简要综述自从2005年前后发展起来的一类新的材料体系-“拓扑”量子材料, 它包含拓扑绝缘体、拓扑晶体绝缘体、拓扑超导体和拓扑半金属等。这类材料中较强的自旋轨道耦合作用导致了包括量子反常霍尔效应在内的丰富多彩的量子现象, 有可能对未来低能耗电子学、拓扑量子计算和清洁能源等技术的发展具有重大的推动作用。

自从1987年邓青云博士发明有机发光二极管(OLED)以来, 相关领域的研究蓬勃兴起。近年来, OLED已在中小尺寸显示领域得到广泛的应用, 并逐步进入大面积显示和照明等领域。有机发光技术的不断发展, 对有机发光材料与器件的研究提出了更高的要求。本报告综述了近年来国内外有机发光材料与器件研究领域关注的重要问题和其中的主要进展。随着OLED技术的深入发展, 该领域的研究体现出基础理论与技术创新并重的特点, 在材料与器件技术和有机半导体传输理论方面都取得了丰硕成果。在材料与器件技术方面, 本文主要综述了新型磷光材料分子设计, 新型荧光材料及其发光机理研究, 白光器件技术, 湿法制备技术及柔性制备技术等几个方面的最重要进展。在有机半导体传输理论方面, 本文主要综述了从分子堆积、薄膜无序度及掺杂等角度对有机半导体传输理论进行的研究工作。最后, 报告对国际有机显示技术和有机照明技术的产业现状及发展方向进行了概述。

超导自从1911年被发现以来, 研究对象经历了从简单金属, 到合金, 再到复杂化合物, 超导转变温度也逐渐提升, 目前已经提升到164 K(高压测量)。在研究新型高温超导材料的过程中, 对超导物理的理解也不断更新。在超导领域取得巨大成功的Bardeen-Cooper-Schrieffer理论, 似乎在一些新型的非常规超导体中不再适用, 因此非常规超导机理的理解也面临重大突破。本文将简单介绍目前发现的三类高温超导体: 铜氧化物超导体, 铁基超导体和二硼化镁超导体。结合目前研究中的一些经验, 对如何寻找新型超导体提出展望。

用差示扫描量热仪分别对具有相似晶体体积分数和晶化激活能的Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀块体非晶合金铸态、轧制态试样进行等温和连续升温实验, 研究了不同微观结构块体非晶合金的晶化过程。结果表明, 在晶化初期(小于30 min), 两个试样具有相似的晶化速率; 晶化后期(大于30 min), 轧制态试样表现出较快的晶化速率。这在一定程度上表明, 用JMA公式和晶化开始温度T_x及峰值温度T_p计算出的晶化激活能不能全面反映非晶合金的热稳定性。另外, 剪切带中原子之间相互联接的减弱以及短程有序的强化, 使轧制态试样热稳定性降低和晶化过程变快。

测试二元NiAl合金、NiAl--Al2O3--TiC原位内生复合材料以及NiAl--Cr(Mo)--Hf共晶合金的室温摩擦磨损性能, 研究了磨损机制. 结果表明: NiAl材料的抗磨损性能与材料的硬度和断裂韧性成正比, 在磨损过程中硬质陶瓷颗粒能有效地传递应力和起到支撑作用, 减轻材料的磨损. 因此NiAl--Al2O3--TiC复合材料的抗磨损性能最好, 在相同工况下其磨损率为NiAl--Cr(Mo)--Hf共晶合金的1/4-3/4和二元NiAl合金的1/20-1/10. 摩擦系数随着三种NiAl材料硬度的提高而降低. 三种NiAl材料的室温干摩擦磨损过程受控于塑性变形, 其磨损机制主要是磨粒磨损机制, 随着载荷的增加, 磨损表面依次呈现出塑性变形、显微剥落和粘着磨损特征, 磨损机制的改变对磨损率和摩擦系数具有重要的影响.

利用离子注入和后续高温退火的方法制备了包埋在二氧化硅(SiO₂)基质中的硅纳米晶, 研究了不同离子注入浓度试样的微观结构和发光性能, 以及硅纳米晶的生长机理和发光机制. 结果表明:  较小的硅纳米晶(<5 nm)其生长机理符合Ostwald熟化机理, 较大的纳米晶(>10 nm)则是由多个小纳米晶粒通过孪晶组合或融合而成的; 离子注入浓度为8 ×10¹⁶cm^-2的样品其发光强度是离子注入浓度为3×10¹⁷cm ^-2样品发光强度的5倍；硅纳米晶内部的微观结构缺陷(如孪晶和层错)对其荧光强度有很大的影响.

随着微/纳米技术的发展, 在微/纳尺度器件中金属材料的几何尺度或微观结构尺度从宏观尺度逐渐减小到微米、亚微米甚至纳米量级, 其室温电阻率往往表现出明显的尺寸效应。本文总结了近年来关于不同尺度金属材料电阻率的研究进展, 重点介绍了金属材料的微观结构、缺陷尺度以及几何尺度对金属材料电阻率的影响及相关的理论模型, 探讨了材料内部微观结构尺度与几何尺度对材料导电性能的影响规律。最后, 对微尺度金属材料电阻率及其服役可靠性的研究趋势进行了展望。

以鳞片石墨为原料, 采用硫酸和高锰酸钾, 通过化学插层氧化-破碎方法制备了氧化石墨烯(GO), 通过扫描电镜(SEM)、激光粒度分析、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-vis)和原子力显微镜(AFM)等测试手段对所制备的氧化石墨烯进行了分析和表征。结果发现230 nm附近的紫外可见光谱可以把氧化石墨烯与氧化石墨进行区分。结果表明紫外光谱可对氧化石墨烯溶液进行定性分析和定量分析。通过这一方法可获得氧化石墨烯制备的较优条件。机理分析结果表明: 氧化石墨烯的不连续的π-π*共轭体系为主的结构特点是其紫外光谱在230 nm附近产生多个强度不同的吸收峰的原因。

采用共沉淀方法结合原位碳包覆合成了LiFePO₄/C复合正极材料. 对碳化过程和包覆LiFePO₄进行了研究. 结果表明: 在不同碳源的热解过程中, 由于分子量和结构的不同, 分解温度和碳化产物的结构也不相同; 不同碳源的碳包覆对LiFePO₄的晶体结构有一定的影响, 而且由于碳包覆层结构的差异所包覆改性的LiFePO₄表现出不同的电化学性能. 文中还讨论了不同碳源对碳包覆后LiFePO₄/C的电化学性能的影响.

以醋酸镉、硫粉为原料制备CdS量子点, 研究了硫的加入量对其光学性质的影响. 结果表明: 合成的CdS量子点粒径均匀, 分散性较好, 随着硫加入量的增加CdS量子点的粒径增大; 反应中过量的硫能有效地填补硫空位, 从而抑制表面态发光. 同时, ODA的修饰也能有效地钝化表面态, 减小表面态的发光强度.