二维材料粉体具有比表面积大、催化活性位点丰富、易于溶液加工、微结构可调等特性，在能源、电子器件、催化和环境等领域展现出巨大的应用前景。高品质二维材料粉体的低成本、批量化、微结构调控制备是发展其大规模应用的重要前提。本文总结了基于硅藻土模板法制备二维材料粉体(如石墨烯、石墨双炔、过渡金属氮化物、过渡金属硫属化合物粉体)的研究进展；介绍了所获得的二维材料粉体在能量存储器件、印刷电子学、电催化析氢、废水处理等领域的应用研究；最后讨论了基于硅藻土模板法的二维材料粉体制备研究中尚存的问题与挑战，以及二维材料粉体可能的应用方向。
二维材料粉体 硅藻土模板 三维多孔结构 能量存储和转换 two-dimensional material powder diatomite template three-dimensional porous structure energy storage and conversion
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.上海科技大学 物理科学与技术学院, 上海 200031
3 3.北京大学 化学与分子工程学院, 稀土材料化学及应用国家重点实验室, 北京 100871
活性炭因具有高比表面积和丰富的孔结构而被广泛应用于吸附水处理中的污染物。稻壳具有独特的组成和微观结构, 是制备活性炭的优质碳源。以稻壳为原料, 利用过饱和KOH溶液的预活化和活化双重作用, 在不同温度下制备出超高比表面积活性炭。随着活化温度的升高, 活性炭的比表面积和总孔容逐渐增大。900 ℃下制得的活性炭具有超高比表面积, 达到3600 m2/g, 总孔容为3.164 cm3/g, 明显优于商用活性炭(YP-80, 比表面积为1310 m2/g, 总孔容为0.816 cm3/g)。具有最高比表面积的稻壳活性炭对亚甲基蓝的最大吸附量达到983 mg/g, 几乎是YP-80 (525 mg/g)的两倍。通过吸附动力学拟合, 吸附亚甲基蓝的过程与拟二级动力学模型一致, 表明该过程为化学吸附。
稻壳 超高比表面积 活性炭 吸附 亚甲基蓝 rice husk ultra-large specific surface area activated carbon adsorption methylene blue
鄂东医疗集团黄石市中心医院湖北理工学院附属医院感染科, 黄石 435000
丙型肝炎是丙型肝炎病毒(HCV)感染引起的, 是导致肝硬化和肝癌的主要病因。HCV感染已成为严重危害人类健康的社会公共卫生问题。HCV非结构蛋白5A是近年来HCV抑制剂研究的重要靶点及热点, 本文对NS5A的三个结构域以及各个结构域在丙肝病毒复制、病毒颗粒组装及释放方面的生物学功能的研究进展进行了综述, 为NS5A抑制剂作用机制的研究提供了广泛的思路, 有利于对NS5A抑制剂的研制。
丙型肝炎病毒 结构 生物学功能 hepatitis C virus non-structure protein 5A NS5A structure biological function
重庆邮电大学光电工程学院光电信息感测与传输技术重点实验室, 重庆 400065
采用优化改进的CO2激光器制备了两种不同刻槽深度的长周期光纤光栅（LPFG），实验研究了光纤光栅刻槽区结构对应变传感特性的影响。研究结果表明:单侧周期性刻槽会在光纤光栅表面形成应力集中区，在轴向应变作用下发生微弯形成波状型结构，从而极大地提高了其应变响应灵敏度，深刻槽光纤透射谱的谐振波长线性漂移达到-10.96 nm，应变灵敏度达到－19.37 pm/με，且测量误差小。利用有限元分析软件ANSYS对刻槽型光纤光栅进行网格建模和模态仿真分析，得到其刻槽结构区的应变分布图。结果表明，深刻槽型光纤光栅随着应变增加，轴向微弯形变量增大，从而激发高阶包层模的耦合，提高了应变灵敏度响应。
光纤光学 长周期光纤光栅 刻槽工艺 应变灵敏度 微弯位移量 激光与光电子学进展
2016, 53(10): 100602
1 上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200072
2 上海大学 新型显示技术与应用集成教育部重点实验室, 上海 200072
制备了基于反应溅射SiOx绝缘层的InGaZnO-TFT, 并系统地研究了InGaZnO-TFT在白光照射下的稳定性, 主要涉及到光照、负偏压、正偏压、光照负偏压和光照正偏压5种情况。结果表明, 器件在光照和负偏压光照下的阈值偏移较大, 而在正偏压光照情况下的阈值偏移几乎可以忽略。采用C-V方法证明阈值电压漂移是源于绝缘层/有源层附近及界面处的缺陷。另外, 采用指数模式计算了缺陷态的弛豫时间。本研究的目的就是揭示InGaZnO-TFT在白光照射和偏压下的不稳定的原因。
薄膜晶体管 稳定性 反应溅射SiOx thin film transistor stability reactive sputtered SiOx
1 上海大学 材料科学与工程学院， 上海 200072
2 上海大学 新型显示技术与应用集成教育部重点实验室, 上海 200072
采用N2O plasma处理SiNx薄膜作为绝缘层，以室温下沉积的铟镓锌氧化物(IGZO)作为有源层制备了IGZO薄膜晶体管。与常规的IGZO-TFT相比，N2O plasma处理过的IGZO-TFT的迁移率由原来的4.5 cm2·V-1·s-1增加至8.1 cm2·V-1·s-1，阈值电压由原来的11.5 V减小至3.2 V，亚阈值摆由原来的1.25 V/decade减小至0.9 V/decade。采用C-V方法计算了两种器件的陷阱态，结果发现N2O plasma处理过的IGZO-TFT的陷阱态明显小于普通的IGZO-TFT的陷阱态，表明N2O plasma处理SiNx绝缘层是一种改善IGZO-TFT器件性能的有效方法。
薄膜晶体管 plasma处理 thin-film transistor InGaZnO InGaZnO plasma treatment N2O N2O
1 上海大学材料科学与工程学院， 上海 200072
2 上海大学 新型显示技术及应用集成教育部重点实验室， 上海 200072
报道了不同厚度Ta2O5栅绝缘层对氧化锌薄膜晶体管器件性能的影响。在室温下用射频磁控溅射分别制备了100,85,60,40 nm厚度的Ta2O5 薄膜作为绝缘层的一组底栅氧化锌薄膜晶体管器件。从实验结果可以得出如下结论：随着Ta2O5栅绝缘层厚度的增加，相应器件的场效应迁移率下降，其数值分别是50.5,59.3,63.8,71.2 cm2/V·s，对应100,85,60,40 nm厚度的绝缘层。从原子力显微图像可以看到，Ta2O5薄膜表面粗糙度随着薄膜厚度的减小而降低，这是场效应迁移率得以提高的主要原因。而100,85,60,40 nm不同厚度的绝缘层相应器件的开关电流比分别是1.2×105, 4.8×105, 3.2×104, 7.2×103，其阈值电压分别为1.9,1.5,1.2,0.9 V。从各项性能综合考虑，85 nm厚度的Ta2O5栅绝缘层所制备的薄膜晶体管器件具有最佳性能。
Ta2O5绝缘层 氧化性薄膜晶体管 磁控溅射 表面形貌 Ta2O5 insulator ZnO-TFT RF magnetron sputtering surface morphology
1 中国科学院半导体研究所国家光电子工艺中心, 北京 100083
2 云南师范大学太阳能研究所,云南 昆明 650092
采用三元InGaAs体材料为有源区,通过直接在InGaAs体材料中引入0.20%张应变来加强TM模的增益,研制了一种适合于作波长变换器的偏振不灵敏半导体光放大器(SOA)。在低压金属有机化学气相外延(LP-MOVPE)的过程中,只需调节三甲基Ga的源流量便可获得所要求的张应变量。制作的半导体光放大器在200 mA的注入电流下,获得了50 nm宽的3 dB光带宽和小于0.5 dB的增益抖动;重要的是,半导体光放大器能在较大的电流和波长范围里实现小于1.1 dB的偏振灵敏度。对于1.55 μm波长的信号光,在200 mA的偏置下,其偏振灵敏度小于1 dB,同时获得了大于14 dB光纤到光纤的增益,3 dBm的饱和输出功率和大于30 dB的芯片增益。用作波长变换器,可获得较高的波长变换效率。进一步提高半导体光放大器与光纤的耦合效率,可得到性能更佳的半导体光放大器。
光电子学 半导体光放大器 张应变 偏振不灵敏 信号增益 饱和输出功率
中国科学院半导体研究所国家光电子工艺中心, 北京 100083
利用扫描电子显微镜(SEM)研究了在选择外延MOVPE生长InGaAsP材料中, 厚度增强因子随SiOz掩模 宽度的变化, 生长条件(如生长压力、ID族源流量等)对厚度增强因子的影响。随着生长压力的增加, 生长速率下 降,选择性增强；随着In源流量的增加,生长速率上升,选择性下降。制备了最大厚度增强因子达3.4的InGaAsP体材料。通过扫描电镜观察,得到了较平坦的生长界面和表面形貌。为用选择生长法制备分布反馈激光器与模斑转换器集成器件提供有效的方法。
选择外延 厚度增强因子
1 中国科学院半导体研究所,国家光电子工艺中心,北京,100083
2 中国科学院半导体研究所,超晶格国家重点实验室,北京,100083
3 长春光机学院,吉林长春,130022
采用窄条宽选区生长化学气相沉积(NSAG-MOCVD)技术在掩膜宽度0～40 μm范围内,获得波长漂移达177.5 nm的高质量的InGaAsP材料,经推导,获得各个生长区域的组份、应变和In,Ga的气相浓度增加因子的比值随掩膜条宽的变化关系,并且认为该比值在阈值掩膜宽度范围内,与Ⅲ族分压比相关,大于阈值掩膜宽度范围内,与Ⅲ族源无关.此外,对材料富In现象作了合理解释.
窄条宽选区生长 化学气相沉积 波长调制
