功能材料论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇功能材料论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

构成物质的原子包含原子核及核外电子，而物质的化学性质由核外电子的结构及电子-离子、电子-电子之间的相互作用决定。因此，研究电子的行为对材料研究具有重要意义。量子力学原理为描述电子的行为提供了理论依据。量子力学的模拟方法是通过求解薛定谔方程来实现的，该方法对单电子体系(如氢原子)行之有效，但对于复杂的多电子体系就无能为力了，原因在于无法求解复杂体系的薛定谔方程。但是，通过一些近似处理便可以得到薛定谔方程解。这些方法习惯上称为第一性原理。最为著名的近似方法有Hartree-Fock近似、密度泛函理论(DensityFunctionalTheory，DFT)和量子蒙特卡罗方法(QuantumMonteCarlo)。其中，应用最为广泛的是由Hohenberg，Hohn和Sham于20世纪60年代提出的DFT方法。DFT方法的优点在于通过电子密度分布来表示系统能量，将多电子问题转化为单电子问题，从而简化了求解过程。经过不断完善，DFT方法已成为计算固体物性的首选方法。此外，基于DFT原理，研究人员还发展了第一性原理分子动力学理论及含时密度泛函，拓展了第一性原理的应用范围，使其在材料、医学、生物等方面的研究中起到举足轻重的作用。

2材料原子结构建立过程

在已知晶体结构信息条件下，在MS中可采用多种方法建立原子的构型。晶体结构的信息可以通过晶体结构数据库软件查询，对于一些复杂的晶体结构，可通过日本国立材料研究中心数据库(NIMS)等查询。

MS中构建晶体结构一般需要用到的信息有：晶格常数，晶体结构所属空间群或空间群号，晶胞中的原子占位。纳米二氧化钛作为一种新型多功能材料，性质非常优良，应用十分广泛，目前国内外的许多研究选用其作为研究对象。它主要包括金红石型、锐钛矿型和版钛型三个晶型。其中锐钛矿型纳米二氧化钛在常温下是稳定的，主要应用在环保及新材料方面，工业应用前沿广阔。笔者以锐钛矿型TiO2能带计算过程为例，介绍其建立过程。锐钛矿型TiO2为四方晶系，空间群为I41/AMD。每个锐钛矿型TiO2原胞由2个钛原子和4个氧原子组成，初始原胞1×1×1为长方体，如图1a所示。首先选取锐钛矿TiO2晶体2×2×2超级原胞，然后通过计算得到体系的最小化电子能量和原子结构的稳定构型，从而对其进行结构优化。经分析，优化后计算得到的TiO2晶体的晶格参数a，b和c与文献报道实验测试值及其他理论计算值相似(见表1)。为了考查TiO2表面原子与吸附氧之间的反应过程，在完成块体优化后，我们切出了TiO2的三个主要的低指数面(100)，(001)和(101)(如图1所示)。其中(101)面为锐钛矿型TiO2的最稳定晶面，亦为锐钛矿TiO2中最主要的晶面，约占94%以上[11-13]，对该表面的研究具有重要意义。(101)面的性能，在一定程度上可反映出锐钛矿TiO2体相材料的性能。因此，我们主要考虑的锐钛矿TiO2表面模型为(101)面。

对于(101)表层，分别将具有5配位和6配位的两种钛原子表示为Ti5C和Ti6C，具有面氧和桥氧两种氧原子表示为O2C(brightoxygen)和O3C(planeoxygen)(如图1所示)。为了避免交换关联影响，选择真空层厚度为10Å。通过MS软件进行计算。基于DFT理论，采用超软赝势描述价电子的相互作用，采用广义梯度近似(GGA)修正交换关联能，对构建的(101)面进行结构松弛优化。在动能截止能量为340eV及K点值为6×6×1的条件下，进行赝势和电荷密度的自洽迭代循环。计算过程中的能量收敛精度为2×10-5eV，作用在每个原子上的力小于等于0.01eV/nm，内应力小于等于0.1GPa。

除了构建原子模型之外，我们还得到了直观能带结构图(如图2所示)。在教学过程中，运用MS软件，计算过程只需要2～5分钟，学生即可得到能带结构图。横坐标为在模型对称性计算中设定的K点，K点就是倒格空间中的几何点。按照对称性，取纵坐标为能量。因此，能带结构图表示在研究体系中，各个具有对称性位置的点的能量。各个点能量的加和就是整个体系的总能量。采用MS得到的能带结构图，简单易懂、清晰明了，可清楚地看到价带、导带及带隙等具置、形状及长度等。在Castep里，通过给scissors赋值，可增加价带和导带之间的空间，使绝缘体的价带和导带清楚地区分出来。有助于学生更深层次地了解能带结构信息，为更深入的研究提供基础和引导。

3结束语

篇(2)

英文名称：Journal of Functional Materials

主管单位：重庆仪表材料研究所

主办单位：国家仪表功能材料工程技术研究中心;重庆仪表材料研究所;中国仪器仪表学会仪表材料学会

出版周期：月刊

出版地址：重庆市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1001-9731

国内刊号：50-1099/TH

邮发代号：78-6

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1970

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

期刊荣誉：

中科双效期刊

联系方式

期刊简介

篇(3)

关键词：《功能材料》；教学改革；创新教育

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0083-02

研究生教育是我国高等教育的重要组成部分，创新能力培养是研究生教育的核心。教育部早在2003年就开始制定实施“研究生教育创新计划”，加强研究生培养体系、课程教学和教材等建设工作，逐步建立有利于培养研究生创新精神、研究能力的机制，提高研究生培养质量[1]。近年来，高校也在深入开展以提高研究生创新能力为核心的研究生教育教学改革。

课程学习是我国研究生培养过程的重要环节。教育部的《关于改进和加强研究生课程建设的意见》，强调要更好地发挥课程学习在研究生培养中的作用，研究生课程体系应以能力培养为核心，以创新能力培养为重点。因此，从培养研究生的创新能力出发，课程教学必须注重研究生创新能力的培养[2]。作为一名研究生课程授课教师，应更新教育观念和教学内容，开展教学方法改革，探索研究生课程教学的新思路[3]。本文基于研究生专业课程《功能材料》的教学实践，分别从教学内容、教学模式及考核方式等方面进行探索。

一、优化教学内容，注重创新能力培养

《功能材料》是材料科学与工程专业研究生的专业必修课之一。《功能材料》内容涵盖面广，多学科交叉融合，包括电子材料、磁性材料、声学材料、光学材料、生物材料及各种功能转换材料。高校材料类本科专业基本上会开设功能材料及相关专业课程，教学内容包括各类功能材料的组成、结构、性能及应用这条主线，但以掌握基本知识、基本理论为教学目标。目前，很多高校开设的研究生《功能材料》课程的教学大纲及教学内容，绝大部分是按照金属功能材料、无机功能材料和功能高分子材料三大类，来讲授各类功能材料的组成、结构、性能及应用等内容，只是应用部分的比重略有增加，这在教学内容上容易与本科教学内容造成重复，缺乏研究生创新能力的培养。因此，优化教学内容，讲授近年来迅速发展的新型功能材料，结合科研成果案例教学，将有助于研究生创新能力的培养。

1.由于本课程的学生是材料专业的硕士研究生，在前期已经学过如《材料科学基础》、《现代材料分析方法》、《材料结构与性能》等专业基础课程，了解和掌握有关功能材料的组成、结构、性能等基本知识。因此，研究生《功能材料》课程的教学内容应将金属功能材料、无机功能材料和功能高分子材料中的经典功能材料与当前研究热点的功能材料相结合，在简要介绍组成、结构、性能方面的基本知识的基础上，重点介绍材料选择与设计、制备技术与功能材料的性能及应用间的相互关系，强调材料的选择、设计和制备技术对功能材料实际应用的重要性。这样，课程教学内容既可引导学生把握功能材料领域的学术研究前沿，提高创新意识，同时也会兼顾功能材料的基本知识的巩固。

2.由于本课程教学课时只有32学时，在教学内容的安排上，针对当前研究热点，结合本校材料专业的研究方向，主要聚焦在新能源材料、环境材料、生物医用材料等，所以重点把新能源材料、环境材料、生物医用材料等专题分别设章进行介绍，将各专题的最新科研成果和最新进展充实到教学内容中，使学生了解科技前沿，激发学生科研创新兴趣。例如，石墨烯，由于独特的高导电、高导热、高强度、轻质等特性，在新能源、环境、生物医学等领域，有重要的应用潜力。此外，功能材料的3D打印，也是目前的研究热点。因此，在讲授石墨烯材料时，结合3D打印技术，对最新发表的关于3D打印石墨烯及器件制备的文献进行介绍，引导学生讨论石墨烯3D打印技术在电池、电容器等储能器件制造上的前景及研究思路，有助于培养学生的科研兴趣和创新能力。

二、融合多元化教学模式，启发创新思维

教学方法和手段的改革，是研究生创新能力培养的关键。良好的教学效果，不仅与教师的讲授技巧有关，更重要的是需要在教学方法和手段上进行多元化融合，激发学生学习兴趣。通过讲授功能材料领域的最新科技前沿，将学生学习功能材料的思维推向应用，把新方法、新技术、新热点、新问题等加入课程教学中，引导学生积极思考和探讨，以启发思维、训练能力。因此，为了有效达到教学目的，本课程将多种教学方法和手段进行融合探索。

1.通过科研与教学的有机结合，培养学生的创新思维和科研能力。本课程的教学团队都是科研第一线的教师，从事功能材料领域的不同研究方向的科研工作。因此，每位教师分别讲授各自擅长领域的教学内容，将各自的最新研究成果作为科研案例，穿插在教学中，丰富教学内容。而且，本校每个学期都设有材料创新讲坛，邀请国内外在功能材料领域的知名学者来校讲座。根据讲座内容，将1～2场材料创新讲座纳入本课程的教学内容，鼓励学生积极交流与讨论。将科研与教学实现有机结合，通过展示教师的科研创新成果，交流如何提出科研创新课题等，不仅会使学生接触到功能材料领域的研究前沿和热点，而且也会激发学生的科研兴趣，引导他们在学习过程中勤于思考，启发科研创新思维，为创新能力和科研能力的培养创造良好氛围。

2.开展以研究热点为主题的课堂讨论。通常，学生对热点问题和最新研究成果比较关注和感兴趣。教师在讲授每个专题时，都要适当引入本专题方向的研究热点和最新研究成果，进行课堂讨论。教师在上一堂课结束时，将讨论主题布置给学生，让学生对讨论主题提前搜寻资料，有所准备，训练学生的自主学习能力。通过专题的课堂讨论，培养学生独立思考、分析问题及交流、表达等能力。

3.培养学生自学能力及文献综述能力。自学能力的培养，对提高学生独立思考和创新能力非常重要。研究生可以通过课程学习、导师指导等环节提高分析、解决问题的能力，但在独立开展科研及学习新知识时，往往需要自学。由于本课程的教学内容安排是在课堂教学过程中，重点讲授材料选择与设计、制备技术与应用的相互关系及最新科研成果，其他关于材料结构和性能等知识需要通过自学完成。此外，类似专题的课堂讨论等教学互动环节，需要学生通过课后进行文献检索和自学文献、资料等来完成。文献综述能力是研究生创新思维和科研能力培养的重要方面。通过文献综述，学生可以全面了解和掌握某个研究领域或研究方向的现状，思考发展趋势，是开展科学研究最为重要的一步。因此，本课程在学期末设置文献综述环节，布置文献综述任务，要求学生通过文献查找、阅读、总结、撰写等完成综述小论文，培养自学与文献综述能力。

4.全英语教学，培养学生外语学术交流能力。目前，教育部积极鼓励教师开展双语和全英语教学活动，培养学生运用外语的能力，提高国际化教学质量[4]。研究生是开展创新研究的主体之一，了解与把握研究领域的发展，需要通过阅读大量外文文献和资料，而且，国际学术交流也是提高科研创新能力的途径之一。

在国内研究生的培养过程中，学生在外语读写方面的训练较多，而听说能力相对较弱。因此，为培养学生的全英语学术交流与表达能力，本课程采用全英语教学。全部制作英语PPT课件，讲授过程中采取预先发给学生课件和外文资料，让学生能够课前预习，熟悉课堂教学内容及生疏的专业词汇，避免学生在课堂上跟不上教师全英语讲授的节奏。但对比较难理解的知识点，适当辅以中文讲解。在课堂提问及课堂讨论环节，鼓励学生采用英语回答和讨论，训练英语表达能力，培养学生的英语学术交流能力。

三、完善课程教学考核方式，引导学生创新能力的培养

本课程比较注重学生创新思维和创新能力的培养，传统的闭卷考核方式显然不适合研究生的培养。为此，课程教学考核方式应将教学过程中的提问、专题讨论等过程性评价与期末文献综述评价相结合，把撰写文献综述、汇报答辩与交流讨论作为考核的重要形式。特别是期末文献综述评价，在教学过程中，列出若干热点问题，由学生自主进行文献检索、阅读资料，撰写综述。期末采用英语多媒体答辩方式对文献综述进行汇报，全面训练文献查阅、归纳总结、文字与口头表达及英语学术交流能力，加强学生的创新能力培养。

忽视课程教学环节中研究生创新意识与创新能力的训练，是导致研究生创新能力不足的一个重要原因。专业课教学是创新人才培养的主渠道之一，对创新能力的培养至关重要。因此，本课程在教学内容、教学模式和教学评价方式等方面进行探索，以引导学生自主学习，加强创新意识和创新能力的培养。同时，提高课程教学质量，教师要不断学习，提高自身创新能力，在科研第一线开展创新科学研究，让科研反哺教学。

参考文献：

[1]张来斌.认清形势，把握关键，大力推进研究生教育改革创新[J].学位与研究生教育，2010，（1）：58-60.

[2]朱钰方，朱敏，何星.研究生“生物材料学”课程教学改革初探[J].上海理工大学学报（社会科学版），2014，36（4）：387-390.

篇(4)

Abstract: The graduation design (paper) is the last link of undergraduate course teaching plan, the reflection of work ability that students use theoretical knowledge in practice innovation work, and early practice of students to work. This paper made preliminary exploration on the combination of "university-industryCinstitute", from the two aspects of topic selection and quality control discussed some experiences and imagine ,hoping to has certain significance for improving the quality of graduation design (paper).

关键词: “产学研”结合;毕业设计(论文) ;选题;质量控制

Key words: "Industry-university-institute" combined ;graduation design (paper); topic; quality control

中图分类号:G642.477 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)20-0165-01

0引言

毕业设计(论文)是高校人才培养的重要环节,对学生的创新精神和实践能力的培养具有重要作用,是检验学生掌握知识程度、分析问题和解决问题基本能力的综合性训练,是理论联系实际的重要体现,在培养大学生探求真理、锻炼学生社会适应能力、增强社会责任感、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面,具有不可替代的作用[1]。

1选题体系的建立

根据我院稀土工程专业毕业生就业情况,并考虑到本专业学生的未来就业情况,本校具有的教学优势,合理的设置符合实际的选题,将毕业设计(论文)的选题偏向于能力训练和培养目标,充分体现教学计划中对能力、知识结构的要求,在选题方面要从以下几方面入手:

1.1 根据学生择业方向、特长,考虑充分发挥学生的主观能动性,在四年级上学期末,由学院教学主管部门汇集全院教师申报的毕业设计(论文)题目,初审通过后,下达给每位毕业生,学生依据自己实际兴趣、特长自由选择,下学期始上交所选题目,学院要协调好研究型、设计型、工程应用型、调研综述型四个方向选题比例。

1.2 在满足教学要求的前提下,积极联系签约、实习单位,由单位人力资源部委派中高级职称技术人员结合本单位生产实际,为学生提供毕业设计(论文)题目,边实践边做毕业设计(论文),经过这一特殊的教学模式,实现了毕业生“上手快,动手强”,提高了解决实际问题的能力。

1.3 选题要与科研相结合,该模式是培养学生创造能力的最佳模式。具有科研项目的指导教师,要结合该项目研究内容,为学生提供可行的研究内容,这一模式既能提高教师的综合素质,又能培养学生的创造能力,形成师生的创新意识和能力的良性互动。特别考虑到稀土功能材料开发与应用,与科研相结合能激发学生的创新精神,真正培养学生的科研创造能力。

1.4 难易程度要适当。根据本专业的具体教学要求,题目的难度与工作量应以保证一般学生能在规定时间内完成为宜。同时,对于不同层次的学生,还要有不同的要求,为每位学生提供可行的研究和创新空间,另外,要考虑课题所需的客观条件,包括可查资料库、试验设施和足够的经费等。

2设计(论文)质量控制

毕业生确定题目后,是完成了毕业设计(论文)的第一步,实践证明,在完成毕业设计(论文)的过程中,学院、指导教师和实习、签约单位的过程管理尤为重要。下面针对“产学研”培养模式过程中提出几点措施,希望能对毕业设计(论文)教学有所帮助。

2.1 指导老师的正确定位在毕业设计(论文)过程中指导老师的角色重要而特殊,他对该工作的顺利开展、顺利完成和设计(论文)深度的把握至关重要。在此过程中老师的任务和责任随着设计(论文)的不断开展而变化,指导老师要严格把握每一个环节。在校指导教师每周必须至少一次不定时的进行过程管理。在初始阶段,由于学生是首次进行整体性、综合性的实际开展工作,常常有一个不适应期,在这一阶段老师应着重引导学生制定计划、如何根据任务要求顺利开展设计(论文),如专著选用、文献调研、实验方案等。随着学生对过程逐渐了解和熟悉,老师的作用应转入鼓励学生发挥主观能动性方面,发挥学生的创造力,如对稀土湿法、火法工艺系统设计,稀土功能材料开发等。而到了设计的后期,指导老师要着重把握设计(论文)的进度和质量,防止“临时抱佛脚”。

2.2 毕业设计过程中有效监督和师生互动毕业设计(论文)是在指导老师指导下、学生独立完成设计(论文)的过程,在这一长时间(一般为15周左右)过程中,指导老师如何有效地对设计(论文)有效监督、如何针对过程中出现的问题进行双向交流是关系到设计(论文)成败的关键。根据我们的经验,在学生完成选题后,指导老师和学生一起确定设计的整体安排。每一个阶段,指导老师要密切跟踪,确保完成了上一个阶段的任务,才能进入下一个阶段的任务。在学生开展毕业设计(论文)的过程中,老师都要对学生工作进度进行监督,适当安排和控制学生参加考研复试、招聘会等,保证设计(论文)所需要的时间。

毕业设计(论文)过程是老师、工程师和学生密切联系和交流的过程,与以往的课程学习不同,学生的主观能动性和创造性更能发挥和体现,在这一过程中良好的交流和互动非常重要,特别是在中后期。

2.3 建立公正的评价与考核机制评价和考核是毕业设计(论文)的最后阶段,公正的评价与考核机制是促进学生发挥能动性和创造性的保障,也是对学生劳动成果的认可。毕业设计(论文)的成绩包括平时表现、开题报告、毕业设计(论文)指导手册和审阅教师、答辩和外文翻译几个部分,为避免指导老师一个人决定学生的成绩,还有评阅教师成绩和答辩成绩。

综上,“产学研”结合的毕业设计(论文)模式,顺应了时代的发展,是校企联合,互补双赢,确保专业人才培养质量的重要措施。面对当前社会发展对毕业论文(设计)质量造成的消极影响,我们应该保持镇定,通过上述环节的严格控制,本科毕业设计(论文)的质量可以得到有效提升,学生也能从中获益。

篇(5)

英文名称：Materials for Mechanical Engineering

主管单位：上海科学

主办单位：上海材料研究所

出版周期：月刊

出版地址：上海市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1000-3738

国内刊号：31-1336/TB

邮发代号：4-221

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1977

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

联系方式

篇(6)

开创“理”与“据”

余灯广是个“杂家”，他本科学习的是化学工程，博士时期学习的是生物医学工程，而到了博士后，他则选择了纺织科学与工程专业。这期间，余灯广还在湖北双环化工集团公司工作了10年，这段经历让他能从一个更宽广的视角来看待科研。2011年，余灯广几经思索，决定踏入材料科学与工程研究领域，上海理工大学则是这段新旅途的起点。一上路，余灯广就把关注点放在了微纳米材料制造技术上。在他眼中，一种新型微纳米材料制造技术，往往意味着能创造更多的新型结构微纳米材料及实际应用。

极端条件（超高温、高压、超磁以及高电压）下物质的相互作用与理化性能表现，和微观层次物质之间的相互作用是目前人类认识世界、获取知识的两座富矿。“与此相应，在极端条件下制备功能物质、于微观层次操控分子，及用微纳米体系制备功能材料是人类改造世界、获取新方法的先进技术。”在该思路的指引下，他主持了国家自然科学基金委员会与英国皇家学会合作交流项目――“三级同轴电纺制备零级药物缓控释给药系统研究”，取得了新的突破。

虽然三级同轴电纺在基本原理上与单射流电纺没有差别，也就是直接应用高压静电场力对流体进行单步拉伸固化，从而获得纳米纤维。但实际上其实施难度和涉及的经验与知识大不相同。“在单射流电纺中，Taylor锥后的直线射流直接拉伸弯曲或者发生分裂，对其影响并不大。”余灯广介绍道，而在同轴电纺和三级同轴电纺过程中，Taylor锥后的直线射流若是发生分裂，就无法获得所需要的多层纳米结构。此外，在溶剂环流三级同轴纺的实施过程中，如果外层环流溶剂发生分裂，将毁坏纤维收集板上的纳米纤维毡。

“要想高效准确地调控三级同轴纺过程，需要对每种流体在高压电场下的表现与行为，及它们在三级同轴纺的过程中具有的匹配性和协调性，有一个比较清晰的认识。”因此，余灯广带领团队对这些流体的基本理化性能、以及这些理化性能与它们在高压电场下行为之间的关系进行探究，最终发现了芯鞘纳米纤维的三级同轴电纺成纤机理，使得制备结构特征明确、性能优良的三级芯鞘纳米纤维“有理可循”。

通过研究，余灯广还设计了多种应用三级同轴纺制备的多层次纳米结构（药物梯度分布、控释材料梯度分布、芯鞘纳米药物储库、薄层包裹结肠靶向药物储库等），将这些结构特征与纳米纤维的理化性能和功能表现进行有效关联，对稳定可靠地制备出功能高度重现的纳米给药系统尤为关键。“这些微观结构主要特点包括：每层厚度以及彼此之间比率、药物或材料梯度大小与方向、每层的成分c组成、包裹的厚薄以及致孔剂的用量等。”余灯广介绍说，他将这些特点参数结合药物和聚合物基材的理化性能（如极性、水溶性、溶蚀性能、降解性能）进行实验分析，然后通过大量试验数据对其进行总结归纳和分析演绎，建立了三级芯鞘纳米纤维的“微观结构特点―理化性能状况―所需功能表现”之间的内在关联、使得多层结构型纳米纤维状药物零级控释给药系统的研究开发“有据可依”。聚焦“自组装”

目前，余灯广正在进行“基于电纺芯鞘纳米纤维的分子自组装原位协同调控研究”项目研究。在该项目中，他选用了一些药物活性分子和药用载体材料，并使用了一些药学常规方法，分析表征自组装纳米体系的活性成分包裹率和对活性成分的缓控释效果，这样做的目的是应用它们作为自组装基元物质模型，并通过它们来研究应用电纺芯鞘纤维为模板调控分子自组装原位构建功能纳米体系的可行性、有效性和实用性。

“我们的策略为先通过top-down同轴电纺制备聚合物基芯鞘纳米纤维，再以纤维为模板、利用其直径的纳米尺度限定作用和芯鞘结构的模板作用、在一个微观区域内调控自组装基元分子的转运与接触，实现一个相对可控的bottom-up分子聚集组装过程。”余灯广介绍说，其具体的研究内容包括：发展同轴电纺工艺（溶剂环流三级同轴纺、稀溶液环流同轴纺、升温同轴纺）；制备新型人工自组装材料，即具有成分空间分布特征、多组分复合的水溶性聚合物基芯鞘纤维；通过“溶解―疏水”作用启动分子自组装构建纳米体系；研究芯鞘结构纤维电纺成型机理及其对分子自组装的调控机制；阐明复合纤维组成成分、结构特征和环境因素等对分子聚集组装的原位协同调控机理。若是项目研究成功，将为建立多组分可控自组装提供新方法，为构建新型人工自组装功能纳米材料开发新途径，并会发展出功能导向的自组装新体系和新技术。

至今为止，该在研项目已经发表SCI研究论文25篇，获得中国发明专利授权8项。他说：“等这个项目完成后，我将在此基础上开发一系列新型人工自组装功能纳米材料，和相关新型纳米给药系统，那时候将会进行相关对比研究以及动物试验。”

篇(7)

关键词：ZnSe晶体；熔体生长法；气相输运法

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.035

1 引言

ZnSe具有较高的发光效率以及较低的吸收系数，是一种很好的发光材料。它具有直接跃迁型能带结构，在室温下其禁带宽度为2.67eV，当温度降至4.2K时其禁带宽度可达2.828eV。透光范围随温度变化较小，一般在0.5μm～22μm范围内。近年来，广泛应用于蓝光半导体激光器件、非线性光热器件和红外器件等领域[1-3]。因此。制备高性能ZnSe晶体成为目前一项主要研究任务。

近些年来，制备ZnSe晶体的方法有很多种，如Bridgman法、区熔法、水热法、化学气相输运法（CVT）、物理气相输运法（ PVT ）。国内外专家学者不断改进这些方法和工艺，努力制备出高质量的ZnSe晶体。

2 ZnSe晶体的制备方法

2.1 溶液生长法

从溶液中生长晶体的主要方法是水热法，其又称为高温溶液法，其中包括温差法、降温法、升温法及等温法。目前主要采用温差水热结晶，依靠容器内的溶液维持温差对流形成饱和状态[4，5]。

2.2 熔体生长法

ZnSe是淡黄色的面心立方闪锌矿型结构。常压下1000℃左右升华，约在9.8MPa高压的惰性保护气氛下熔点为1515℃。由于其在常压下升华，只有在高压高温条件下才能得到ZnSe熔体，其一般通过使用电阻加热方式获得高温。主要包括布里奇曼法和区熔生长。

（1）布里奇曼法 该法是一种常用的晶体生长方法。首先将用于晶体生长用的材料装在圆柱型的坩埚中，然后缓慢地下降，并通过一个具有一定温度梯度的加热炉，炉温控制在略高于材料的熔点附近。

（2）区熔生长 区熔法又称Fz法，即悬浮区熔法。区熔法是利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区，再熔接晶体籽晶。调节温度使熔区缓慢地向棒的另一端移动，通过整根棒料，生长成一根晶体，晶向与籽晶的相同。

2.3 气相输运法

气相输运法一般分为化学气相输运法和物理气相输运法两种。此法一般是通过加热等使物质挥发或分解出气体，通过输运至温度较低的位置并与其他物质发生反应的材料合成方法。气相生长分为单组分体系和多组分体系生长两种。单组分气相生长要求气相具备足够高的蒸气压，利用在高温区汽化升华、在低温区凝结生长的原理进行生长所生长的大多为针状、片状的晶体体。多组分气相生长一般多用于薄膜生长，其中外延生长是一种晶体浮生于另一种晶体上。其制备工艺具有反应效率高、纯度高和合成温度低等特点。

3 ZnSe晶体基本性质

ZnSe晶体的生长技术还需要进一步的改进，急需解决的问题是晶体生长过程中温度场的控制、物质传输控制、工艺条件控制以及晶体质量等，这些问题的解决都需要深刻理解ZnSe晶体的性质[7]。ZnSe的熔点是1530℃，它在常压下1000℃直接从固体升华，只有在高温高压下才可以将其从固体变为熔体，因而给制备加工ZnSe晶体带来很大的困难。ZnSe作为一种典型的红外材料与光电功能材料，其分子式为ZnSe，分子量为144.33，其主要有常温稳定相立方闪锌矿结构和高温稳定相六方纤锌矿结构两种晶型，两者大约在1425°温度下会发生相转变。其中比较常见的闪锌矿ZnSe结构属于立方晶系。

4 结论

为了获得高质量的ZnSe晶体，需要针对ZnSe的基本性质，根据各种制备方法的优缺点，针对熔体法制备的ZnSe晶体，可以获得大尺寸工业生产，但其纯度有待改进。针对气相法制备的ZnSe晶体，纯度较高，但尺寸有待于进一步增加，如果能解决这两个关键的纯度和尺寸的问题，即降低了成本，又获得了高质量的ZnSe晶体，满足了工业化需求，将会解决这里材料的关键问题。

参考文献：

[1]S.Fujiwara，H.Morishita，T.Kotani，K.Matsumoto，T.Shirakawa. Growth of large ZnSe single crystal by CVT method[J]. Journal of Crystal Growth， 1998，186：60-66.

[2]C.S.Fang， Q.T.Gu， J.Q.Wei， Q.W.Pan. et al. Growth of ZnSe single crystal[J]. Journal of crystal Growth， 2000， 209： 542-546.

[3]A.Urbiata， P. Femaade， J.Piqueras， et al. Scanning Electron Microscopy Characterization of ZnSe Single Crystals Grown by Solid-phase Recrystallization [J]. Materials Science and Engineering B， 2000， 78（2）：105-108.

[4]王占国.半导体材料研究的新进展[J].半导体技术，2002，27（03）：8-14.

[5]宫华.水热法制备硒化锌半导体材料及其性能研究.硕士学位论文.西安：长安大学，2004

[6]赵秀琴，刘俊.硒化锌晶体的水热控制生长[J].化学世界，2008（10）：584～586