新疆大學(xué)材料物理與化學(xué)專業(yè)介紹

　　一、主要研究方向及其學(xué)術(shù)隊(duì)伍

　　研究方向一：半導(dǎo)體光伏及光探測(cè)材料

　　本研究方向的主要研究?jī)?nèi)容、特色和意義

　　1)硫?qū)倩衔锇雽?dǎo)體光伏薄膜材料的研制及應(yīng)用

　　2)納米及粉體半導(dǎo)體光伏材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究

　　3)納米及薄膜光探測(cè)材料的研制與應(yīng)用

　　當(dāng)前，世界各國(guó)對(duì)特殊可利用再生能源，包括地?zé)崮茉础⑻?yáng)能電池、生物燃料等加大了研究力度，這是為了適應(yīng)未來能源發(fā)展的多樣性需求。新型太陽(yáng)能電池研究尤為引起重視?，F(xiàn)已開發(fā)應(yīng)用的半導(dǎo)體太陽(yáng)電池材料主要是單晶硅、GaAs，由于其制備工藝的復(fù)雜和價(jià)格高，限制了廣泛應(yīng)用的可能性。作為新一代的半導(dǎo)體材料黃鐵礦型FeS2，具有遠(yuǎn)高于單晶硅的光吸收系數(shù)和自然界的豐富儲(chǔ)量，已引起極大的關(guān)注。該研究的主要目的是通過對(duì)具有巨大潛力的半導(dǎo)體太陽(yáng)電池吸收體材料FeS2，CdTe的制備方法、結(jié)構(gòu)及性能的研究，尋找傳統(tǒng)的太陽(yáng)電池材料單晶硅的替代材料，為新型半導(dǎo)體太陽(yáng)電池的研制提供充分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)；同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體材料研制中的基本物理、化學(xué)問題，如光電性能、材料微結(jié)構(gòu)、各種缺陷態(tài)、界面態(tài)光吸收等進(jìn)行深入探討。

　　硫?qū)倩衔锇雽?dǎo)體是指含有硫（S）、硒（Se）、碲（Te）元素的化合物半導(dǎo)體，它們?cè)谀茉床牧?、配位化學(xué)、固體化學(xué)及紅外探測(cè)中具有不可替代的重要性。其中黃鐵礦（pyrite）型二硫化鐵（FeS2）作為新型半導(dǎo)體太陽(yáng)電池材料，具有合適的直接能隙寬度（Eg=0.95－1.1eV）和很高的光吸收系數(shù)（當(dāng)λ≤1μm時(shí)，α≥105cm-1)，理論光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)20％，很適合作為薄膜太陽(yáng)能電池吸收體材料．而且其組成元素儲(chǔ)量豐富、無毒，具有很好的環(huán)境相容性，對(duì)于光電化學(xué)和光電薄膜電池應(yīng)用有很好的開發(fā)前景，很可能成為硅（Si）太陽(yáng)電池的替用材料．近年來已日益引起國(guó)內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。而硫?qū)倩衔锇雽?dǎo)體，如CdTe等亦顯示了同樣誘人的獨(dú)特性能。此外，納米晶太陽(yáng)電池材料也是當(dāng)前半導(dǎo)體光伏電池研究方面的熱點(diǎn)之一。本研究的目的是制備出適合半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池應(yīng)用的FeS2基復(fù)合薄膜及探明硫?qū)倩衔锇雽?dǎo)體納米晶薄膜在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用前景。同時(shí)通過對(duì)制備工藝，微結(jié)構(gòu)及基本物化性能的研究，如復(fù)合薄膜表面界面特性、環(huán)境條件、摻雜改性、復(fù)合膜光電轉(zhuǎn)換機(jī)理、納米晶薄膜的構(gòu)型和特性等的研究，探索制備高性能半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池的途徑。

　　研究方向二：磁性材料

　　本研究方向的主要研究?jī)?nèi)容、特色和意義

　　1）磁性薄膜材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究：厚度在1微米以下的強(qiáng)磁性（鐵磁性和亞鐵磁性）材料，簡(jiǎn)稱磁膜材料。磁膜材料使用時(shí)需附于弱磁性材料的基片上，而它的磁特性取決于其制備方法和工藝條件。本方向的研究重點(diǎn)是探索磁性薄膜材料合成的新途徑，研究磁性薄膜材料的性能和應(yīng)用于敏感材料的可能性，特別是對(duì)隧穿磁電阻效應(yīng)的深入研究，極大地促進(jìn)了自旋電子學(xué)這一凝聚態(tài)物理新興學(xué)科的發(fā)展和建立。

　　2）塊體納米及非晶態(tài)合金磁性材料的制備、表征與應(yīng)用：與傳統(tǒng)磁性材料相比，納米以及非晶態(tài)磁性合金具有非常優(yōu)異的機(jī)械性能和磁性能，表現(xiàn)出巨大的商業(yè)應(yīng)用前景。而納米及非晶態(tài)合金材料的制備，特別是它們塊體形式的制備，是目前這個(gè)領(lǐng)域的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。本方向研究主要集中以下幾個(gè)方面：探索新的制備方法來獲得塊體非晶態(tài)磁性合金，并對(duì)獲得的塊體磁性非晶態(tài)合金的磁性能和機(jī)械性能進(jìn)行表征和研究，并探索其的商業(yè)應(yīng)用可能；塊體非晶態(tài)磁性合金晶化行為的研究，并通過此途徑來制備塊體納米磁性合金；研究大過冷態(tài)下合金的凝固行為，并通過此途徑來制備塊體納米合金；對(duì)獲得的塊體納米合金的磁性能和機(jī)械性能進(jìn)行表征和研究，并探索其的商業(yè)應(yīng)用可能。

　　二、培養(yǎng)目標(biāo)

　　1.培養(yǎng)目標(biāo)

　　本專業(yè)培養(yǎng)培養(yǎng)熱愛社會(huì)主義祖國(guó)，德、智、體全面發(fā)展的材料物理與化學(xué)方面的高級(jí)專門人才。具有材料物理與化學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域較堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)的知識(shí)技能，熟悉本專業(yè)國(guó)際研究動(dòng)態(tài)，具有從事科研和承擔(dān)專門技術(shù)工作的能力，成為積極為社會(huì)主義祖國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)、在材料物理與化學(xué)領(lǐng)域能夠做出創(chuàng)造性成果的高級(jí)科技及教學(xué)人才。

　　2.培養(yǎng)方式

　　采取理論學(xué)習(xí)和科研相結(jié)合，導(dǎo)師指導(dǎo)和課題小組集體指導(dǎo)、培養(yǎng)相結(jié)合，充分發(fā)揮導(dǎo)師的主導(dǎo)作用和研究生的主動(dòng)性，以靈活的方法培養(yǎng)研究生的獨(dú)立工作能力和科研創(chuàng)新能力。

　　3.學(xué)習(xí)年限

　　一般為三年（在職人員為三至四年），其中課程學(xué)習(xí)時(shí)間一年半，學(xué)位論文時(shí)間一年半。

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