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本項(xiàng)目屬于電子信息功能材料技術(shù)領(lǐng)域。 特色及先進(jìn)性：為了實(shí)現(xiàn)同一種單晶薄膜即可應(yīng)用于磁光器件，又可應(yīng)用于微波器件中，本項(xiàng)目提出了鉍镥鐵石榴石（BiLuIG）薄膜的設(shè)計(jì)體系，為了使其同時(shí)具有良好的磁光和微波特性，本項(xiàng)目很好的根據(jù)晶格匹配原則設(shè)計(jì)了材料配方，并選用無鉛液相外延技術(shù)，大大提高了薄膜的性能。本項(xiàng)目提出了在釓鎵石榴石（GGG）襯底上直接外延大口徑磁光BiLuIG單晶體的思路，解決我國(guó)無大晶格常數(shù)摻雜釓鎵石榴石（SGGG）晶圓片技術(shù)、無鉛液相外延大尺寸BiLuIG晶體圓片的不足，突破純GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶體這一難點(diǎn)科學(xué)問題。研究?jī)?nèi)容包括：（1）BiLuIG薄膜材料的配方設(shè)計(jì)研究：基于四能級(jí)躍遷模型，并結(jié)合離子替代規(guī)律和多離子摻雜技術(shù)，尋找最佳配方；（2）液相外延單晶薄膜材料的工藝技術(shù)研究：包括薄膜均勻性、缺陷控制、無鉛配方、生長(zhǎng)速率和薄膜鏡面條件控制等；（3）材料在器件中的驗(yàn)證研究，設(shè)計(jì)制備平面波導(dǎo)型磁光開關(guān)對(duì)材料磁光性能的驗(yàn)證。 技術(shù)指標(biāo)：（1）建成了我國(guó)第一條大尺寸磁光單晶薄膜液相外延的生產(chǎn)線，最大尺寸達(dá)到3英寸，單面薄膜厚度達(dá)到1μm－20μm。（2）單晶薄膜具體微波和磁光參數(shù)：4πMs=1500-1750Gs，△H=0.6-2.0Oe，Θf≥1.6-2.1度/μm＠633nm。（3） 掌握了進(jìn)行單晶薄膜材料在磁光和微波器件中的設(shè)計(jì)、制備和測(cè)試工作。 促進(jìn)科技進(jìn)步作用意義：本項(xiàng)目突破了我國(guó)在3英寸石榴石系列單晶體材料以及相關(guān)器件研究上的瓶頸技術(shù)，獲得了高法拉第效應(yīng)和低鐵磁共振線寬的大尺寸高質(zhì)量石榴石單晶薄膜材料。滿足了國(guó)內(nèi)在磁光、微波及毫米波集成器件方面對(duì)石榴石系晶體材料的需求，擺脫了完全依賴進(jìn)口、受制于人的不利局面。該項(xiàng)目研制的材料已提供給中電集團(tuán)41所、美國(guó)Delaware大學(xué)、天津大學(xué)、中國(guó)工程物理研究院、深圳市通能達(dá)電子科技有限公司（中電九所下屬）、陜西金山電器有限公司（4390廠）等單位使用，并為中電集團(tuán)9所、33所等單位提供批量樣品，用于制備磁光和微波器件，受到好評(píng)。

本項(xiàng)目提出了在釓鎵石榴石（GGG）襯底上直接外延大口徑磁光BiLuIG單晶體的思路，解決我國(guó)無大晶格常數(shù)摻雜釓鎵石榴石（SGGG）晶圓片技術(shù)、無鉛液相外延大尺寸BiLuIG晶體圓片的不足，突破純GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶體這一難點(diǎn)科學(xué)問題。

本項(xiàng)目共包括8項(xiàng)授權(quán)專利，另有20余項(xiàng)專利正處于公開階段。 項(xiàng)目主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)為：（1）提出了一種Bi+Lu共摻雜新配方，實(shí)現(xiàn)了在傳統(tǒng)GGG襯底上外延出具有大法拉第效應(yīng)的BiLuIG石榴石單晶薄膜材料。 （2）提出了“緩沖法”技術(shù)，克服了無鉛液相外延工藝中熔體粘度偏高，薄膜均勻性差的難題，成功制備出3英寸的高質(zhì)量單晶BiLuIG薄膜材料，厚度可達(dá)20微米以上，其法拉第效應(yīng)是含鉛工藝制備材料的10倍。項(xiàng)目總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中在Bi+Lu共摻雜材料設(shè)計(jì)和無鉛液相

研制出了多個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鐵磁性非晶、納米晶軟磁合金材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、軟磁性能、耐蝕性能及對(duì)染料廢水高效降解性能，具體研究成果包括：（1）高飽和磁感低損耗納米晶軟磁合金：研制了FeSiBPCu系列納米晶軟磁合金，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.8T以上，1.5T/50Hz條件下的鐵損僅為0.29W/kg，是高級(jí)取向硅鋼鐵損的1/2，技術(shù)性能遠(yuǎn)優(yōu)于日本主要生產(chǎn)和大力推廣的FINEMET納米晶合金系列產(chǎn)品，在高效節(jié)能電機(jī)、無線充電系統(tǒng)、新能源汽車等技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊市場(chǎng)前景；（2）鐵磁性非晶合金構(gòu)件涂層：制備了厚度達(dá)9mm的非晶合金構(gòu)件涂層，非晶度90[[%]]以上，孔隙率低于1[[%]]，平均硬度達(dá)976HV，內(nèi)聚強(qiáng)度為237MPa；利用激光熔覆技術(shù)進(jìn)一步改善其力學(xué)性能，斷裂強(qiáng)度達(dá)1800Mpa，具有優(yōu)異的耐蝕性能和耐摩擦磨損性能，適用于各種功能構(gòu)件的在線修復(fù)；（3）鐵基非晶合金化學(xué)性能研究：研究了FePC(Cu)、FeSiBPCu、FeBC、FeCrNbYB等非晶/納米晶合金在對(duì)染料廢水的高效降解，發(fā)現(xiàn)合金表面的“自更新”行為可有效提高合金的重復(fù)利用性，同時(shí)良好的熱磁調(diào)諧性使合金便于降解后的自動(dòng)回收，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效、低成本處理印染廢水，解決水污染問題具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

研制出了多個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鐵磁性非晶、納米晶軟磁合金材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、軟磁性能、耐蝕性能及對(duì)染料廢水高效降解性能，具體研究成果包括：（1）高飽和磁感低損耗納米晶軟磁合金：研制了FeSiBPCu系列納米晶軟磁合金，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.8T以上，1.5T/50Hz條件下的鐵損僅為0.29W/kg，是高級(jí)取向硅鋼鐵損的1/2，技術(shù)性能遠(yuǎn)優(yōu)于日本主要生產(chǎn)和大力推廣的FINEMET納米晶合金系列產(chǎn)品，在高效節(jié)能電機(jī)、無線充電系統(tǒng)、新能源汽車等技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊市場(chǎng)前景；（2）鐵磁性非晶合金構(gòu)件涂層：制備了厚度達(dá)9mm的非晶合金構(gòu)件涂層，非晶度90%以上，孔隙率低于1%，平均硬度達(dá)976HV，內(nèi)聚強(qiáng)度為237MPa；利用激光熔覆技術(shù)進(jìn)一步改善其力學(xué)性能，斷裂強(qiáng)度達(dá)1800Mpa，具有優(yōu)異的耐蝕性能和耐摩擦磨損性能，適用于各種功能構(gòu)件的在線修復(fù)；（3）鐵基非晶合金化學(xué)性能研究：研究了FePC(Cu)、FeSiBPCu、FeBC、FeCrNbYB等非晶/納米晶合金在對(duì)染料廢水的高效降解，發(fā)現(xiàn)合金表面的“自更新”行為可有效提高合金的重復(fù)利用性，同時(shí)良好的熱磁調(diào)諧性使合金便于降解后的自動(dòng)回收，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效、低成本處理印染廢水，解決水污染問題具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

北京理工大學(xué)材料學(xué)院納米光子學(xué)材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在致力于開發(fā)性能優(yōu)異、綠色、實(shí)用的納米晶發(fā)光材料研究。在國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目和自然基金項(xiàng)目的支持下，研制出一種基于銅銦硫（CuInS2）和銅銦硒（CuInSe2）的新型、綠色、低毒熒光納米晶材料，已在白光照明、發(fā)光二極管、生物標(biāo)記、太陽能電池等領(lǐng)域獲得重要的應(yīng)用，相關(guān)的材料制備和應(yīng)用技術(shù)已申請(qǐng)了專利。本項(xiàng)目所制備的新型納米晶熒光材料性能優(yōu)異，波長(zhǎng)可在500-900 nm之間調(diào)控，熒光量子產(chǎn)率超過50%，可作為熒光材料

合作的企業(yè)類型等。簡(jiǎn)介請(qǐng)圖文并茂，字?jǐn)?shù)1000字以內(nèi)。） 近年來，在國(guó)家自然基金、江蘇省自然基金、航空基金以及國(guó)防預(yù)研、國(guó)家新能源產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)、江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化等項(xiàng)目資助下，本課題組進(jìn)行了在半導(dǎo)體晶體材料加工上實(shí)現(xiàn)了大尺寸（600mm）、高尺寸精度（5μm）、定晶向（0.3分）、低損耗、低成本的集成技術(shù)優(yōu)勢(shì)，成為國(guó)內(nèi)外首個(gè)在半導(dǎo)體晶體放電切割上實(shí)現(xiàn)重大突破和技術(shù)應(yīng)用的研究團(tuán)隊(duì)，多項(xiàng)研究成果已經(jīng)獲得或即將獲得重要應(yīng)用。 本課題組在特種加工、微細(xì)加工、激光加工、再制造等方面開

該成果探討了煤的結(jié)構(gòu)參數(shù)與煤光催化氧化反應(yīng)性、光-生物耦合降解的關(guān)系及控制方法，并基于煤特殊的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)，以及光敏化和光氧化降解特性，采用聚合物共混原理成功開發(fā)了一項(xiàng)多功能降解薄膜母料制備及功能材料制備技術(shù)。首次將煤作為光降解控制試劑應(yīng)用于新型光降解薄膜制備，該成果對(duì)用光催化氧化、光-生物耦合方法進(jìn)行煤溫和定向轉(zhuǎn)化有著重要科學(xué)和實(shí)際意義。獲陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，獲國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng)。 在渭北及新疆等地進(jìn)行了薄膜農(nóng)業(yè)田間試用，本項(xiàng)目薄膜對(duì)農(nóng)作物如玉米、棉花等生長(zhǎng)有良好的促進(jìn)作用，降解性能滿足實(shí)際要求，降解后對(duì)土壤無不良影響，并具有保氮和降草等功能，降解薄膜土壤背景分析通過了農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（石河子）質(zhì)量檢測(cè)。

基于過去發(fā)展的基于第一性原理電子結(jié)構(gòu)計(jì)算的有限溫度下鐵電-順電相變模擬手段，指出Fisher等人提出的有限尺寸標(biāo)度理論存在缺陷，并針對(duì)鐵電-順電相比提出修正方法。此理論缺陷存在的本質(zhì)原因是理論推導(dǎo)過程中對(duì)體材到薄膜演變過程中哈密頓量變化的忽視，是由當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與針對(duì)具體材料物性理論模擬手段的局限造成的。新發(fā)展出來的修正方法可廣泛適用于類似鐵電材料的物性模擬。 研究中，以SnTe作為一個(gè)例子，來研究標(biāo)度律不成立的體系；以BaTiO3為一個(gè)例子，來描述標(biāo)度律成立的體系。通過對(duì)比兩類材料在從體材到薄膜變化過程中電子結(jié)構(gòu)與相變溫度變化的規(guī)律，作者發(fā)現(xiàn)相變序參量的變化可以作為一個(gè)描述子，來區(qū)分此兩類系統(tǒng)。在標(biāo)度律成立的體系，體材與薄膜的相變序參量并不發(fā)生變化，這個(gè)也是70年代Fisher等人提出標(biāo)度律的一個(gè)基本假設(shè)。而對(duì)SnTe這類材料，在從體材到薄膜的演化過程中，相變序參量已經(jīng)發(fā)生了變化。這一機(jī)制也為尋找、預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)低維高Tc鐵電材料提供了新思路。不同于之前研究常采用的施加應(yīng)變等外部調(diào)制手段，新機(jī)制預(yù)測(cè)的低維鐵電材料具備本征高Tc，更易于脫離實(shí)驗(yàn)室條件走向工業(yè)生產(chǎn)。課題組期待這一工作能激發(fā)更多高Tc鐵電材料的發(fā)現(xiàn)。圖1. 材料的相變序列(a) 滿足標(biāo)度律的傳統(tǒng)鐵電材料；(b) 不滿足標(biāo)度律的二維鐵電材料；(c) 不滿足標(biāo)度律的一維鐵電材料。當(dāng)且僅當(dāng)材料的低維相變序列發(fā)生改變時(shí)，標(biāo)度律不成立，該材料有可能發(fā)現(xiàn)高Tc，即(b)(c)，有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。

成果簡(jiǎn)介： 北京理工大學(xué)材料學(xué)院納米光子學(xué)材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在致力于開發(fā)性能優(yōu)異、綠色、實(shí)用的納米晶發(fā)光材料研究。在國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目和自然基金項(xiàng) 目的支持下，研制出一種基于銅銦硫（CuInS2）和銅銦硒（CuInSe2）的新型、 綠色、低毒熒光納米晶材料，已在白光照明、發(fā)光二極管、生物標(biāo)記、太陽能電池等領(lǐng)域獲得重要的應(yīng)用，相關(guān)的材料制備和應(yīng)用技術(shù)已申請(qǐng)了專利。 本項(xiàng)目所制備的新型納米晶熒光材料性能優(yōu)異，波長(zhǎng)可在 500-900 nm 之間 調(diào)控，熒光量子產(chǎn)率超過 50%，可作為熒