2为不同反应条件下12h合成的BiOBr样品紫外-可见漫反射图谱。从图2中可以看出,所制备出的:
(a)样品的吸收波长为449.6nm。
(b)样品的吸收波长为456.5nm。
(c)样品的吸收波长为453.1nm。
(d)样品的吸收波长为440nm。
根据半导体光催化材料的光吸收值λg与禁带宽度Eg的关系式:
可以求出不同方法制备出的BiOBr样品(a-d)的禁带宽度分别为2.758eV、2.716eV、2.737eV、2.818eV,这与文献所报道的BiOBr能带范围相一致[12]。由此可以看出不同反应条件对BiOBr样品的禁带宽度的影响很小。BiOBr样品可见光区具有良好的响应能力,因此BiOBr适合在光催化技术中作为可见光光催化剂使用。
(3)光催化性能分析
从图3中可以看出,不同条件下制备出的BiOBr光催化材料降解效率明显不同,其中变化最快的是溶剂热法160℃,反应时间12h合成的BiOBr样品,当光照时间达到16min时已降解罗丹明B的吸光度达到0.049。
根据光催化降解效率公式:
式中:η为催化剂的降解效率,C0为罗丹明B的初始浓度,Ct为光照时间为t时刻的罗丹明B的浓度,A0和At分别为对应的吸光度的值。
根据上述公式可以计算出水热法160℃制备的BiOBr样品催化效率为93.50%,溶剂热法180℃制备的BiOBr样品催化效率为94.71%,溶剂热法160℃制备的BiOBr样品催化效率为95.10%,溶剂热法140℃制备的BiOBr样品催化效率为93.94%。实验表明,用溶剂热法反应,反应时间为12h,反应温度为160℃的条件下制备的BiOBr光催化剂具有较高的光催化效率,这可能由于在此条件下,制备出的样品颗粒较小,结晶度高所导致的,这样XRD实验的结果相一致。
4.结论
本文利用硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)为铋源,溴化钠(NaBr)为溴源,分别使用水热法和溶剂热法制备BiOBr半导体光催化材料。通过XRD、UV-Vis DRS对所得样品进行了相关性能的表征分析。配制15mg/L的罗丹明B溶液为有机污染物,用300W,波长大于420nm的可见光照射,研究了BiOBr样品的光催化性能。根据实验结果和相关性能表征分析,得到以下结论:(1)在反应温度160℃,反应时间12h下,溶剂热法合成的BiOBr样品的结晶度高,颗粒小,导致光催化性能较好。(2)在溶剂相同,温度不同所合成的BiOBr样品中,随着温度的升高样品的结晶度越好,因此光催化性能也越好,但由于温度达到180℃,乙二醇的还原性越增强,使合成的样品中生成了杂质,对样品的光催化活性造成一定的影响。
摘要：本文利用水热法和溶剂热法制备了BiOBr半导体光催化材料,并对在不同条件下制备出的BiOBr光催化材料的性能进行了研究。同时采用X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射谱仪(DRS)等仪器对制备出的BiOBr光催化剂进行了性能表征分析,在可见光的照射下,以罗丹明B为被降解的有机污染物,研究了制备出不同催化剂的光催化活性。实验结果表明,利用溶剂热法在反应温度为160℃、反应时间为12h所制备出的BiOBr光催化材料性能最好。
关键词：BiOBr,光催化材料,性能研究
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半导体材料研究进展论文范文第2篇
一、半导体材料在电子科学技术中的应用
硅、锗作为第一代的半导体材料对人类生产生活有着重要的影响, 第一代半导体的主要材料是硅元素和锗元素, 由于硅元素的储备量大的特点, 硅元素也成为了我国现阶段生产半导体所需要的主要材料, 锗是人们在研发半导体材料过程中最早被发现的元素, 它也在半导体设备应用中得到了的广泛的应用。在我国研发电子科学技术的初级阶段中, 因为锗元素具有活泼性得特点, 所以容易与半导体设备材料中用到的介电材料发生氧化还原反应, 从而生成GEO, 这种物质的产生一定程度上对半导体设备的使用性能产生了影响, 同时就会直接导致人们在使用半导体时出现各种各样的问题, 所以半导体设备在使过程中出现异常的机率就会随之增高, 并且锗元素的产量没有硅元素产生的数量多, 因此在我国电子科学技术发展的刚刚起步的阶段中对于锗元素在半导体材料中的研究和应用力度相对于硅元素来说就比较少。但是在20世纪末的时候, 锗元素被红外光学领域得到了较为广泛的应用, 此后锗元素被多次应用的频率也在不断增高, 最明显的例子就是太阳能这一新型能源的研发项目中使用到了锗被氧化还原后的材料。
二、半导体材料的发展现状
(一) 半导体硅材料
近年来, 不断有新型的半导体被研制出来, 而硅凭借其资源丰富、价格低廉以及性能优良等特点, 也使其在半导体市场中占据了主要的地位, 日常生活中人们生产的绝大部分电子产品中都是以硅为基础材料制作而成的。还有一些超大规模集成电路、大规模集成电路和集成电路也都是通过硅材料或者是硅晶体的衍生材料制作而成的, 由此可见, 硅材料在集成电路的发展中有着推进的作用。早在20世纪末硅材料就被研究和开发成为电子科学技术的主要材料, 并且应用到了各个领域, 其每年的需求量也都呈现急速增长的趋势。依照现在世界各国所消耗的硅材料的数量来看, 硅在未来极有可能成为电子通信领域以及计算机领域中的重要半导体材料。如果在科技发展的过程中没有硅材料的支持, 就不会使电子科技领域在短时间内得到迅速发展。由于半导体硅材料可以分为多种不同的类型, 像多晶体硅、单晶体硅、非晶体硅这些类型, 使得他们在半导体中的应用也能起到不同的用途。
(二) 半导体光子晶体材料
光子晶体是一种在光学尺度上具有周期性介电结构的人工设计和制造的晶体, 它的介电常数周期被人为的调到与工波相似的尺度, 与半导体的电子能的间隙相比差距近似为零, 所以光子晶体是不能够传播禁带能量光波的。另外, 由于光子晶体是被人为的调整了它的特性, 所以它的周期性遭到了破坏, 在禁带中随之就会出现受主末和施主, 光子的密度就会受光子晶体的维度影响而产生不同的反应。如今微电子技术的不断发展使人们对电子产品中的芯片要求越来越严格, 但是电子产品的体积越来越小, 同时又受到生产技术的制约而无法实现人们对信息的高品质要求。因此, 发展全新的电子技术成为了新时代带新计划。
(三) 半导体砷化镓单晶材料
砷化镓是一个具有耐高温、抗辐射能力的特征, 主要应用于微型电子和光电子材料等领域中, 广泛应用在一些运行速度快的电路中。近年来, 人们对通信技术使用频率不断增加, 生产使用砷化镓的数量也在不断提高, 由于我国对砷化镓这种单晶材料的研发起步时间较晚, 随着我国一部分电子企业的兴起, 我国也有了更多的机会去开发研制半导体材料。
三、半导体材料的发展趋势
在二十世纪末之前, 由于国家发展起步晚, 所以在科学技术上和电子设备的生产能力相对落后的条件下, 半导体的主要材料就只有硅材料, 硅材料的应用也为电子技术的发展奠定了扎实的基础, 更是成为了第一代半导体制作材料的重要标志;随着国家科技的不断进步, 人们对信息的需求量也越来越多, 因此电子产业就要研发出能够适应社会需求的电子产品, 其中以砷化镓为代表的第二代半导体就被研发出来, 第二代半导体主要解决了人们对社会信息需求量大的问题, 主要应用于微型电子和光电子等领域。近年来, 社会又出现了第三代半导体材料, 其材料主要是以氮的化合物为主, 也在电子市场中占据着其特有的地位。
半导体材料正在以大尺寸、功能多样以及完整性强等方向发展。目前, 第三代半导体主要是一些以氮的氧化物、光电晶体管以及柔性晶体管作为电子产业生产的主要原料。随着电子产品逐渐向微型电子领域过渡, 半导体材料仍旧会成为未来研发科技的基础材料。微电子的主要目的是在一定程度上缩小电子器件的体积, 因此, 在增加芯片的面积来提高对信息的处理频率和速度上, 半导体材料要由传统的单片集成过渡到系统集成方面去发展。
四、发展我国半导体材料的一些思考
(一) 加大对硅材料的开发力度
硅是半导体的主要材料和制作电子产品的主要来源, 虽然世界上存在着丰富的硅资源, 但是根据目前社会发展趋势来看, 人们对电子产品的要求不断增高, 只有不断开发新型半导体才会解决人类对世界各地的需求问题, 但是我国对硅的开发程度较一些发达国家的开发程度相距甚远, 要想使国家科技能够更高一步的发展, 发展源源不断的科技原材料是必要前提, 因此, 为了缩小我国与发达国际间的差距, 国家要积极引进硅晶体提炼设备, 建立更多的硅晶体提炼基地, 培养一批优秀的硅晶体提取的专业人员, 然后才能够更好的发展我国电子科学技术, 进而提高我国的综合国力。
(二) 砷化镓有关化合物发展建议
在砷化镓以及其相关的化合物的晶体提炼方面与其他发达国家相比之下有着很大的差距, 由于我国对晶体加工和提取的工作较为落后, 所以就导致了我国生产砷化镓以及其相关的化合物半导体的能力也较为落后。这就需要国家的有关部门要增加对晶体的提取, 还要促进社会中的各个电子企业有效合作从而促进晶体提取成功的几率。
(三) 发展超晶体材料
超晶体就是光子晶体, 它是发展微电子技术以及光电子技术的目标。大力开展超晶体能够为国家在新时期发展提供力量, 开展和研发超晶体要依靠我国雄厚的经济实力进行进一步探索。国家要引进国外的先新进技术和设备, 不断提高光电子在我国的存储量。同时, 我国也要集中人力、物理和财力加大对光子晶体材料更深一步的开发和研制, 为推动我国经济发展和科技进步提供动力。
五、结束语
现阶段我国经济发展速度稳定, 并且当今我国正处于全国科技发展迅速的时代, 随着人们对半导体设备的要求也越来越高, 所以国家要提高半导体设备中所使用到的半导体材料的开发力度。通过近几年的社会发展来看, 人们对于硅材料的利用已经开发到了极限, 第二代半导体和第三代半导体俨然成为了社会发展的主题, 所以我们更要注重新型半导体材料在电子科学技术中的研发。政府有关部门应当正确认识半导体材料的发展现状和发展趋势, 注重对半导体材料的开发利用, 要鼓励社会人士积极投入到电子科学技术的事业中。
摘要：随着我国信息技术的高速发展和电子科学技术的不断进步, 各行各业使用电子科学技术的频率也在不断提高。其中半导体的使用在电子科学技术中起到了非常大的作用, 它的出现使我国电子工业在信息时代在世界科学技术不断发展的背景下上升了一个新的台阶, 也使电子科学技术事业在推进信息时代的发展中起到了决定性作用。从第一代的半导体材料硅元素、锗元素等到现在使用的第三代半导体材料氧化硅、氧化锌等, 可以看出现阶段我国电子科学技术研发的半导体材料正在向着低尺寸、禁带宽度更宽以及高集成度的方向快速发展。其中半导体材料在应用通讯、纳米制造以及电子等领域中的应用也给人类在生产生活中带来了极大的便利, 同时还对促进社会进步有着积极地作用。
关键词：电子科学技术,半导体材料,发展,趋势
参考文献
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半导体材料研究进展论文范文第3篇
一、氧化物稀磁半导体的铁磁性
对于氧化物稀磁半导体来说, 在应用过程中必须要严格按照两大原则来进行, 以此确保氧化物稀磁半导体的自旋性质最佳。第一原则是由于氧化物稀磁半导体的居里温度在300k时仍旧具有磁性, 这说明即使在常温环境中, 氧化物稀磁半导体也仍旧是具有磁性的。第二原则是不同异质结构下的氧化物稀磁半导体所具有的不同特性, 使其能够成为最佳的自旋电子材料, 例如在激光器领域中, 便可将砷化铟、砷化锰和砷化镓等氧化物稀磁半导体作为自旋电子材料, 此外, 在数字电子领域中, 也广泛使用砷化镓作为自旋电子材料。由此可见, 对氧化物稀磁半导体的研究都集中在这两大原则上。在氧化物稀磁半导体铁磁性研究中, (In、Mn) AS与 (Ga、Mn) AS是主要研究的两大体系, 这两大体系的居里温度分别是35k与110k, 在这两种居里温度下来制备氧化物稀磁半导体, 并通过MBE技术来进行分子束外岩, 如果采用0.93Mn0.07As三元合金, 则可将稀磁半导体的居里温度保持在110k以下。在上述材料中, 相干时间的存在使砷化镓稀磁半导体有着较长的自旋寿命, 因此对于不同的异质结构来说, 不论是半导体与半导体的结合, 还是半导体与金属的结合, 都能进行自旋极化。通过观察量子阱发光二极管, 便可了解到稀磁半导体会通过自旋极化进行发光, 这也说明稀磁半体导具有输运性质。为了使注射效率提高, 在进行输运时, 可通过偏振光输出和载流子自旋来实现该目的。
二、基于异质结构的氧化物稀磁半导体制备技术分析
在制备[FeCo/Ag]5/PMN-PT这种异质结构的氧化物稀磁半导体时, 需要采用磁控溅射技术来实现, 以下便对该制备技术进行介绍:磁控溅射技术是一种通过气相沉积来进行制备的物理技术, 由于电场对氧化物稀磁半导体的作用, 会使稀磁半导体的衬底基片产生电子, 该电子会使H原子的正离子A产生, 由于H2在作用力下会使原子发生碰撞, 进而在基片中新出现电子, 在离子加速后便会溅射向靶材, 从而使靶原子出现正离子, 正离子会受到动能的作用而沿着指定方向沉积在衬底基片中, 从而实现了该结构氧化物稀磁半导体的制备。
三、基于异质结构的氧化物稀磁半导体特性研究
(一) 制备样品
在选择样品材料时, 以氮化镓薄膜作为半导体的制备原材料, 并通过气象沉淀法来进行培育, 采用金属有机化合物进行生长, 将样品厚度控制在2纳米左右。在进行实验时, 主副定位均集中在边缘上, 并通过蓝宝石衬底进行切割, 衬底的尺寸为8mm×4mm, 并选择与衬底长度相当的主定位边, 并将其标记起来, 以此降低蓝宝石的切割难度。在晶向制备中, 需要通过与衬底短边相对应的副定位, 通过采用预退火防腐外理技术来对蓝宝石衬底进行相应的加工, 能够有助于样品的生长, 从而使制备的氮化镓薄膜能够更加均匀, 对于衬底中分布的其他物质, 可通过丙酮或乙醇溶剂进行清洗, 如果样品表面出现氧化现象, 还要进行相应的防腐处理, 通过采用1:99的HF试剂或盐酸来达到防腐处理效果。在各个细节处理中, 需要对衬底进行漂洗, 利用去离子水可达到漂洗效果, 考虑到空气会对衬底进行污染, 还要在转移腔体时确保样品干燥, 可采用氮气枪来进行。相比于其他异质结构, 结合材料性质, 可发现氮化镓中的纤锌矿具有非常强的热稳定性, 当需要重整样品的表面结构时, 可将衬底置于真空环境下, 然后利用630℃的恒定高温进行一个小时的退化处理, 然后放置到常温环境下即可实现表面结构重整。
(二) 特性表现
在样品制备完毕后, 对样品特性表现进行分析, 由于样品表面会因酸而产生变化, 进而使样品结构重构, 因此样品表面会变得不够平整, 这是从原子角度所获得的测量结果。通过测量其原子厚度, 其均方差结果为1.5纳米, 从整体进行观看, 样品表面是比较均匀的。由此可见, CoFeB具有较好的生长质量, 能够对样品表面进行均匀覆盖。
四、基于异质结构的氧化物稀磁半导体磁性调控研究
(一) 在砷化镓稀磁半导体中注入铬离子后的磁性测量
在砷化镓稀磁半导体基片中, 注入铬离子, 可以了解到, 相比于没有注入铬离子的基片, 铬离子在基片中注入的剂量越多, 则基片的饱和磁距-Ms也会发生变化, 并且这种变化和铬离子的注入剂量为正相关, 从曲线M-H可以了解到, 相比于原来的饱和磁距, 砷化镓晶体的增长速度变得缓慢, 不过其曲线变化与未注入铬离子时的相比, 可发现砷化镓稀磁半导体具有极强的磁性, 而且铬离子的注入量越多, 则砷化镓半导体的磁性也就变得愈发突出。
通过分析砷化镓稀磁半导体基片的磁性曲线可以了解到, 砷化镓稀磁半导体基片在注入其他元素离子时, 相比于没有注入具有着显著的差异, 无论是大剂量的元素离子注入, 还是小剂量的元素离子注入, 以及没有注入元素离子的基片, 都能够通过衍射曲线进行表示, 通过观察衍射曲线可以非常清晰的了解到, 在未注入元素离子的砷化镓稀磁半导体基片中, 峰值都集中在该基片图中, 并且表现的极为明显, 虽然大剂量元素离子注入与小剂量元素离子注入的基片图中也存在峰值, 但却不存在杂峰, 通过观察衍射曲线可以发现, 在铬离子注入后, 砷化镓稀磁半导体仅存在一个单一相, 该观察结果是通过对比后得出的。
(二) 砷化镓稀磁半导体在磁性调控中极化电压的影响
在对砷化镓稀磁半导体基片进行极化之前, 需要在电容器极板中设置基片, 等到极板电压趋于稳定以后, 将极化时间控制在10分钟以内, 在极化完毕后, 对砷化镓稀磁半导体基片的磁性进行测量, 在测量过程中利用磁强计-Versalab振动样品来执行。待砷化镓稀磁半导体极化后, 如果极板电压达到1.2kV, 则MH的相对强度会因饱和磁化而削弱至1.2kV以内。
通过观察可以了解到, M-H磁化曲线没有出现变化, 在电压为1.2kV至1.6kV的区域内为饱和磁化强度区域, 并且电压和强度具有正相关性。
五、结语
总而言之, 在对基于异质结构的氧化物稀磁半导体技术进行研究中, 本文通过对砷化镓稀磁半导体在常温环境下的特征进行研究, 取得的研究成果是较为理想的, 可采用更加先进的技术手段来扩大表征范围, 从而更为深入的研究氧化物稀磁半导体在不同电厂条件中的磁性变化规律。随着科学技术的发展, 将有越来越多的氧化物稀磁半导体被应用于电子领域, 因此我国仍旧需要进一步加强对这种新兴材料的研究。
摘要：近年来, 随着我国对氧化物稀磁半导体技术研究的不断深入, 使氧化物稀磁半导体在电子构件制造中的应用变得越来越广泛, 氧化物稀磁半导体凭借其突出的低温性能, 使电子构件实现了存储功能与逻辑功能, 这也引起越来越多人的兴趣。在常温条件下, 需要对氧化物稀磁半导体的居里温度进行严格的控制, 尤其是在磁性与调控过程中, 需要掌握许多注意事项, 不过由于氧化物稀磁半导体的结构不同, 这也使其表现出不同特征。鉴于此, 本文对基于异质结构的氧化物稀磁半导体技术进行深入的研究。
关键词：异质结构,氧化物,稀磁半导体
参考文献
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半导体材料研究进展论文范文第4篇
摘要：5G是引领未来科技发展的基础通信技术，更是经济和社会发展的基础保障。5G芯片技术及其行业发展将会是这场科技浪潮的重点。在5G和人工智能（AI）等技术促进设备连接数量和规模爆发式增长的同时，人工智能物联网（AIoT）、新型终端、新能源/无人驾驶汽车等新兴领域都对芯片技术提出了新的要求。 在传统摩尔定律下，尺寸微缩逼近物理与经济极限，新型器件、先进封装、第3代半导体等新技术和新材料将引领半导体产业走向新的产业格局。
关键词：5G；芯片；创新机遇
1 5G促进半导体产业升级
2020年4月，在中国国家发展和改革委员会的新闻发布会上，“新基建”的范围首次被明确。作为新基建七大领域之首，5G在拉动投资、促进产业升级、培育经济发展新动能等方面潜力巨大，未来将为新基建提供强大的智能引擎。
目前，5G正进入加速发展期。全球移动通信系统协会（GSMA）的最新报告显示，全球已有47个国家发布106张5G商用网络，有409家全球运营商投资5G网络。中国的5G网络建设位于全球前列。截至目前，中国累计建设的5G基站数量超过71.8万个，占全球基站总数的70%。权威机构预测，2025年中国将会有8.07亿个智能终端和80亿个物联网（IoT）连接，通信网络产业将迎来新一轮发展契机。
GSMA最新发布的《2021年全球移动经济报告》显示，到2025年底，5G连接数量将达到18亿个，约占移动连接总数的20%。
通信产业每10年发展一代。相比于2G、3G和4G，5G拥有三大业务应用场景，并且业务需求已发生重大变化[1]。5G将深入各行各业，进一步解决物与物的联接问题，促进产业的数字化转型。新需求带来端到端技术的变革，通信芯片将面临新的挑战。
（1）数据规模急剧增长
5G催生海量數据，需要提升计算力，释放数据价值。5G海量物联网的感知层、连接速率的提升和时延的降低，都将极大地驱动数据量增长。因此，通信芯片除了要具备通信功能外，还需要拥有强大的计算能力，以满足云网融合下网络架构深刻变革的需求。在“多系统、多场景、多业务”的云网业务需求和技术创新并行驱动下，云和网高度协同，互相支撑。在此背景下，云计算向着集中化和边缘计算两个方向发展，中心云向着通用化、更强的计算能力和人工智能（AI）训练能力方向发展，边缘云则向着领域定制、更高的能效和AI推理能力方向发展。网络能力架构需要以计算和联接为核心，这对通信芯片提出更高的智能化计算需求[2]。
（2）芯片设计复杂度不断增加
以基带芯片为例，5G通过复杂的编码来实现频谱利用率的提升。多通道、高频率和大带宽共同推动数据吞吐量的增加。基带芯片需要应对5G多样化的应用场景，兼顾低功耗诉求。这些都使得芯片设计变得非常复杂。
（3）上游芯片供应链面临挑战
受益于5G网络，射频前端模拟器件、面向边缘计算的高性能处理器和光器件都具有广阔的发展前景。然而，目前上游芯片供应链多样化的供应能力有待加强。部分中国厂家虽然已经具备一定的研发和生产能力，但是在产业规模商用和性能提升方面仍需要做进一步努力。
2 半导体技术创新发展趋势
由于摩尔定律效应正在放缓，为了延续指数级的进化，业界和学界都做出大量尝试。具体来看，架构设计更注重系统层面优化和单位面积效能提升。系统厂家注重垂直整合，并通过系统集成芯片来获取发展新动能，例如片上系统（SoC）和系统级封装（SIP）。晶体管微缩在未来5年内仍将持续。新材料、新封装技术的发展，为摩尔定律的延续开辟了另一条道路。
晶体管微缩接近极限，驱动业界寻找其他路径。目前，最先进的5 nm工艺制程已经实现规模量产。为持续发展先进制程并给产业发展增添信心，在进入3 nm工艺制程后，全新的全环绕栅极（GAA）晶体管将替代鳍式场效应晶体管（FinFET），以解决制造难题，推动晶体管持续微缩。同时，设计工艺协同优化（DTCO）、系统工艺协同优化（STCO）等协同技术的引入，使得摩尔定律效应在未来5年仍得以延续。
然而，有数据显示，先进工艺达到28 nm以后，将进入一个新的拐点：设计费用和单位芯片成本不降反升。一个5 nm工艺SoC芯片的设计费用，是16 nm工艺SoC芯片设计费用的5倍。高昂的设计费用和低良率问题，驱动着行业寻找其他路径。
高级封装技术将成为性能和成本持续优化的另一创新路径。灵活性和性价比也是芯片设计的重要考量因素，因此Chiplet方案获得广泛关注。Chiplet是将一块大的单芯片拆分为多个小芯片，再通过高级封装进行重组。它的优势是灵活性高、综合成本低。不同功能的Die可以选择不同的制造工艺。这种方案的Die良率更高，并且可以通过Die组合来满足不同市场需求。结合Chiplet方案，2.5D/3D高级封装技术的快速发展，将为芯片设计打开一扇新大门。
SoC架构的创新对芯片性能的提升起到关键作用。在架构设计时，设计师们需要在灵活性（可编程）和高效性（专用）之间做权衡。在多个异构处理单元组成的SoC中，领域定制SoC（DSSoC）方法有助于提升系统的开发和运行效率。DSSoC架构设计的五大技术目标包括：（1）感知计算资源和应用程序指令，跟踪芯片间和芯片内数据的智能调度；（2）采用完整、统一的工具链，提升编程效率；（3）完成应用到计算单元、内存的最优映射；（4）在计算单元之间构建低功耗、低延时的通信网络；（5）快速集成异构的计算单元。
3 企业应对策略
创新是根本，并推动产业结构优化升级。受益于5G行业市场的迅速发展，如物联网和工业智能制造等，芯片的重要性日益凸显，相关领域对芯片的需求实现突破性增长。芯片技术是5G技术的核心。对此，中兴通讯坚持以产品为中心，聚焦核心技术创新，提升产业基础集成电路（IC）能力；聚焦产品应用，借助中国通信产业市场地位发挥高水平系统技术能力；以龙头企业在系统架构上进行创新驅动，构建开放式协同创新模式，联动上下游多路径发展。中兴通讯一方面积极参与国际科技合作，采用业界先进技术持续提升竞争力；另一方面把握半导体技术由先进工艺转向先进封装/架构的技术转折点，在成熟工艺上通过系统厂家的架构设计创新，构建产业发展新生态。
参考文献
[1] 严斌峰， 袁晓静， 胡博. 5G技术发展与行业应用探讨 [J]. 中兴通讯技术， 2019， 25（6）： 34-41. DOI： 10.12142/ZTETJ.201906006
[2] 王健， 郑爽， 曹晓平. 智能硅基多维复用与处理芯片 [J]. 中兴通讯技术， 2020， 26（2）： 51-63. DOI： 10.12142/ZTETJ.202002008
作者简介
刘新阳，深圳市中兴微电子技术有限公司副总经理、中国通信学会通信专用集成电路委员会副主任委员、中国半导体行业协会集成电路设计分会理事会理事、集成电路产业技术创新战略联盟理事会理事，曾任中兴通讯股份有限公司硬件研究所副所长、微电子研究院副院长、手机终端整体解决方案产品线产品总经理；主要从事战略和技术规划、公共事务工作；拥有20余年通信集成电路设计经验，曾主持多个重大产品的研发项目，并完成产品的商用和批量交付。
半导体材料研究进展论文范文第5篇
摘 要：塑料封装是功率半导体器件主要的封装形式，但塑料封装的非气密性会带来潜在的可靠性问题，封装分层就是其中最常见的一种失效模式。封装分层一般是在水汽和热应力的协同作用下发生的，工作温度很高的功率器件极易发生分层。封装分层会导致键合引线脱落、芯片表面金属层或钝化层损伤、爆米花效应、金属的腐蚀，使塑封器件的性能极大降低甚至失效。功率器件的广泛应用对封装可靠性提出了更高的要求。本文主要对塑封功率器件分层进行解释，研究封装分层的具体机制，并提出工艺改进方案。
关键词：半导体功率电子器件；塑料封装；分层；粘接强度
Discussion on Delamination and Reliability Analysis of
Plastic-sealed Power Devices
YANG Jun
（China Zhenhua Group Yongguang Electronics Co.，Ltd.（State-owned 873），Guiyang
Guizhou 550018）
塑封器件受封裝材料和本身特性的限制，采用环氧树脂塑封料进行封装。塑封器件是非气密性封装，在封装方面就存在一些缺点，最主要的缺点就是对潮气比较敏感。湿气的侵入，会使电子封装中产生一些可靠性问题，特别是分层现象。对处于较高温度工作的塑封半导体功率电子器件来说，分层现象会更加严重。相较于塑封器件，在使用或是在可靠性试验时，分层相对于常温贮存的普通塑封器件更容易产生，且在较高的温度下，扩展和蔓延在分层现象中更容易形成，进而造成器件失效。
因此，面对湿和热时，塑封半导体功率电子器件会愈加敏感，受湿气影响，分层会给器件可靠性带来更大危害。界面分层的形成相对于塑封料与其他材料间的成因有多种，如受污染的注件表面，不良注塑工艺条件的存在，因失配的热膨胀系数而引起的剪切应力，水汽侵入及热应力形成的爆米花效应等[1]。
1 塑料器件失效模式及原因分析
1.1 塑料器件失效模式
从失效模式来说，早期失效和使用期失效是主要模式。
1.1.1 塑封早期失效。早期失效多是由封装工艺的不完善造成的，主要发生在芯片焊接、引线键合和模塑料注塑等封装工艺过程中，主要表现形式有以下4方面。①芯片上的焊接或粘接缺陷，如烧焊空洞、芯片位置偏移、同心度差、溢出焊盘的焊料导致短路、不牢固的焊接芯片和较弱的剪切强度等。②引线键合上的缺陷，如键合点的脱落、偏移、弹坑；线尾过长引、线间短路、引线形状异常等。③塑封料因流动性问题而形成的注塑缺陷，如冲丝导致的金线间短路或金丝断裂；塑封料层空洞、气孔或填充不完全；基板移动等。④热胀冷缩的收缩应力在塑封料固化中形成的封装缺陷，如损伤或断裂的引线、焊球或焊点；受损伤的芯片钝化层或表面金属化；焊接或粘接界面分层等。
1.1.2 塑封器件使用期失效。使用期失效是发生在器件服役过程中的失效。使用期失效机制可以分为因材料热膨胀系数差异所导致的热应力破坏与湿气渗透所导致的破坏2大类。
国外产品工作结温大多都能达到150℃，甚至更高，而在国内，产品工作结温只能勉强达到150℃，且受湿热的影响，产品可靠性极易出现较大的退化。使用期失效的主要表现形式有以下两种[2]。
1.1.2.1 热应力破坏。在温度循环及高温下，因热膨胀系数在塑封料、芯片和引线框架材料间存有一定差异，封装后，应力集中生成在器件体内局部。当热应力水平超过塑封材料的机械或断裂强度时，极易造成器件失效。一般情况下，环氧树脂玻璃的转变温度（Tg）较低，多在150℃以下。处于此温度范围，环氧树脂材料的热膨胀系数接近或超过环氧树脂的Tg，器件在较强的热应力作用下极易失效。最常见的失效现象即塑封分层，塑封料、芯片和引线框架的粘接面受热应力影响而造成剥离或分离的产生，这会导致水汽渗透加剧，甚至会使芯片表面金属化层或钝化层的损坏；在某些因散热不当芯片表面局部高温甚至会使塑封料碳化，造成金属条间短路；长期处在工作状态中的器件，尤其是高低温反复循环应力状态下，还可能会发生焊料的疲劳失效等。
1.1.2.2 湿气破坏。湿气可以通过粘接界面或环氧树脂本身渗透进入封装体内部。这里所说的“湿气”可能以单一的蒸汽状态存在，也可能以气、液混合状态存在。在实际工作中，“受潮”是诸多类型失效的根源所在。若湿气带有较多离子，就很容易造成芯片表面或引线框架被腐蚀，从而导致器件电性能的退化。附着有腐蚀效应的离子会促进粘接或焊接面上环氧树脂的加速离解，进而让湿气更容易渗透到塑料封装体的内部。此外，处于回流焊过程中的塑封器件，附着在封装外壳中的水分会快速汽化，造成塑封料膨胀，导致分层剥离和开裂现象，俗称“爆米花”现象[3]。
1.2 原因分析
从材料及工艺手段来说，塑料器件失效的原因主要包括以下5方面。
①材料易吸潮。塑封材料吸潮后会影响参数性能及可靠性，且器件封装前的潮气也会影响产品可靠性，因此，温度类筛选及试验考核是非常必要的。
②材料匹配问题。塑料封装的热膨胀系数过大，封装以后及后续产生内应力会导致发生分层。推荐机械应力筛选、热性能筛选及考核。
③塑封料的粘接性差。由于塑封料的粘接性差，导致粘接强度变差，后续工作易分层。推荐机械应力筛选、热性能筛选及考核。
④预处理不到位。引线框架和芯片未经彻底清洗，易有大量残留物质，这会降低粘接强度，导致分层。
⑤塑料固化时间短。塑封厂家缩短塑料的固化时间，导致粘接强度差，在进行后续工作时，芯片容易分层。
2 代表塑封半导体功率电子器件封装结构对分层的影响
以TO-252封装产品为例，主要的结构材料为芯片、环氧塑封料、引线框架和键合丝等。在封装过程中，产品分层多存在于不同界面的交接位置。在单一材质表面，其分层概率较低，产品封装质量一致性较高；环氧塑封料与铜基板、芯片表面的粘接均存在一个过渡层（边界层），该层内的塑封料与其他部位的塑封料相比性质发生了变化，而粘接过渡层往往是粘接界面的薄弱部位，分层裂纹容易在其中萌生及扩展。图1为封装时出现的产品分层（阴影区域SAM测试产品内部界面分层）。
应力集中和粘接缺陷处是分层裂纹产生的主要位置。正常工艺状况下的无分层样品粘接面上（Cu-EMC）已经存在微裂纹，这是分层裂纹扩展的“源”。当存在分层裂纹扩展的“源”的产品处于湿热应力作用下时，其分层面积扩展速度高于无分层裂纹扩展的“源”的产品，试验图见图2和图3。
对产品内部结构中主要的不同界面之间（框架与环氧塑封料和芯片与环氧塑封料）的粘接强度进行分析。在施加一个较强热应力后，对产品内部分层情况进行分析，试验结果见图4。芯片表面铝层与环氧塑封料的粘接效果非常好，远高于环氧塑封料与铜基板之间的粘接强度。提升铜框架与环氧塑封料之间的粘接强度，是提升产品可靠性的有效途径[4]。
3 铜框架特性
由于功率器件封装具有大电流、高功率的特点，功率器件的封装对引线框架材料提出了更高的要求。在实际生产中，采用中强高导型的Cu-Fe-P合金，该系列合金抗拉强度为362～568MPa，电导率在55%～65%CAS，其主要特性优势包括高导电性、高导热性、良好的热匹配、良好的耐热性和抗氧化性。
4 封装工艺改进研究
通常使用粘接强度作为评价胶黏剂性能的指标。对于EMC与铜合金的胶接接头，粘接强度一般采用EMC在铜合金上的剪切强度来表征。粘接的强度取决于许多因素，如胶黏剂的选择、被粘接材料表面处理方法、粘接操作工艺和固化工艺等。主要影响因素包括以下几方面。
4.1 表面浸润性与粗糙度
当胶黏剂良好地浸润被粘材料表面时，表面的粗糙化有利于提高胶黏剂液体对表面的浸润程度，增加胶黏剂与被粘材料的接触点密度，从而有利于提高粘接强度。
4.2 表面处理或改性
粘接前的表面处理或改性是粘接成功的关键，其目的是获得高粘接强度及提高粘接面的抗介质腐蚀能力。在实际应用中，对被粘物表面进行表面处理或改性是普遍采用的措施。等离子清洗技术是现在最优秀、最有效的表面处理和改性技术，能对铜合金表面进行适当的氧化处理，提高表面的微观粗糙度，降低表面的接触角，增进EMC与铜合金表面的共价键键合，对于粘接是有利的。
4.3 压力的施加
在粘接时，向粘接面施以压力，使胶黏剂更容易充满被粘体表面上的坑洞，甚至流入深孔和毛细管中，减少粘接缺陷。对于黏度较小的胶黏剂，加压时会过度地流淌，造成缺胶。因此，应在黏度较大时再施加压力，也促使被粘体表面上的气体逸出，减少粘接区的气孔。对于较稠的或固体的胶黏剂，在粘接时施加压力是必不可少的手段。在这种情况下，常常需要适当地升高温度，以降低胶黏剂的稠度或使胶黏剂液化。为了获得较高的粘接强度，对不同的胶黏剂应考虑施以不同的压力。一般对固体或高黏度的胶黏剂施加较高的压力，而对低黏度的胶黏剂施加较低的压力。
4.4 内应力
内应力是影响塑封粘接强度和耐久性的重要因素。在塑料固化阶段中，粘接剂因收缩的塑封体积，而造成了收缩应力。使得其中的树脂在固化过程中普遍伴随着体积的收缩。聚合反应中的体积收缩率分布在一个较大的范围内，缩聚反应和加聚反应的体积收缩率比较大，开环聚合时的体积收缩较小，体积收缩率比较低，发生在环氧树脂固化过程中，这是其在电子封装中被广泛应用的原因之一。降低固化过程中的体积收缩率对热固性树脂的应用有十分重要的意义。降低收缩率通常可以采取下列办法：①降低反应体系中官能团的浓度；②加入高分子聚合物来增韧；③加入无机填料。
5 结论
本文对TO-252封装形式的功率器件的分层现象进行了失效分析，比较了铜基板表面分层与芯片表面分层的异同，分析分层发生位置及扩展机制。从表面粗糙度、浸润性、热匹配性和抗氧化性等多个角度分析铜材框架性能，并从粘接理论的角度进行了相关解释，提出了工艺改进方向。主要结论如下。
①EMC与铜基板、芯片表面的粘接均存在一个边界层，弱边界层的产生对粘接强度有较大的削弱作用。
②分层裂纹主要发生在应力集中及粘接缺陷处，在湿热应力作用下发生扩展。
③铜材合金框架在功率器件上使用存在性能优势。
④对封装工艺进行分析，指出封装质量可靠性提升方向。
鉴于塑料封装形式多样化，除了类似TO-252的小封装外，TO-220、TO-247和SOT-227B等大封裝，甚至是模块化的塑料封装形式也越来越多，如何改善塑封器件的结构弱点，也将成为今后研究的重点。
参考文献：
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半导体材料研究进展论文范文第6篇
1. 引言
近年来，随着社会的进步和科学的发展，对纳米材料的性能提出了更高的要求，单一的纳米材料已经不能满足人们的需求。现代材料发展的趋势是将两种或两种以上单一材料合成为一种性能优良的复合材料，使之既包括单一组分的性能，又包括各组分协同作用产生的综合性能，开创了材料设计方面的新局面。磁光双功能纳米材料是一种将磁性材料和发光材料结合为一体，同时具有磁性和发光性能的复合纳米材料，是当今新材料领域的前沿研究课题。因其具有可控的结构和界面相互作用，从而表现出新的物理和化学性质，这些新颖的性质对未来的科技具有重要的应用价值与研究价值。磁光双功能纳米材料能够进行荧光标记和磁性分离，不仅用外部磁场可以操纵，也可以用荧光成像技术即时观察，与单一纳米材料相比，具有更重要的应用价值。
2. 磁光双功能纳米颗粒的制备
目前，对磁光双功能纳米材料的研究主要是针对磁光双功能纳米颗粒的制备、性质以及应用等方面进行探索研究。作为具有广泛发展前景的磁光双功能纳米材料，磁光双功能纳米颗粒不足以满足未来更多、更新、更高的技术需求，难以满足日益增长的应用需求，迫切需要制备具有新型结构的磁光双功能纳米材料[1]。
核壳结构的磁光双功能纳米材料常以发光物质作为壳层，这些发光物质多数为量子点，有机染料分子和稀土掺杂的无机材料。尽管有机染料广泛应用于生物医学领域，但其具有荧光寿命短、光致漂白、染料分子容易聚集、对细胞潜在毒性等缺点，使其实际应用受限。而半导体量子点固有的毒性和在水中稳定性差、容易聚集、生物相容性差等缺点而未能广泛应用。稀土掺杂纳米发光材料具有发光性能独特，荧光寿命长、量子产率高、毒性低、光化学稳定性高等优点，使之成为生物标记的新类型材料。若将稀土掺杂纳米发光材料作为磁光双功能纳米材料的壳层有助于改善量子点、有机染料分子等发光材料在实际应用过程中的不足之处，使磁光双功能纳米材料具有更加广阔的应用前景。磁光双功能纳米材料多以Fe3O4、γ-Fe2O3等磁性物质作为核壳结构的核层[2]。Dr. Latif U. Khan等人[3]制备了Fe3O4@SiO2-Ag@Y2O3：Eu3+纳米颗粒，研究发现，SiO2层可以有效提高样品的荧光性能。Jia等人[4]制备了CoFe2O4/SiO2/Y2O3：Eu3+纳米颗粒，实验结果表明，SiO2层的存在有效地避免了磁性物质对发光物质荧光性能的影响，得到了同时具有良好磁性和发光性能的纳米颗粒。
3. 磁光双功能一维纳米材料的制备
随着科学技术的不断发展，单一形貌的磁光双功能纳米颗粒很难满足生物医学等领域对磁光双功能纳米材料日益增长的需求和要求。因此，制备具有新颖形貌的磁光双功能一维纳米结构材料是亟待解决的问题。目前，磁光双功能一维纳米结构材料已有报道，主要是以Fe3O4颗粒、稀土配合物或者稀土氧化物纳米颗粒为原料，高分子PVP或者PMMA为模板，采用静电纺丝技术制备磁光双功能一维纳米材料。
Ma等人[5]采用静电纺丝法制备了磁光双功能柔性Janus纳米带，Janus结构实现了将磁性物质和发光物质有效分离，避免了磁性物质对发光性能的影响。陈[6]等人采用静电纺丝法制备了钇铁石榴石（YIG）纳米纤维。在750℃下焙烧得到尺寸均匀的纳米纤维，纤维直径大约为100 nm。
4. 总结
磁光双功能纳米材料同时具有磁性和发光性能，将荧光标记和磁性分离合为一体，既可用外部磁场操纵，也可以用荧光成像技术进行即时观察，在生物成像、荧光标记、生物测定、药物传输、医学诊断治疗、生物标记、食品安全、环境监测等领域具有巨大应用前景。
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项目名称：大学生创新创业训练计划项目，项目名称（项目编号：202010191128）
作者简介：杨程博，男，吉林建筑大学材料科学与工程学院本科生
吉林建筑大学材料科学与工程学院 吉林 长春 130118