上海硅酸盐研究所主要研究领域有哪些？

中国科学院上海硅酸盐研究所渊源于1928年成立的国立中央研究院工程研究所，1959年独立建所，定名为中国科学院硅酸盐化学与工学研究所，1984年改名为中国科学院上海硅酸盐研究所。

上海硅酸盐所紧密围绕中科院“率先行动”计划、上海科创中心建设，围绕先进制造、能源、信息、环境与健康、国防工业等重点应用领域，聚焦“三重大产出”，在基础与前瞻性研究、高技术研究、产业化关键技术与成果转化等方面取得了一系列具有重要影响力的研究成果，为国家安全、国民经济建设以及社会进步作出了重要贡献。历年来，累计取得科技成果近1200项，获得国家、中国科学院、上海市等省部级以上各类科技奖项423项，其中国家发明奖30项，国家自然科学奖9项，国家科技进步奖16项。历年来申报专利3602项，批准专利1941项（截至2019年底）。

上海硅酸盐所独立建所以来，汇聚和造就出一大批为新中国科技事业做出重大贡献的科学家，包括周仁、严东生、殷之文、郭景坤、丁传贤、江东亮、施剑林、董绍明等中国科学院学部委员、中国科学院院士、中国工程院院士和大批新一代科技领军人才。上海硅酸盐所是国内首批博士和硕士学位授予单位，首批建立了博士后流动站，是中国科学院博士生重点培养基地。知识创新工程以来，大力发展研究生教育，不断完善综合素质培养与评价制度，深入推进国内外联合培养机制，建立研究生科研成果培育计划，研究生教育质量稳步提高，向国家输送了大批高素质创新创业人才。

上海硅酸盐所学科方向是先进无机材料科学与工程，主要研究领域覆盖了高性能结构陶瓷、功能陶瓷、透明陶瓷、陶瓷基复合材料、人工晶体、无机涂层、能源材料、生物材料、古陶瓷以及先进无机材料性能检测与表征等，是国内该领域科学研究单位中门类最为齐全的研究所。主办发行的《无机材料学报》已进入核心学术期刊，连续多年入选“中国国际影响力学术期刊”；与自然出版集团合作出版的npj Computational Materials（《npj-计算材料学》）是中国首个“自然合作期刊”（Nature Partner Journal,NPJ），被SCI、DOAJ、Scopus等收录，2019年影响因子9.200，计算材料领域内国际排名第一，材料科学-综合类国际293种期刊中列第23名，进入8%。

上海硅酸盐研究所是国内第一批研究生招生单位，文革前招收28名研究生，目前一共累计招收约3100余名研究生。拥有：材料科学与工程、化学二个一级学科和材料与化工全日制专业学位，在岗导师152名，其中博导80名，在学研究生484名，其中博士研究生278名。研究所计划每年招收硕士研究生80名，博士研究生70名左右。

主要研究领域：

1、基础研究：以高性能结构材料、功能材料、人工晶体、特种玻璃、无机涂层、生物材料、介孔与纳米材料等为主要研究对象，结合化学、物理学、电子学、生物学等基础理论和研究方法，在先进无机材料的设计与计算科学、制备科学以及应用研究等方面开展一系列前瞻性、原创性和开拓性探索，为先进无机材料工程化研究和产业化发展提供理论基础和技术储备。

2、能源技术：以能量转换、能量贮存、节能关键材料和技术为主要研究方向，重点开展钠硫电池储能技术、太阳能发电技术、固体氧化物燃料电池技术、热电转换技术以及高效节能金卤灯等研究，并取得一系列创新型研究成果。

3、环境友好：开展纳米介孔催化剂材料、纳米光催化材料、建筑用节能玻璃材料以及尾气排放净化用蜂窝陶瓷技术等研究开发与产业化工作，以解决节能减排相关新材料研究及工艺技术研发等热点问题。

4、人体健康：开展纳米生物材料、生物活性材料与组织工程支架材料、生物活性涂层技术及医用植入材料、医用光纤材料等研究与开发，为形成具有我国自主知识产权的新型、高效和安全的生物医用材料和医疗新技术提供科学基础。

5、信息功能：开展电容器陶瓷、压电陶瓷、铁电陶瓷、透明陶瓷、热释电陶瓷、半导体陶瓷、电致伸缩陶瓷、快离子导体陶瓷、堇青石陶瓷、超导陶瓷、微波介质陶瓷等高性能陶瓷的研究，并结合面向新兴产业发展和市场需求的高性能功能陶瓷及元件，开展相关应用基础研究、关键成套技术开发、工程化研究和示范性生产。

6、航天航空：开展各类保护涂层、功能涂层、透波材料、大尺寸光学部件、陶瓷基复合材料的研究以及空间晶体生长实验研究，以满足我国航天航空事业的迫切需求。

7、古陶瓷：开创了利用现代科技手段研究中国古陶瓷之先河，并一直在该研究领域保持着国际领先地位。2008年2月，由国家文物局批准，在上海硅酸盐研究所设立古陶瓷科学研究国家文物局重点科研基地。基地整合研究资源，制定古陶瓷检测规范，解决古陶瓷研究和硅酸盐类文化遗产保护领域中的重大科技问题。

8、材料分析表征：主要从事无机材料表征和检测及其新技术和新方法研究等。先后通过了国家级计量认证、ISO9001质量认证和中国实验室国家认可委员会（CNAS）实验室认可。

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因为晶体硅具有一个非常重要的特性——单方向导电，也就是说，电流只能从一端流向另一端，制作半导体器件的原材料就需要具有有这种特有的特性材料。\x0d\x0a\x0d\x0a多角度解释：\x0d\x0a（1）热敏性 半导体材料的电阻率与温度有密切的关系.温度升高,半导体的电阻率会明显变小.例如纯锗（Ge）,温度每升高10度,其电阻率就会减少到原来的一半.\x0d\x0a（2）光电特性 很多半导体材料对光十分敏感,无光照时,不易导电；受到光照时,就变的容易导电了.例如,常用的硫化镉半导体光敏电阻,在无光照时电阻高达几十兆欧,受到光照时电阻会减小到几十千欧.半导体受光照后电阻明显变小的现象称为“光导电”.利用光导电特性制作的光电器件还有光电二极管和光电三极管等.\x0d\x0a近年来广泛使用着一种半导体发光器件--发光二极管,它通过电流时能够发光,把电能直接转成光能.目前已制作出发黄,绿,红,蓝几色的发光二极管,以及发出不可见光红外线的发光二极管.\x0d\x0a另一种常见的光电转换器件是硅光电池,它可以把光能直接转换成电能,是一种方便的而清洁的能源.\x0d\x0a（3）搀杂特性 纯净的半导体材料电阻率很高,但掺入极微量的“杂质”元素后,其导电能力会发生极为显著的变化.例如,纯硅的电阻率为214×1000欧姆/厘米,若掺入百万分之一的硼元素,电阻率就会减小到0.4欧姆/厘米.因此,人们可以给半导体掺入微量的某种特定的杂质元素,精确控制它的导电能力,用以制作各种各样的半导体器件\x0d\x0a半导体的导电性能比导体差而比绝缘体强.实际上,半导体与导体、绝缘体的区别在不仅在于导电能力的不同,更重要的是半导体具有独特的性能（特性）. \x0d\x0a1． 在纯净的半导体中适当地掺入一定种类的极微量的杂质,半导体的导电性能就会成百万倍的增加—-这是半导体最显著、最突出的特性.例如,晶体管就是利用这种特性制成的. \x0d\x0a2． 当环境温度升高一些时,半导体的导电能力就显著地增加；当环境温度下降一些时,半导体的导电能力就显著地下降.这种特性称为“热敏”,热敏电阻就是利用半导体的这种特性制成的. \x0d\x0a3． 当有光线照射在某些半导体时,这些半导体就像导体一样,导电能力很强；当没有光线照射时,这些半导体就像绝缘体一样不导电,这种特性称为“光敏”.例如,用作自动化控制用的“光电二极管”、“光电三极管”和光敏电阻等,就是利用半导体的光敏特性制成的. \x0d\x0a由此可见,温度和光照对晶体管的影响很大.因此,晶体管不能放在高温和强烈的光照环境中.在晶体管表面涂上一层黑漆也是为了防止光照对它的影响.最后,明确一个基本概验：所谓半导体材料,是一种晶体结构的材料,故“半导体”又叫“晶体”. \x0d\x0aP性半导体和N型半导体----前面讲过,在纯净的半导体中加入一定类型的微量杂质,能使半导体的导电能力成百万倍的增加.加入了杂质的半导体可以分为两种类型：一种杂质加到半导体中去后,在半导体中会产生大量的带负电荷的自由电子,这种半导体叫做“N型半导体”（也叫“电子型半导体”）；另一种杂质加到半导体中后,会产生大量带正电荷的“空穴”,这种半导体叫“P型半导体”（也叫“空穴型半导体”）.例如,在纯净的半导体锗中,加入微量的杂质锑,就能形成N型半导体.同样,如果在纯净的锗中,加入微量的杂质铟,就形成P型半导体. \x0d\x0a一个PN结构成晶体二极管----设法把P型半导体（有大量的带正电荷的空穴）和N型半导体（有大量的带负电荷的自由电子）结合在一起,见图1所示. \x0d\x0a图1 \x0d\x0a在P型半导体的N型半导体相结合的地方,就会形成一个特殊的薄层,这个特殊的薄层就叫“PN结”.晶体二极管实际上就是由一个PN结构成的（见图1）. \x0d\x0a例如,收音机中应用的晶体二极管,其触丝（即触针）部分相当于P型半导体,N型锗片就是N型半导体,他们之间的接触面就是PN结.P端（或P端引出线）叫晶体二极管的正端（也称正极）.N端（或N端引出线）叫晶体二极管的负端（也称负极）. \x0d\x0a如果像图2那样,把正端连接电池的正极,把负端接电池的负极,这是PN结的电阻值就小到只有几百欧姆了.因此,通过PN结的电流（I=U/R）就很大.这样的连接方法（图2a）叫“正向连接”.正向连接时,晶体管二极管（或PN结）两端承受的电压叫“正向电压”；处在正向电压下,二极管（或PN结）的电阻叫“正向电阻”,在正向电压下,通过二极管（或PN结）的电流叫“正向电流”.很明显,因为晶体二极管的正向电阻很小（几百欧姆）,在一定正向电压下,正向电流（I=U/R）就会很大----这表明在正向电压下,二极管（或PN结）具有像导体一样的导电本领. \x0d\x0a图2a 图2b \x0d\x0a反过来,如果把P端接到电池的负极,N端接到电池的正极（见图2b）.这时PN结的电阻很大（大到几百千殴）,电流（I=U/R）几乎不能通过二极管,或者说通过的电流很微弱.这样的连接方法叫“反向连接”.反向连接时,晶体管二极管（或PN结）两端承受的电压叫“反向电压”；处在反向电压下,二极管（或PN结）的电阻叫“反向电阻”,在反向电压下,通过二极管（或PN结）的电流叫“反向电流”.显然,因为晶体二极管的正向电阻很大（几百千欧姆）,在一定的反向电压下,正向电流（I=U/R）就会很小,甚至可以忽略不计,----这表明在一定的反向电压下,二极管（或PN结）几乎不导电. \x0d\x0a上叙实验说明这样一个结论：晶体二极管（或PN结）具有单向导电特性. \x0d\x0a晶体二极管用字母“D”代表,在电路中常用图3的符号表示,即表示电流（正电荷）只能顺着箭头方向流动,而不能逆着箭头方向流动.图3是常用的晶体二极管的外形及符号. \x0d\x0a图3 \x0d\x0a利用二极管的单向导电性可以用来整流（将交流电变成直流电）和检波（从高频或中频电信号取出音频信号）以及变频（如把高频变成固定的中频465千周）等. \x0d\x0aPN结的极间电容----PN结的P型和N型两快半导体之间构成一个电容量很小的电容,叫做“极间电容”（如图4所示）.由于电容抗随频率的增高而减小.所以,PN结工作于高频时,高频信号容易被极间电容或反馈而影响PN结的工作.但在直流或低频下工作时,极间电容对直流和低频的阻抗很大,故一般不会影响PN结的工作性能.PN结的面积越大,极间电容量越大,影响也约大,这就是面接触型二极管（如整流二极管）和低频三极管不能用于高频工作的原因

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