梯度折射率红外成像系统可在保持成像性能的基础上, 极大降低系统的尺寸、质量和成本, 有望推进红外成像系统向轻小型发展。然而, 目前没有可用的红外梯度折射率光学材料。本文基于65GeS2-25In2S3-10CsCl硫系玻璃, 利用梯度温度场热诱导析出轴向梯度分布的β-In2S3纳米晶体, 制得梯度折射率透明硫系微晶玻璃。结果表明: 析出的β-In2S3晶体为不同晶面取向纳米晶组成的多晶结构, 尺寸约为25 nm, 且晶体尺寸、数量与梯度温度场密切相关; 制得的梯度折射率硫系微晶玻璃仍保持良好的长波红外透过率, 且其10 μm处最大折射率差Δn达0.047。

多晶硅在光电子器件领域具有较为重要的用途。 利用磁控溅射镀膜系统, 通过共溅射技术在玻璃衬底上制备了非晶硅铝（α-Si/Al）复合膜, 将Al原子团包覆在α-Si基质中, 膜中的Al含量可通过Al和Si的溅射功率比来调节。 复合膜于N2气氛中进行350 ℃, 10 min快速退火处理, 制备出了多晶硅薄膜。 利用X射线衍射仪、 拉曼光谱仪和紫外-可见光-近红外分光光度计对多晶硅薄膜的性能进行表征, 研究了Al含量对多晶硅薄膜性能的影响。 结果表明: 共溅射法制备的α-Si/Al复合膜在低温光热退火下晶化为晶粒分布均匀的多晶硅薄膜; 随着膜中Al含量逐渐增加, 多晶硅薄膜的晶化率、 晶粒尺寸逐渐增加, 带隙则逐渐降低; Al/Si溅射功率比为0.1时可获得纳米晶硅薄膜, Al/Si溅射功率比为0.3时得到晶化率较高的多晶硅薄膜, 通过Al含量的调节可实现多晶硅薄膜的晶化率、 晶粒尺寸及带隙的可控。

液晶材料应用于有机半导体器件是近年该领域的研究热点之一。文章就液晶材料的半导体性质以及在有机光伏器件中的应用进行文献调研和述评。介绍了有机太阳能电池的基本原理、器件结构和液晶基本知识。分析了液晶分子自身作为给体或受体材料的研究现状, 同时, 对液晶材料作为添加剂在有机光伏器件中的应用进行了调查。结论认为, 基于有机成分的液晶分子由于自身的有序性, 在有机半导体器件制备过程中充当活性材料, 有利于生成的激子解离和载流子的输运。作为添加剂, 液晶分子参与诱导活性材料有序结晶, 改善异质结界面及微观结构, 同样提高激子解离效率和载流子输运能力。两者都能够有效提高有机光伏器件的转换效率。最后, 对基于液晶材料的有机光伏器件的研究趋势进行了展望。

以Si(100)为衬底, 采用磁控溅射和射频等离子体增强化学气相沉积系统制备了Si(100)/Al膜/非晶Si膜结构的样品。对该样品进行Al诱导真空退火以制备多晶硅薄膜, 采用X射线衍射仪(XRD) 和AFM分析薄膜微结构及表面形貌。实验结果表明, 在经过500℃、550℃ Al诱导退火后, 形成了择优取向为〈111〉晶向的多晶硅薄膜。AFM给出了550℃退火后薄膜表面形貌, 为100～200nm大小的圆丘状硅晶粒, 密集排列在薄膜表面; 并对Al诱导真空退火晶化的机理进行了分析。

针对热机械式微纳米结构的加工，提出了一种以掺Al多晶硅为材料，集成于微悬臂梁上的加热器。采用Al诱导退火晶化(AIC)方法，在750 K对Al/a-Si∶H复合薄膜低温晶化18 h，制备出掺Al多晶硅。通过低温退火，使复合薄膜的拉曼特征峰由478 cm-1移至520 cm-1，完成由非晶硅向多晶硅的转变；由四探针仪测得室温下样品的电阻率由退火前的1010 Ω·cm降至16.8×10-3Ω·cm，实现了多晶硅的Al掺杂；在扫描电镜下观测到退火后Al与a-Si∶H层的界限消失并形成一层均匀的薄膜；这些结果表明得到了晶化程度很高的Al掺杂多晶硅。继而研究了掺Al多晶硅与氮化硅悬臂梁的集成工艺，采用微加工方法将掺Al多晶硅制成微加热器。使用ANSYS软件仿真加热器的工作过程，在10 V,0.3 μs脉冲驱动下，加热器升温至782.8 K，降温时间约1 μs。仿真分析显示，采用AIC法制得的掺Al多晶硅具有良好的热电特性，符合用于对高分子材料进行热机械微纳加工的微加热器的性能要求。

介绍了一种新的金属诱导多晶硅技术。该技术的核心是预设规则化晶核定位孔和镍源补充孔与溶液浸蘸技术的结合。以定位孔为晶化的起始点，晶化过程中消耗的镍可通过分布在周边的镍源补充孔中的镍给予补充。这样可以大大降低晶核定位孔中的初始镍量，使整个多晶硅薄膜中不存在明显的高镍含量区。即包括晶核定位孔、镍源补充孔在内的整个多晶硅薄膜区域内，能形成连续晶畴的多晶硅薄膜，都可作为高质量TFT的有源层。根据晶核定位孔分布形式的不同，可以设计成规则、重复的分布形式，获得正六边形的蜂巢晶体薄膜和准平行晶带晶体薄膜。这些规则形成的晶畴形状与尺寸相同，可准确地控制晶化的过程，具有晶化时间的高可控性和工艺过程的高稳定性，故而适合于工业化生产的要求。利用些技术，当温度为590 ℃时，可将晶化时间缩短至2 h之内。用这种多晶硅薄膜为有源层，所得多晶硅TFT的场效应迁移率典型值为～55 cm2/V·s，亚阈值斜摆幅为0.6 V/dec，开关电流比为～1×107，开启电压为－3 V。

分析了金属Ni、Al诱导非晶Si及非晶SiGe薄膜结晶的条件、特点和机理。简要介绍了金属诱导结晶相对于其它一些结晶工艺的优势及其在薄膜晶体管中的应用。概述了影响诱导结晶速率和薄膜微结构的诸多因素,如热处理条件和外加电场等。对电场增强金属诱导横向结晶的相关问题进行了探讨,指出适当强度的电场可显著加快横向诱导结晶的速率,但更强电场则会降低该速率,基于电迁移效应对该现象进行了解释。

激光晶化是一种制作晶硅薄膜器件(如薄膜晶体管、太阳能电池)很有效的技术。展望了低温多晶硅薄膜的应用前景，详细介绍了近几年激光晶化制备多晶硅薄膜技术的研究成果，并就激光对非晶硅作用的原理作了简单讨论。

利用直流磁控反应溅射法制备了SbOx薄膜，利用X射线衍射分析仪和光谱仪分别研究了这种薄膜热致晶化的微观结构和光学性质的变化，并通过非晶态薄膜粉末的示差扫描量热实验测出不同加热速度条件下结晶峰温度，研究了这种薄膜的结晶动力学。发现沉积态SbOx薄膜为非晶态，非晶态SbOx薄膜在热致晶化过程中发生了两种变化，分别对应为较低温度下Sb晶体和较高温度下立方Sb2O3相的生成。退火后晶态薄膜中出现了单质Sb和Sb2O3，300 ℃退火后Sb2O3相含量最大。晶态薄膜的反射率均高于沉积态，在晶态薄膜中200 ℃退火的薄膜反射率最大。

通过对Cu-Ag,Cu-Al,Ag-Al,Cu-Ag-Al等系列合金在低温气相沉积中形成的亚稳态结构及其结构转变行为全面而系统的研究,发现这类合金非晶态的形成及其晶化具有某些独特行为。观察到非晶态在晶化初相普遍出现具有面心立方结构的均匀固溶相,并在向平衡态的结构转变中呈现亚稳态的逐级转变。结合对Cu29Al71非晶态薄膜激光相变研究的实验结果,认为这类合金作为相变型光盘介质材料应用具有很大潜力。