化合物太陽能電池的案例
南大《ESM》：鋰氧電池用二維鉬基化合物的催化性能和電子結構
特別是，2D-Mo基化合物由于其高的內在催化性能和耐久性而引起了人們越來越多的關注，與塊狀的MoO3相比，2D-MoO3納米片具有更好的化學傳感器性能，因為二維結構具有更大的表面積和更多的反應位點。
作者選擇了三種二維鉬基化合物MoN、MoO3和MoS2作為鋰氧電池的負極催化劑，綜合比較了這些催化劑的催化性能和電子結構。電化學結果表明，MoN的電子和催化性能受Mo鍵合原子的影響，與MoO3和MoS2負極相比，由于MoN的二維結構具有較大的電活性表面積、優異的電催化活性和良好的導電性，用MoN負極組裝的鋰氧電池具有最高的放電比容量和最低的充放電過電位，在MoN表面形成的薄而堅固的MoOx層保證了其穩定的循環性能。密度泛函理論（DFT）的計算闡明了MoN的金屬性質以及MoO3和MoS2的絕緣特性，此外，還進行了密度泛函理論計算，詳細解釋說明了MoN與Li2O2產物之間的界面性質以及具有MoN負極的鋰氧電池的反應途徑，說明了MoN在原子水平上的優異催化性能。
實驗和理論分析結果都證實了2D-MoN納米片可以作為鋰氧電池的負極催化劑，通過控制其形貌和電子特性為催化劑的設計提供了一種有效的途徑。
展開 ：基于喹喔啉單元的D-A共聚物在有機/鈣鈦礦太陽能電池中的應用
在眾多的可再生能源中，太陽能由于取之不盡、分布廣泛且清潔無污染等優點而廣受關注。在太陽能的利用中，通過半導體材料的光生伏打效應將光能直接轉換成電能的太陽能電池是太陽能利用的重要形式。其中，第三代太陽能電池技術，特別是有機太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池，近年來受到廣泛關注并取得了快速的發展。
喹喔啉（Qx）單元是兩個六元環稠合的雜環分子（含有兩個對稱的N原子），具有弱的缺電子性質、較強的醌式共振取向、以及較多的可取代位點，是構筑寬帶隙D-A共聚物理想的缺電子A單元。在這篇文章中，中科院化學所李永舫院士和鄭州大學孫晨凱博士等總結和討論了基于Qx單元的D-A共聚物在有機太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池中的應用。
在有機太陽能電池光伏材料中，基于Qx單元的D-A共聚物給體長久以來吸引了研究人員們的廣泛興趣，特別是自2018年中科院化學所李永舫院士團隊報道了低成本高效的D-A共聚物給體PTQ10以來。在文中，作者分別從主鏈調制、側鏈優化和官能團取代方面對基于Qx單元的D-A共聚物給體進行了詳細的討論。另外，他們又分別討論了基于Qx單元的低成本高效的PTQ衍生物給體和基于Qx衍生物的D-A共聚物給體。本文主要關注Qx基的D-A 共聚物給體的分子設計策略和結構-性質關系，旨在為開發更高效的Qx基的D-A共聚物給體提供指導。
此外，他們還總結和討論了基于Qx單元的D-A共聚物作為空穴傳輸材料在鈣鈦礦太陽能電池中的應用，可以為提升鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩定性提供思路。
上述成果于近期發表在Adv. Mater.2021, 2104161.上。鄭州大學孫晨凱博士為文章的第一作者兼通訊作者，中科院化學所李永舫院士為通訊作者。
展開 實驗后，裝化合物產品的玻璃塞打不開了，怎么辦？
磨口塞打不開原因
有機合成反應過程中有時會發生磨口儀器粘在一起無法拆開的現象，處理不當會損壞儀器，一般造成無法打開的原因有3種，如下：
1.負壓造成的:造成的原因配溶液時容量瓶內溫度高就蓋上磨口塞，在室溫高時蓋上磨口塞，在室溫低時打開磨口塞。打開方法：用溫水緩慢加熱容量瓶（三角瓶）使瓶內產生正壓。
2.磨口處粘住：粘度大的液體造成：用熱水澆磨口處。易結晶物質造成： 用水澆磨口處使結晶溶掉。酸式滴定管活塞屬于密封酯干固，用熱水快速澆活塞外部，不要把活塞也加熱同樣溫度，靠外部膨脹打開活塞。
3.堿性物質粘結：用稀酸泡將堿溶掉。總之當打不開時要根據不同的原因采取不同的方法。
一般方法
當磨口活塞打不開時,如用力擰就會擰碎,可試用以下方法:(1)用木器敲擊固著的磨口部件的一方,使固著部位因受震動而漸漸松動脫離;(2)加熱磨口塞外層,可用熱水、電吹風、小火烤，間以敲擊；(3)在磨口固著的縫隙加幾滴滲透力強的液體，如石油醚等溶液或是稀表面活性劑溶液等，有時很快就可以打開，但有時也要好幾天才見效。(4)放在冰箱內冷凍，再拿出有橡膠棒輕輕敲打
不同情況不同措施
1.敲擊用木器輕輕敲擊磨口部位的一方，使其因受震動而逐漸松動脫離。對于粘固著的試劑瓶、分液漏斗的磨口塞等，可將儀器的塞子與瓶口卡在實驗臺或木桌的棱角處，再用木器沿與儀器軸線成約70°角的方向輕輕敲擊，同時間歇地旋轉儀器，如此反復操作幾次，一般便可打開粘固不嚴重的磨口
展開 智芯研報 | 化合物半導體之氮化鎵&碳化硅
本文內容由第三代半導體聯合創新孵化中心
（ID：casazlkj )
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化合物半導體主要指砷化鎵 （GaAs）、氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等第二、第三代半導體，相比第一代單質半導體，在高頻性能、高溫性能方面優異很多。
砷化鎵：具有高頻、抗輻射、耐高溫的特性，大規模應用于無線通訊領域，目前已經成為 PA 和Switch 的主流材料；
氮化鎵：主要被應用于通訊基站、功率器件等領域，功放效率高、功率密度大，因而能節省大量電能，同時減少基站體積和質量；
碳化硅：主要用于大功率高頻功率器件，IHS 預測到 2025 年 SiC 功率半導體的市場規模有望達到 30 億美元，在未來的 10 年內，SiC 器件將開 始大范圍地應用于工業及電動汽車領域，近期碳化硅產業化進度開始加速， 意法、英飛凌等中游廠商開始鎖定上游晶圓貨源。
第三代半導體適應更多應用場景。
展開 
使用Gaussian進行稀土金屬化合物結構優化
關鍵詞：稀土化合物；DFT，Gaussian，量子化學，結構優化
稀土化合物是指含有稀土元素（鑭系元素和釔）的化合物，因其獨特的電子結構和化學性質，在催化、光電、磁性、電子、能源等多個領域有著廣泛應用。稀土元素具有優異的光學、電學、磁學性能，能夠用于制造高效的永磁材料、熒光材料、催化劑、激光介質以及高溫超導材料等。通過各種先進的合成方法，可以調控稀土化合物的物理化學性質，以滿足不同應用需求，它們在新材料、清潔能源以及高科技領域的潛力日益凸顯。
密度泛函理論（DFT）的計算方法，由于其良好的計算效率和準確度，被廣泛應用于稀土化合物的電子結構研究、光學性能、磁性以及催化性能等領域。在這一過程中，Gaussian軟件作為一種經典的量子化學計算程序，提供了豐富的功能來支持DFT計算，廣泛應用于稀土化合物的研究。
在稀土化合物的研究中，Gaussian軟件結合密度泛函理論（DFT）能夠在多個方面提供關鍵的理論支持。首先，通過DFT計算可以優化稀土化合物的幾何結構，獲得最低能量構型，從而幫助確定金屬中心的配位數和幾何構型，分析化合物的穩定性。其次，Gaussian能夠精確計算稀土化合物的電子結構，揭示電子軌道分布和f電子的貢獻，為理解其光學性質（如吸收光譜、發光特性）和磁性（如磁矩、磁各向異性）提供重要信息。此外，Gaussian還可用于研究催化反應的反應機理，計算過渡態和活化能，進而為稀土化合物在催化領域的應用提供理論指導。最后，通過計算振動頻率、NMR、IR和UV-Vis光譜，Gaussian能夠預測稀土化合物的光譜特性，這對于研究其在光電材料、熒光材料和激光器中的應用具有重要價值。總體而言，Gaussian與DFT方法為稀土化合物的結構、性質與應用研究提供了全面的理論支持。
展開 化合物半導體單晶片清洗技術
【摘要】本文開發了一種新穎的單晶片清洗技術，以滿足化合物半導體制造的需求:去除光刻膠和蝕刻后殘留物，同時保持與各種化合物半導體材料、暴露金屬和介電層的兼容性。CoatsClean平臺是工藝和化學技術的結合，具有顯著減少化學物質使用、縮短工藝時間、晶圓間一致性和工藝靈活性的特點。本文描述了CoatsClean技術，并展示了在生產聚酰亞胺過孔和基座層的GaAs異質結雙極晶體管(HBT)時去除蝕刻后殘留物的能力。
coats清潔過程描述
CoatsCleanTM工藝采用了一種新開發的EVG-301RS單片光刻膠剝離系統，專門用于實現CoatsCleanTM技術。用有機溶劑配方脫衣器去除。CoatsCleanTM過程是在一個碗中執行的多步驟過程，它使工具占用空間很小。晶片上涂上配方的脫衣器，有足夠的體積可以完全覆蓋晶片的頂部表面，與浸沒或單晶片噴霧工具相比，每個晶片的化學使用顯著減少。接下來，使用用點加熱，將配方在晶片上加熱。使用點加熱提供了靈活性，處理在不同的晶圓類型在相同的工具和在同一碗。加熱后，首先用少量的新鮮配方沖洗配方，然后用水噴霧沖洗。
最后，通過旋轉干燥來干燥晶片。除了減少化學物質的使用外，在每個晶片上使用新鮮的、未使用的溶液還會導致晶片對晶片的一致性和增加化學配方的穩定性，因為存儲在工具中的化學物質是在室溫下而不是在較高的清洗溫度下保存的。總的來說，CoatsCleanTM技術提供了一種光致光刻膠去除和晶片清潔的新方法，與傳統的光刻膠條工藝相比，它提供了環境的可持續性和更低的擁有成本。
展開 化合物半導體的中國機遇與挑戰
化合物半導體因其在射頻電子和電力電子方面的優良性能，以及在5G通信和新能源汽車等新興市場的應用價值，被認為是半導體行業的重要發展方向。在國內發展集成電路的背景下，化合物半導體受到地方政府和產業資本的熱捧。投資“熱潮”之下，需要重新思考我國發展化合物半導體的機遇、挑戰和路徑。
全球化合物半導體產業發展形勢
(一)國際龍頭企業加速布局
一是并購布局。2014—2016年，全球最大的電力電子器件企業德國英飛凌(Infineon)公司為鞏固化合物半導體領域優勢，2次發起對美國公司的收購，1次成功，1次失敗。其中收購IR公司成功，收購Cree旗下Wolfspeed公司失敗，原因是美國政府認為收購危害國家安全。二是市場布局。領先企業陸續推出SiC器件產品和電源解決方案。Infineon推出了CoolSiC和CoolGaN系列產品，Cree發布了首個滿足車規標準AEC-Q101的E系列SiC MOSFET產品，ST、ROHM、On Semi均在高端應用方案中使用SiC器件。三是產能布局。Infineon、ST、Cree、ROHM等龍頭企業陸續開始使用6英寸生產線制造SiC器件，提升產能，鞏固市場地位。全球最大的GaAs制造企業臺灣穩懋公司也開始了新一輪投資擴產計劃。
(二)部分產品開始批量應用
化合物半導體最早應用于消費應用市場，包括3G和4G手機的功率放大器(PA)和LED照明，技術方向明確，產業格局清晰，市場應用成熟。在行業應用市場，近年來，化合物半導體的產品和方案開始陸續被應用企業采納，尤其在通信基站和新能源汽車市場開始批量應用。
展開 一文看懂化合物半導體，機會在哪里？
半導體材料可分為單質半導體及化合物半導體兩類，前者如硅（Si）、鍺(Ge）等所形成的半導體，后者為砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）等化合物形成。半導體在過去主要經歷了三代變化，砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）半導體分別作為第二代和第三代半導體的代表，相比第一代半導體高頻性能、高溫性能優異很多，制造成本更為高昂，可謂是半導體中的新貴。
三大化合物半導體材料中，GaAs占大頭，主要用于通訊領域，全球市場容量接近百億美元，
主要受益通信射頻芯片尤其是PA升級驅動；GaN大功率、高頻性能更出色，主要應用于軍事領域，目前市場容量不到10億美元，隨著成本下降有望迎來廣泛應用；SiC主要作為高功率半導體材料應用于汽車以及工業電力電子，在大功率轉換應用中具有巨大的優勢。
超越摩爾：光學、射頻、功率等模擬IC持續發展
摩爾定律放緩，集成電路發展分化
。現在集成電路的發展主要有兩個反向：More Moore （深度摩爾）和More than Moore （超越摩爾）。摩爾定律是指集成電路大概18個月的時間里，在同樣的面積上，晶體管數量會增加一倍，但是價格下降一半。但是在28nm時遇到了阻礙，其晶體管數量雖然增加一倍，但是價格沒有下降一半。
展開 研發 | 穩懋看好這些化合物半導體的未來
“化合物半導體已存在我們生活的每一處！”，穩懋半導體副董事長王郁琦以一句話開頭，在Comuptex上分享化合物半導體的應用趨勢。
穩懋作為全球最大的化合物半導體晶圓代工廠，基本上，只要是智能手機，里面一定會有其生產的功率放大元件，而只要是做射頻通訊元件的廠商，幾乎都是穩懋的客戶。
化合物半導體應用于5G手機，需求量應聲上揚
演說以化合物半導體原理、重要里程碑做為開端，王郁琦點出化合物半導體的應用優勢：相較于主流矽材料，砷化鎵（GaAs）擁有較高電子遷移率，適用于無線通訊跟高頻傳輸；同時也具有高效率光電轉換特性，應用于3D感測發光源的面射型雷射（VCSEL），也采用砷化鎵制程。
化合物半導體的應用，從智慧型手機、Wi-Fi路由器乃至于衛星基地和雷達等有導入，涵蓋廣泛。2017年，iPhone首次推出使用VCSEL作為3D傳感設備光源的Face ID產品，對此，王郁琦表示：「5G智能手機含有更多的化合物半導體成分，因為需要更多的砷化鎵來做PA功率放大器。」據悉，目前穩懋也是蘋果iPhone 12 Pro的LiDAR（光達）獨家代工廠，具備技術及量產能力。
王郁琦點出，相較于4G世代，5G應用的PA顆數倍增。
展開 曾經的LED領頭羊Cree剝離照明業務，對我國發展化合物半導體有何啟示？
Cree通過此次業務剝離，更加專注鞏固化合物半導體市場優勢。此前，Infineon推出SiC和GaN的完整電源解決方案，ST的SiC MOSFET已批量應用于特斯拉電動車。
國內化合物半導體各環節企業和整機應用企業需加強合作，推動以資本為紐帶整合產業資源。面向5G通信基站、新能源汽車和工業電源等市場，加大國產化合物半導體產品的試用和驗證。發揮政府的組織協調優勢，搭建試用驗證平臺，鼓勵整機企業敢用、愿用國產產品。通過模擬真實應用環境，不斷試錯、發現和解決問題，提升國內器件企業市場競爭力。
表1 我國化合物半導體產業體系
數據來源：賽迪智庫整理
作者朱邵歆，系賽迪研究院集成電路研究所副所長
夏夢陽，供職于賽迪研究院集成電路研究所
展開 Gaussian計算幾類典型小分子有機化合物鍵解離能
圖3 各個化合物的BEDs數值對比圖
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
先導化合物藥物發現的途徑概述 PONY譜尼測試集團
其中主要包括：
1）由藥物副作用發現新的先導化合物
在藥物研究中，常可從已知藥物的毒副作用出發找到新藥，或將毒副作用與治療作用分開而獲得新藥。在某些情況下，某一藥物的毒副作用可能對另一疾病有治療作用。
2） 通過化合物代謝研究得到新的先導化合物
藥物通過體內代謝過程，可能被活化，也可能被失活，甚至轉化成有毒的化合物。在藥物研究中，可以選擇其活化形式，或考慮可以避免代謝失活或毒化的結構作為藥物的先導物。運用這類先導化合物，得到優秀的藥物的可能性較大，甚至直接得到比原來更好的藥物。
3）以現有突破性藥物作為新的先導化合物
近年來隨著對生理生化機制的了解，得到了一些疾病治療的突破性藥物，這些稱為原形藥物。以原形藥物為先導化合物，通過生物電子等排等方法獲得了大量的“Me-too”藥物。
4）通過代謝產物尋找新的先導化合物
對動物的排泄物和分泌物等的研究，也是獲得新的先導化合物的一個方法。如抗瘤酮 A10，是一個從人的血液和尿液中分離出來的天然小分子抗癌活性物質。
4 通過化合物庫獲得
世界上大型藥物研究和開發組織都有自己分離、合成或收集的化合物儲備，形成化合物庫。包括天然產物提取分離、結構測定所得的天然產物庫，化學合成特別是用組合化學技術形成的大容量化學分子庫，通過蛋白質表達建立的基因工程庫等。它們的存在都是為先導化合物的發現服務的。
5 高通量虛擬篩選
高通量虛擬篩選就是利用計算機強大的計算能力，采用三維藥效基團模型或分子對接的方法，在化合物數據庫中尋找可能的活性化合物的方法。
展開 南航郭宇鋒Nano Energy: “雙面神”過渡金屬硫族化合物雙層中的摩擦壓電性
【引言】
作為典型的二維（2D）材料，過渡金屬硫族化合物（TMD）是半導體性的，在場效應晶體管，超薄光電探測和發光器件中具有廣泛的應用潛力。在能量收集領域，一些實驗報道了基于2D MoS2的壓電納米發電機的技術原型，其原理是利用MoS2的壓電性和壓電電子學效應。此外，由于平坦的表面和大的接觸面積，MoS2材料也被用于摩擦發電器件以獲得更高的電壓輸出和連續的直流電流。最近，利用化學氣相沉積和熱硒化方法，可在MoS2單層中用Se原子完全替代頂層S原子，從而成功合成了2H相的“雙面神”（Janus） MoSSe單層，這種Janus MoSSe的原子布局破壞了離面的結構對稱性，并導致了垂直方向的偶極矩。理論研究進一步表明，除了優異的面內壓電性，Janus MXY（M = Mo或W，X / Y = S，Se或Te，以及X≠Y）單層和多層相較于初始的MoS2或MoSe2結構具有更強的離面壓電極化，這使其更適合應用于納米尺度能量轉換器件。然而，到目前為止人們還很少考慮將Janus TMD用于納米發電機，其發電的可行性和機制仍不清楚。
【成果簡介】
近日，南京航空航天大學郭萬林院士、郭宇鋒教授（通訊作者）課題組與美國布朗大學Huajian Gao院士合作，在國際期刊Nano Energy上發表了文章：Tribo-piezoelectricity in Janus transition metal dichalcogenide bilayers: A first-principles study。本研究工作中，研究者們使用第一性原理計算發現，“雙面神”過渡金屬硫族化合物（Janus TMD）雙層的面內層間滑動將會顯著增強離面或垂直方向的電極化和壓電性。
展開 南科大《Science》：具有高熱電性能的高熵穩定硫屬化合物
首先報道的熵穩定高熵功能材料是(Mg, Co, Ni, Cu, Zn)O氧化物，隨后是鈣鈦礦，螢石，尖晶石，碳化物和硅化物等。對于給定的體系，構型熵隨著元素種類的增加而增加，當構型熵的增加大于焓的增加時，吉布斯自由能降低，晶體結構穩定。能量的變化表現為，合金元素溶解度極限的擴展或熵驅動的結構穩定效應。更準確地說，以熵為驅動力形成了一個新的相，擴展了相空間用于性能優化。穩定的結構可以保持原子的長程排列順序，從而保持電輸運框架。同時，由于離子質量、尺寸和鍵態的不匹配導致晶格嚴重畸變，導致高熵材料中存在短程無序。扭曲的晶格強烈散射熱傳導聲子，極大地降低了高熵材料的晶格熱導率，產生低的熱輸運特性，從而保持熱電模塊內的溫差。
圖1 通過熵工程提高熱電材料和模塊的性能。
(Cu/Ag)8Ge(Se/Te)6、(Cu/Ag)(In/Ga)Te2和(Sn/Ge/Pb/Mn)Te高熵材料的熱電性能均有所提高。雖然通過增加這些材料的構型熵，提高了熱電性能，但人類對構型熵、微觀結構和熱電性能之間的關系了解甚少。這是因為微觀結構的研究通常集中在位錯和納米沉淀物上，而不是高熵矩陣。此外，以前的高熵熱電材料實際上可能已經穩定，因為負生成焓，與組成在溶解度限制。
在此，研究者通過合金化Sn來增加構型熵，使n型高熵(Pb/Sn)(Se/Te/S)材料的立方相突破了溶解度極限。研究者操縱熵使n型Pb0.89Sb0.012Sn0.1Se0.5Te0.25S0.25高熵材料，在900 K時zT值達到1.8(圖1B)。在制作的分段熱電模塊中，優化后的熱電性能在ΔT= 507 K時，轉化為非常高的轉換效率12.3%(圖1C)，這在溫度范圍內是顯著的。
展開 聽教授講論文背后的化學故事：用單質硫和二醇、二異腈化合物制備新型功能高分子
故事一
單質硫和二醇、二異腈化合物，怎么是三個這？
先說單質硫。據報道全球范圍內硫的年產量高達八千萬噸，化學工業用掉的不到一半，堆積如山的硫成為觸目驚心的工業廢料和環境污染（如酸雨）的來源。于是科學家們的一個重要的科研課題就是對硫的合理利用，其中將單質硫轉化為功能性的含硫聚合物成為有效途徑之一。再說二醇。二醇是多羥基化合物中結構相對簡單的一類，多羥基化合物可是自然界中最豐富的存在，所有的糖類，不管是葡萄糖、果糖、蔗糖這些單糖多糖，還是淀粉、纖維素、殼聚糖，從決定人的生命健康的核糖到化妝美容的海藻酸鈉，都是多羥基化合物。工業上的二醇和多元醇產品也多得很。如果把單質硫和二醇結合起來做成功能高分子材料，那可是一箭雙雕、一舉多得的大好事！
可惜這樣的事情以前一直沒發生過，預期今后相當長的時間里也不會發生，因為現有的化學反應理論告訴我們這樣的化學過程太難太難了（如果不是不可能的）。這倒不是說單質硫不能用來合成高分子材料，而是說目前還不能用二醇和單質硫直接合成高分子材料，其實 “固特異”輪胎即硫化橡膠堪稱高分子工業的鼻祖。所以我們換個思路，向大自然學習。分析一下前面提到的淀粉、纖維素，加上蛋白質、DNA/RNA這些天然高分子（生物大分子）的結構，就會發現它們都是多種構筑單元通過化學鍵連接起來的有機整體，如果從高分子學科的角度看，它們都可以認為是“多組分聚合反應產生的聚合物。“多組分”意味著至少有三個組分，那么第三組分選什么呢？
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