研究方向
※光电功能材料方向※
信息来源:云南省新材料制备与加工重点实验室  发布时间:[2016-09-08]

本方向主要围绕信息的传输、存储、获取和显示等高科技前沿领域,研究并开发新型信息功能及其制备新技术和新方法,开展信息功能材料的电学、光学、磁学和结构特性等基本问题及其器件应用的研究。以光功能材料的设计、性能、制备与加工过程中所涉及的新概念、新结构、新方法、新技术以及新材料为突破口,在理论和实验的源头创新上有所突破,提高我国在光功能材料研究领域的整体创新能力。解决对我国的科学技术进步和国民经济发展以及国防建设具有重大意义的光功能材料领域所涉及的关键材料、关键技术等问题,形成我国的自主知识产权,为我国信息技术产业的发展打下基础。主要研究内容包括以下几个方面:新能源材料以材料制备和模拟为基础,围绕新能源材料开展广泛的应用基础和技术开发研究。主要从事以下两方向的研究工作:一、开发新型、高效、低成本的太阳能电池,系统、深入地研究新型太阳能电池材料的结构、电学、光学性质,以及太阳能电池片的系统集成、光管理等,为高效廉价的太阳能电池产业化奠定基础;二、开发利用具有可见光响应的新型光催化材料,将纳米技术、半导体材料学以及光催化技术结合,设计制备新型复合纳米半导体催化剂,以实现在可见光下高效率的分解水制氢,从而形成可持续发展的能源生态经济。稀贵金属掺杂超宽带光纤放大材料随着通信业务需求的飞速增长,对光纤传输系统的容量和无中继传输距离的要求越来越高。掺铒光纤放大器(EDFA)由于其增益平坦及噪声等局限性,已经不能完全满足光通信系统发展的要求,以10Gbit/s甚至更高速率为基础的密集波分复用(DWDM)通信系统必然成为光传输系统的主流。基于此,本方向的工作重点为:通过材料的组成和结构设计研制超宽带光纤放大器,即用一根光纤、一个泵浦源实现整个光通讯波段的放大增益,这无疑会给光通讯领域带来一场新的革命。具体研究工作主要从以下四个方面展开:1.系统研究稀土离子在各种配位环境下的光放大效应;2.研究掺杂光纤的损耗特性;3.研究过渡金属离子的超宽带光纤材料以及光放大机理;4.材料微结构影响光电子跃迁转移特性的第一性原理研究。

基于微纳结构的三维光存储材料本方向以具有重大应用背景的超高密度三维光存储为研究对象,通过飞秒激光作用于石英玻璃、多组分光学玻璃以及功能离子掺杂的透明介质中,实现具有空间选择性的功能微结构的“写入”和“读出”,以达到海量信息存储的目的。该方向主要研究以下内容:通过玻璃基质和掺杂离子的选择,操控飞秒激光作用下发光离子的空间选择性价态变化,实现信息的高质量写入和读出;优化材料的组成及工艺,降低发光离子价态变化的能量阈值,使光存储低成本产业化;研究飞秒激光作用于透明介质的光存储机制。这对于可集成的微光子器件和三维光存储器件的研制及产业化奠定了坚实的科学基础,并为信息的高速发展做出相应的贡献。

光子晶体材料本方向的研究重点是在稀贵金属掺杂的光功能材料及太阳能电池材料等方面开展以下工作:1.系统研究光子带隙调制下稀贵金属掺杂的光功能材料的荧光性质;2. 系统研究光子带隙调制下稀贵金属掺杂的光功能材料的上转换发光性质及机理;3. 将光子带隙引入染料敏化太阳能电池中,提高光电转换效率。