专栏八:纳米光电信息材料专项项目
▲具有光电功能的纳米陶瓷材料的研发:在对氟氧化物玻璃陶瓷和YAG透明陶瓷材料的结构与光功能设计与合成、材料结构演变规律以及显微结构与激光性能关系研究的基础上,将研究体系进一步扩大到其他相关材料中,通过特殊的材料制备和后续处理工艺,实现对玻璃陶瓷和透明陶瓷显微结构的调控,提高材料的物化性能,研究开发有自主知识产权和市场前景、可望实现产业化的新型光电功能材料。
▲新型半导体纳米材料的研发:以结构控制无溶剂法合成具有特殊形状的金属硫族化合物半导体纳米材料,探索特殊形状纳米材料生成机理、合成的路线以及规模化生产的技术路线。并对所合成的纳米材料的半导体性能和量子效应进行研究,开发系列具特殊形态特殊性能的半导体纳米材料,并在荧光等领域的应用,实现规模化合成,为进一步工业化生产奠定基础。
▲红外波段纳米硫属化合物光电材料的研发:硫属化合物是一类重要的有应用前景的红外光学材料,特别是其红外透过范围延伸至远红外区,在遥感、跟踪、探测、卫星通讯等领域有着广泛的应用,而且可以满足国防对长波红外(8-14μm)探测的要求。重点研究纳米硫属化合物的化学合成及调控,并对其红外非线性光学效应、红外探测、红外透过性能进行研究,开发有自主知识产权的红外材料。
▲具有新颖光电性能的纳米结构及材料形成机理研究: 用物理与化学方法研究制备新颖的纳米结构与材料,侧重于研究特殊纳米结构形成的微观机理,以及与结构相关联的光电性质,逐渐形成化学、光电子物理与材料学多学科相结合、以纳米尺度结构表征及性能分析为重点的无机纳米光电材料,为发展新型光电子纳米材料奠定理论与实验基础。
▲新型固态光源荧光材料的研发: 固态光源是最有前途、最有市场发展前景的高技术领域之一。开展纳米荧光材料的研究,开发低成本三基色荧光粉的制备技术,合成高效光致荧光材料,发展能用于新制备方法的诊断技术,力争获得在10瓦输入功率下,输出光能高于800流明/瓦的新材料。
▲信息材料及相关技术开发:(1)制备高载流子浓度和高迁移率的一维纳米材料,包括纳米线、纳米带、纳米棒和纳米管,提供纳米晶体管的源漏极间的导电通道。(2)建立以上一维纳米材料的排序、定位以及在电极上的连接技术,降低接触电阻并提高器件的工作效率。(3)发展在电极间生长纳米线一维纳米材料的方法和技术,原位组装纳米器件。(4)研究纳米材料对环境的敏感特性,并实现对环境的敏感探测和对材料敏感特性的控制。(5)纳电子研制出多种纳米晶体管、纳米存储器、纳米传感器。(6)发展纳米器件的集成技术,实现纳米器件的多功能集成。(7)研制出两种以上的可使用化的纳米器件,并实现产业化。(8)利用纳米材料成功研制出了多种气体传感器,其响应速度和灵敏度都远好与目前市场产品的指标。(9)解决纳米传感器产业化的关键技术,实现小批量的生产,达到年销售额在3000万以上。
▲具有光电功能的纳米晶体的可控制备与应用: 以调控晶体生长方向的方法,制备特殊形态的金属及其氧化物纳米结构与纳米材料。利用晶体生长的各向异性的特性,通过对反应条件的调控,诱导晶体向特定方向生长,制备出特定结构、特殊形态和特定尺寸的纳米晶体。应用晶体外延、晶体工程等原理与方法,复合与加工合成的纳米材料,并将它们有序组装或自组装成功能化的纳米结构及其器件,研究和应用它们独特的光电性能。
6、纳米功能材料专项
重点开展纳米复合膜材料、纳米羟基磷灰石、纳米骨水泥、纳米人工骨植入材料、纳米超分子材料、纳米磁光材料、纳米分子磁性材料、纳米吸附分离材料等方面的研发;突破纳米复合膜和润滑材料制备、纳米非线性光学材料的结构调控、纳米孔洞材料的手性定向等关键技术;开发非线性光学性能材料、纳米吸附分离材料及纳米磨料等。
专栏九:纳米功能材料专项项目
▲纳米分子磁性材料的研发: 磁性材料是一种重要的基础功能材料而被广泛应用。通过调控化学合成,组装具有纳米尺寸的分子基磁性材料,使它们既具有分子磁性材料具有的透明、绝缘、结构多样化、易于裁剪修饰、易于复合加工等优点,又具有纳米材料所具有的小尺寸特性,从而使纳米分子磁性材料溶合了纳米材料和分子基磁性材料的优点,推动新一代纳米分子磁性材料的应用。
▲先进纳米磨料的研发与应用: 随着液晶平面显示技术、电子工业的飞跃发展,纳米磨料在集成电路芯片制造、光学玻璃、晶体、光盘制造等领域的应用日趋广泛。开展纳米磨料的研究,优化纳米磨料的生产工艺,解决当前纳米科学研究中有关力学和热稳定性等重要科学问题,从而获得1-3种性能优异的纳米磨料。
▲分子金属合金的合成、结构与性能研究:合成新型ⅢB-VB和IVB-VB分子合金,为制备Ⅲ-V半导体材料提供新的分子前体。研究第IV主族分子金属(如[Ge9]4-)自身及与富勒烯,有机及金属有机氧化剂的氧化偶合反应,建立分子金属与富勒烯,为发现新的半导体及超导体提供合成方法。研究分子金属(特别是第五主族)与金属有机化合物的反应性,合成新型分子金属金属有机衍生物及纳米级分子金属富勒烯(或富勒烷)。探讨分子金属(合金)作为前提,各种不同孔径大小的分子筛为载体,制备高度分散的纳米金属催化剂体系,为制备高效金属催化剂体系提供新的技术支撑。
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