無機半導體波色態的設計合成

《無機半導體波色態的設計合成》是依託吉林大學，由馮守華擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：無機半導體波色態的設計合成
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：馮守華
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

本項目是基於無機過渡金屬氧化物原子尺寸p-n結設計合成的基礎上，提出以無機半導體為研究對象，以歧化反應為基礎，以實現無機半導體電子傳輸波色態為設計目標，開展對Ⅲ-Ⅴ﹑Ⅱ-Ⅳ與Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ族無機半導體材料的波色化研究。依據固體化學中調變價態和缺陷而改變固體電子，自旋，晶格及其相互作用的實驗事實，同時考慮到電子傳輸對體系的單電子要求，設計新概念導電激子晶體。提出的該類導電激子晶體通過合成的歧化反應使固相為Mott-Hubbard絕緣體，在外場下保證激子作為媒介生成穩定的電子對，結合不同體系可能生成的等離激元，雙孤子或其他極化子等波色態的理論，研究實現室溫及室溫以上超導的可能性。本項目的意義在於通過化學手段設計合成可實現物理凝聚的無機半導體，目前在無機半導體體系探索室溫以上超導體的研究工作尚未見報導，因此本項目研究具有重要意義。

結題摘要

無機半導體玻色化是指無機半導體中的元激發——玻色子通過弱的相互作用耦合，在外場激勵的條件下，粒子的能量色散關係滿足玻色——愛因斯坦統計分布。由於處在玻色態的粒子具有全同性，因此以激子為媒介能在較高溫度下實現超導態。本項目以三重價態晶態材料為研究基礎，完善了原子尺度的p-n結的性質研究，發現單晶材料對交流信號的單嚮導通作用，同時豐富了連續電子組態的材料體系；通過化學手段設計合成可實現物理凝聚的無機半導體，以歧化反應為主要合成方法，結合其他多種合成方法製備了具有特殊結構An-1–Bn–Cn+1的激子晶體，從化學反應和物理合成等製備方法出發，最佳化了可能存在電子-激子耦合的原子-分子的晶體結構設計；模擬外場條件下通過電子和激子的耦合構築室溫以上的穩定的庫珀對，理論計算了無機半導體材料處於玻色態時，孤子和極化子的動力學行為，為實際觀測玻色態提供了可參考的物理圖像。本項目預期在激子晶體的合成與製備方法學上取得突破性進展，在理論和實驗上增進對形成室溫以上超導態的認識。