该项目属无机非金属材料领域。ZnO是继GaN之后一种重要的第三代半导体材料。低维ZnO更因其优异的光电特性和新奇的物理性质成为材料科学前沿。对于低维ZnO材料，实现稳定可控的p型掺杂是国际公认的科学难题，获得高温、高效激子复合是发展光发射器件的重要基础，打破激子束缚、实现载流子有效分离是拓展其功能的关键。针对上述科学问题，该项目提出了p型掺杂的新方法，发现了提高激子复合效率的新机制，开辟了实现载流子有效分离的新途径。相关研究推进了ZnO材料的器件化与功能化，促进了半导体材料学科的发展。主要发现点如下：1.首次提出了反向掺杂的学术思想【代表性论文1,2】，通过热氧化Zn<,3>N<,2>，实现了氧对氮的反向替代，获得了稳定的高质量p型ZnO:N薄膜。该方法被同行公认“解决了ZnO中氮受主固溶度低的关键性难题”，“克服了直接生长ZnO:N的技术壁垒”，且“方法简便”，被国内外16个研究组验证和采用。该工作被国际ZnO学术会议主席D.C.Look教授等多位著名半导体材料专家评价为“突破性工作”，“迅速发展的p型ZnO的代表性工作”，“其成功给半导体工业带来重要启示”，“将开辟一系列新的应用领域”。2.发现了低维ZnO表面俘获载流子热离化提高激子复合效率的新机制，为实现高温、高效紫外发光提供了新途径。首次在584℃的高温下获得了低维ZnO的强激子发射，与ZnO外延薄膜相比，该温度提高约300℃。《ADV MATER》的文章评价该工作“预示了ZnO在高温紫外激子型激光器方面具有发展潜力”。3.提出了纳米多异质结偶联增强ZnO光生载流子分离和传输能力的新思路.创建了n-Zn0/n-Sn0<,2>、n-ZnO/p-NiO等多异质结纳米纤维网络体系，解决了因强激子效应导致的光生载流子难于分离的难题，获得了高活性的新型光催化材料。该工作被日本著名材料学家Y.Bando评价为“异质结界面内建电场促进了电荷转移态的形成与光生载流子的空间分离”；《ENERGY ENVIRON SCI》和《JACS》评价该材料体系足“提高光生载流子分离与传输效率的有效构架”和“提高光催化活性的巧妙方法”。项目组自2000年以来，在863计划、国家基金委重点、杰青等项目的资助下取得了系列创新成果。主要论文发表在《ADV MATER》、《APPLPHYS LETT》等权威杂志上，被《PROG MATER SCI》、《CHEM SOC REV》等综述杂志正面评述。8篇代表作SCI他引792次，其中单篇最高影响因子15.409,单篇最高SCI他引200次，3篇入选ESI高被引论文；20篇主要论文SCI他引1534次。第一完成人参与撰写《Handbook of Zinc Oxide and Related Materials》专著，发起了全国首届ZnO学术会议。主要成果获教育部自然科学一等奖1项。

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