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自70年代納米顆粒材料問(wèn)世以來(lái)，80年代中期在實(shí)驗(yàn)室合成了納米塊體材料，至今已有20多年的歷史，但真正成為材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理研究的前沿?zé)狳c(diǎn)是在80年代中期以后。從研究的內(nèi)涵和特點(diǎn)大致可劃分為三個(gè)階段。
第一階段（1990年以前）主要是在實(shí)驗(yàn)室探索用各種手段制備各種材料的納米顆粒粉體，合成塊體（包括薄膜），研究評(píng)估表征的方法，探索納米材料不同于常規(guī)材料的特殊性能。對(duì)納米顆粒和納米塊體材料結(jié)構(gòu)的研究在80年代末期一度形成熱潮。研究的對(duì)象一般局限在單一材料和單相材料，國(guó)際上通常把這類(lèi)納米材料稱(chēng)納米晶或納米相材料。
第二階段（1994年前）人們關(guān)注的熱點(diǎn)是如何利用納米材料已挖掘出來(lái)的奇特物理、化學(xué)和力學(xué)性能，設(shè)計(jì)納米復(fù)合材料，通常采用納米微粒與納米微粒復(fù)合，納米微粒與常規(guī)塊體復(fù)合及發(fā)展復(fù)合材料的合成及物性的探索一度成為納米材料研究的主導(dǎo)方向。
第三階段（從1994年到現(xiàn)在）納米組裝體系、人工組裝合成的納米結(jié)構(gòu)的材料體系越來(lái)越受到人們的關(guān)注，正在成為納米材料研究的新的熱點(diǎn)。國(guó)際上，把這類(lèi)材料稱(chēng)為納米組裝材料體系或者稱(chēng)為納米尺度的圖案材料。它的基本內(nèi)涵是以納米顆粒以及它們組成的納米絲和管為基本單元在一維、二維和三維空間組裝排列成具有納米結(jié)構(gòu)的體系，基保包括納米陣列體系、介孔組裝體系、薄膜嵌鑲體系。納米顆粒、絲、管可以是有序或無(wú)序地排列。
如果說(shuō)第一階段和第二階段的研究在某種程度上帶有一定的隨機(jī)性，那么這一階段研究的特點(diǎn)更強(qiáng)調(diào)人們的意愿設(shè)計(jì)、組裝、創(chuàng)造新的體系，更有目的地使該體系具有人們所希望的特性。著名諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者，美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)曼曾預(yù)言“如果有一天人們能按照自己的意愿排列原子和分子…，那將創(chuàng)造什么樣的奇跡”。就像目前用STM操縱原子一樣，人工地把納米微粒整齊排列就是實(shí)現(xiàn)費(fèi)曼預(yù)言，創(chuàng)造新奇跡的起點(diǎn)。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)洛倫茲伯克力國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家在《自然》雜志上，指出納米尺度的圖案材料是現(xiàn)代材料化學(xué)和物理學(xué)的重要前沿課題。可見(jiàn)，納米結(jié)構(gòu)的組裝體系很可能成為納米材料研究的前沿主導(dǎo)方向。
二、納米材料研究的特點(diǎn)
1、納米材料研究的內(nèi)涵不斷擴(kuò)大
第一階段主要集中在納米顆粒（納米晶、納米相、納米非晶等）以及由它們組成的薄膜與塊體，到第三階段納米材料研究對(duì)象又涉及到納米絲、納米管、微孔和介孔材料（包括凝膠和氣凝膠），例如氣凝膠孔隙率高于90％，孔徑大小為納米級(jí)，這就導(dǎo)致孔隙間的材料實(shí)際上是納米尺度的微?；蚪z，這種納米結(jié)構(gòu)為嵌鑲、組裝納米微粒提供一個(gè)三維空間。納米管的出現(xiàn)，豐富了納米材料研究的內(nèi)涵，為合成組裝納米材料提供了新的機(jī)遇。
2．納米材料的概念不斷拓寬
1994年以前，納米結(jié)構(gòu)材料僅僅包括納米微粒及其形成的納米塊體、納米薄膜，現(xiàn)在納米結(jié)構(gòu)的材料的含意還包括納米組裝體系，該體系除了包含納米微粒實(shí)體的組元，還包括支撐它們的具有納米尺度的空間的基體，因此，納米結(jié)構(gòu)材料內(nèi)涵變得豐富多彩。
3．納米材料的應(yīng)用成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)
經(jīng)過(guò)第一階段和第二階段研究，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)納米材料所具備的不同于常規(guī)材料的新特性，對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)和常規(guī)產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生重要的影響。日本、美國(guó)和西歐都相繼把實(shí)驗(yàn)室的成果轉(zhuǎn)化為規(guī)模生產(chǎn)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)際上已有20多個(gè)納米材料公司經(jīng)營(yíng)粉體生產(chǎn)線，其中陶瓷納米粉體對(duì)常規(guī)陶瓷和高技術(shù)陶瓷的改性、納米功能涂層的制備技術(shù)和涂層工藝、納米添加功能油漆涂料的研究、納米添加塑料改性以及納米材料在環(huán)保、能源、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用，磨料、釉料以及紙張和纖維填料的納米化研究也相繼展開(kāi)。納米材料及其相關(guān)的產(chǎn)品從1994年開(kāi)始已陸續(xù)進(jìn)入市場(chǎng)，所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益以20％速度增長(zhǎng)。
三、納米材料的發(fā)展趨勢(shì)
1．加強(qiáng)控制工程的研究
在納米材料制備科學(xué)和技術(shù)研究方面一個(gè)重要的趨勢(shì)是加強(qiáng)控制工程的研究，這包括顆粒尺寸、形狀、表面、微結(jié)構(gòu)的控制。由于納米顆粒的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)都同時(shí)在起作用，它們對(duì)材料某一種性能的貢獻(xiàn)大小、強(qiáng)弱往往很難區(qū)分，是有利的作用，還是不利的作用更難以判斷，這不但給某一現(xiàn)象的解釋帶來(lái)困難，同時(shí)也給設(shè)計(jì)新型納米結(jié)構(gòu)帶來(lái)很大的困難。如何控制這些效應(yīng)對(duì)納米材料性能的影響，如何控制一種效應(yīng)的影響而引出另一種效應(yīng)的影響，這都是控制工程研究亟待解決的問(wèn)題。國(guó)際上近一兩年來(lái)，納米材料控制工程的研究主要有以下幾個(gè)方面：一是納米顆粒的表面改性，通過(guò)納米微粒的表面做異性物質(zhì)和表面的修飾可以改變表面帶電狀態(tài)、表面結(jié)構(gòu)和粗糙度；二是通過(guò)納米微粒在多孔基體中的分布狀態(tài)（連續(xù)分布還是孤立分布）來(lái)控制量子尺寸效應(yīng)和滲流效應(yīng)；三是通過(guò)設(shè)計(jì)納米絲、管等的陣列體系（包括有序陣列和無(wú)序陣列）來(lái)獲得所需要的特性。
2．近年來(lái)引人注目的幾具新動(dòng)向
（1）納米組裝體系藍(lán)綠光的研究出現(xiàn)新的苗頭。日本Nippon鋼鐵公司閃電化學(xué)陽(yáng)極腐蝕方法獲得6H多孔碳化硅，發(fā)現(xiàn)了藍(lán)綠光發(fā)光強(qiáng)度比6H碳化硅晶體高100倍：多孔硅在制備過(guò)程中經(jīng)紫外輻照或氧化也發(fā)藍(lán)綠光；含有Dy和Al的SiO2氣凝膠在390nm波長(zhǎng)光激發(fā)下發(fā)射極強(qiáng)的藍(lán)綠光，比多孔Si的最強(qiáng)紅光還高出1倍多，250nm波長(zhǎng)光激發(fā)出極強(qiáng)的藍(lán)光。
（2）巨電導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)。美國(guó)霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家在SiO2一Au的顆粒膜上觀察到極強(qiáng)的高電導(dǎo)現(xiàn)象，當(dāng)金顆粒的體積百分比達(dá)到某臨界值時(shí)，電導(dǎo)增加了14個(gè)數(shù)量級(jí)；納米氧化鎂銦薄膜經(jīng)氫離子注入后，電導(dǎo)增加8個(gè)數(shù)量級(jí)；
【關(guān)鍵詞】車(chē)內(nèi)空氣；內(nèi)飾材料；甲醛；液相色譜
1 前言
隨著人們生活水平提高，汽車(chē)逐步成為大眾交通工具，對(duì)于汽車(chē)內(nèi)飾所揮發(fā)出的有毒有害的氣體的研究受到越來(lái)越到關(guān)注，汽車(chē)內(nèi)飾材料中選用了真皮、座椅、油漆和塑料裝飾件等材料，以及對(duì)車(chē)輛主要內(nèi)飾材料加工和使用本身物質(zhì)揮發(fā)特性的分析，這些材料存在了不同程度的甲醛或材料添加劑等揮發(fā)物。研究汽車(chē)內(nèi)部不同內(nèi)飾材料甲醛的檢測(cè)和研究，對(duì)汽車(chē)內(nèi)部?jī)?nèi)飾材料才能進(jìn)行環(huán)保質(zhì)量控制，保證乘車(chē)人身體健康。
2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
2.1 儀器與試劑
100ng/DNPH管；采樣袋；內(nèi)外飾高溫步入式烘箱；氮?dú)?9.999%；干濕氣體流量計(jì)（DC-1C）；高效液相色譜儀（THermoFisher，HPLC）；采樣泵（上海研菱）；紫外檢測(cè)器（HPLC/UV）。
2.2 實(shí)驗(yàn)方法
模擬樣品在車(chē)內(nèi)的使用狀況，將樣品放入密封袋中，充入體積50%的氮?dú)?，加?小時(shí)，用DNPH管吸附醛酮類(lèi)物質(zhì)，5ml乙腈進(jìn)行定量洗脫，采用高效液相色譜對(duì)甲醛進(jìn)行分析。
2.3 色譜條件
C18反向色譜柱（4.6mm*150mm*3um；流動(dòng)相為V水：V乙腈/四氫呋喃=45：55梯度洗脫；流量1ml/min；進(jìn)樣體積10ul，色譜柱溫度30℃；紫外檢測(cè)定量波長(zhǎng)360nm，外標(biāo)法定量。
2.4 實(shí)驗(yàn)步驟
向樣袋中放入樣件，密封后向樣袋內(nèi)充入其容積30%的純氮?dú)夂?，用泵將氣體抽出，反復(fù)進(jìn)行3次該作業(yè)后在25℃下注入容積50%的純氮?dú)?。在進(jìn)行氣體捕集前將準(zhǔn)備的樣袋放到60℃的烘箱內(nèi)放置2小時(shí)。打開(kāi)樣袋的閥門(mén)，將DNPH管的兩端分別與樣袋和泵相連，打開(kāi)泵以800ml/min抽取樣袋中的氣體15 min，在此過(guò)程中甲醛被吸附于DNPH管中。準(zhǔn)確加入5mL乙腈反向洗脫采樣管，將洗脫液收集于5mL容量瓶中，然后進(jìn)行液相色譜分析。
2.5按照?qǐng)D1所示采用甲醛衍生物外標(biāo)法做標(biāo)準(zhǔn)曲線后進(jìn)行積分分析。
圖1
2.6 計(jì)算公式 C分析樣品濃度=（M采樣管分析濃度mg-M空白管分析濃度mg）/V采樣體積L1000 mg/m3
2.7 根據(jù)表1標(biāo)準(zhǔn)物譜圖標(biāo)準(zhǔn)判定系數(shù)達(dá)到0.9950以上，審計(jì)試驗(yàn)方法如表1所示：
表1
3 研究控制
（1）通過(guò)掌握不同汽車(chē)內(nèi)飾材料的甲醛信息，可向零部件供應(yīng)商推薦低成本、高性能材料，從而掌握零部件材料選用的主動(dòng)權(quán)，源頭上降低汽車(chē)材料中甲醛的揮發(fā)量。表2與表3分別表示了不同內(nèi)飾材料加熱時(shí)間與甲醛揮發(fā)速率的關(guān)系，可以看出加熱時(shí)間越長(zhǎng)，甲醛的揮發(fā)速率越低，可以按揮發(fā)率控制其生產(chǎn)。
表2
名稱(chēng) 加熱2.5h 加熱3.0h 加熱3.5h 加熱4.0h
某織物座椅（ug） 97.507 88.065 86.967 77.943
表3
名稱(chēng) 加熱2.5h 加熱3.3h 加熱3.8h
某雙淋膜頂蓬材（ug） 71.410 64.243 61.783
（2）通過(guò)掌握不同樣件加工工藝對(duì)甲醛的影響信息，可在不增加成本的基礎(chǔ)上，對(duì)加工工藝、加工過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)嚴(yán)格的管控，優(yōu)化工藝后對(duì)整車(chē)的影響量都可以得到有效控制。
（3）控制產(chǎn)生的污染氣體排放，目前車(chē)內(nèi)空氣污染后處理技術(shù)主要有臭氧消毒、光觸媒消毒、負(fù)離子殺毒、高溫蒸汽消毒、紫外線消毒、活性炭吸附等。使用車(chē)內(nèi)空氣凈化裝置即可控制車(chē)內(nèi)氣體的揮發(fā)，又可達(dá)到空氣凈化的效果，消除環(huán)境污染。
4 結(jié)論
建立車(chē)內(nèi)空氣控制體系，通過(guò)選材、產(chǎn)品加工工藝、凈化技術(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各零部件的甲醛含量控制，進(jìn)而通過(guò)各零部件的達(dá)標(biāo)來(lái)保障整車(chē)甲醛質(zhì)量控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，研究其檢測(cè)試驗(yàn)和甲醛影響規(guī)律才能更好的控制車(chē)內(nèi)甲醛空氣質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】建筑裝修； 材料污染； 防治措施
前言
隨著生活方式的改變，人們生活和工作于室內(nèi)的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人處在各種室內(nèi)環(huán)境（居室、辦公室、公共場(chǎng)所及交通工具等）中活動(dòng)的時(shí)間約占人生活動(dòng)時(shí)間的70%一80%，隨著電腦的普遍使用，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的人在室內(nèi)度過(guò)的時(shí)間比率還會(huì)更大。現(xiàn)代建筑使用的建筑和裝飾材料中，大量使用了多種化學(xué)品，其中大都含有有機(jī)污染物（簡(jiǎn)稱(chēng)VOC）。這些污染物的毒性、刺激性、致癌作用和特殊的氣味，能導(dǎo)致人體呈現(xiàn)各種不適反應(yīng)，主要引起眼、鼻、咽喉刺激干燥，感到疲乏、無(wú)力、頭痛、頭昏、記憶力減退、惡心、皮膚瘙癢等癥狀，稱(chēng)之為“不良建筑物綜合癥”，嚴(yán)重的可引發(fā)嬰兒畸形、白血病和多種癌癥。因此，室內(nèi)空氣污染問(wèn)題嚴(yán)重地威脅和危害人體健康，室內(nèi)空氣污染、水污染、大氣污染、噪聲和電磁輻射被列入對(duì)公眾健康危害最大的5種環(huán)境因素，室內(nèi)空氣污染已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。目前我國(guó)建筑裝修材料主要分為兩類(lèi)，即有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料。這兩類(lèi)材料又有天然與人造之分，天然有機(jī)材料的使用越來(lái)越少，而人造板材、塑料化纖制品的使用越來(lái)越多。常用的無(wú)機(jī)非金屬裝修材料有石材、陶瓷、石膏板、吊頂材料等；人造板材和人造飾面板，如細(xì)木工板、指接板、纖維板等；溶劑型涂料，如醇酸清漆、硝基清漆、聚氨脂漆等；防水材料、膠粘劑、壁紙等。
一、建筑裝修材料中的主要污染物種類(lèi)及其來(lái)源分析研究
建筑裝修材料中的有毒物質(zhì)多達(dá)數(shù)千種，其中對(duì)人體健康危害最大的是甲醛、苯、氨和揮發(fā)性有機(jī)化合物、氡等。甲醛的主要來(lái)源是用于室內(nèi)裝修的細(xì)木工板、中密度纖維板和刨花板等人造板材，泡沫塑料、涂料、粘合劑等；苯大量存在各種建筑裝修材料的有機(jī)溶劑中，例如各種油漆的稀釋劑和外加劑，苯也用作裝飾材料、人造板材的溶劑；氨的污染源主要來(lái)自建筑本身，即建筑施工中使用的混凝土外加劑和以氨水為主要原料的混凝土防凍劑；總揮發(fā)性有機(jī)化合物污染源主要有人造板、泡沫隔熱材料、塑料板材、壁紙、纖維材料等；氡有放射性，主要來(lái)自建筑裝修材料中某些混凝土和天然石材，如石材、瓷磚、衛(wèi)生潔具等材料。
二、建筑裝修材料主要污染物給人體帶來(lái)的危害分析研究
建筑裝修材料中的甲醛對(duì)皮膚和黏膜有強(qiáng)烈的刺激作用，可使細(xì)胞中蛋白質(zhì)凝固變性，抑制一切細(xì)胞機(jī)能，長(zhǎng)期接觸甲醛，可引發(fā)人體多系統(tǒng)、多器官的損害，如神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、肝硬化、貧血和心腦血管等疾病，可導(dǎo)致非特異性腫瘤增加，且發(fā)病率隨著接觸時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。甲醛作為最主要的污染物，早已引起了人們的重視，世界衛(wèi)生組織及美國(guó)環(huán)境保護(hù)局均將甲醛列為潛在的危險(xiǎn)致癌物及重要的環(huán)境污染物加以研究和尋找消除辦法。苯的危害主要表現(xiàn)在血液毒性、遺傳毒性和致癌物癌性三方面。在通風(fēng)不良的環(huán)境中，短時(shí)間吸入高濃度苯蒸氣可以引起急性苯中毒；輕度中毒會(huì)造成嗜睡、頭疼、頭暈、嘔吐、胸；重度中毒可出現(xiàn)視物模糊、震顫、心律不齊、抽搐和昏迷等，嚴(yán)重的可出現(xiàn)呼吸和循環(huán)衰竭。氨可以吸收組織中的水分，使組織蛋白質(zhì)變性，并使組織脂肪皂化，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，減弱人體對(duì)疾病的抵抗力。氨濃度過(guò)高時(shí)，除腐蝕作用外還可通過(guò)三叉神經(jīng)末梢的反射作用引起心臟停搏和呼吸停止?？倱]發(fā)性有機(jī)化合物對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)在感官效應(yīng)，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生急性和慢性的健康影響和超敏感效應(yīng)影響，暴露其中可導(dǎo)致頭疼、惡心、疲勞、眩暈、胸悶等癥狀，嚴(yán)重的還可損傷肝臟和造血系統(tǒng)出現(xiàn)癌變等。氡對(duì)人體的健康危害主要是在體內(nèi)產(chǎn)生輻射可導(dǎo)致肺癌死亡，也可導(dǎo)致白血病，皮膚癌等及其他呼吸道疾病。世界衛(wèi)生組織把它列為主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)也認(rèn)為氡是重要的致癌物質(zhì)建筑裝修材料有毒物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
三、建筑裝修材料污染的防治措施分析研究
1、材料選擇時(shí)的防治。盡量選擇達(dá)到環(huán)保等級(jí)的材料，對(duì)于市場(chǎng)上琳瑯滿目的裝修材料，選擇時(shí)要多看、多問(wèn)、多留意產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)是否規(guī)范，避免購(gòu)買(mǎi)生產(chǎn)工藝落后、小作坊生產(chǎn)的裝修材料。在滿足裝飾效果和功能性的前提下，少選用人造材料，輕裝修重裝飾，多采用軟裝改變空間、烘托氛圍。嚴(yán)格把好材料選擇關(guān)，使用天然材料和相對(duì)較為安全、環(huán)保的人造材料。
2、施工時(shí)的控制措施。一是控制裝修材料的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可使用；二是控制施工過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，如禁止在室內(nèi)使用苯、二甲苯和汽油進(jìn)行除油漆和清除舊涂料作業(yè)；膠粘劑、水性處理劑、稀釋劑使用后應(yīng)及時(shí)閉存放；施工廢料及時(shí)清出室內(nèi)等；三是規(guī)范施工人員的操作方法，避免人為產(chǎn)生污染；四是控制室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的驗(yàn)收，對(duì)不符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的房間不得入住。
3、使用時(shí)的防治措施。對(duì)準(zhǔn)備入住的房屋，首先要注意室內(nèi)有害氣體的檢測(cè)和凈化，在入住前的空置時(shí)間應(yīng)盡量長(zhǎng)，同時(shí)開(kāi)窗通風(fēng)；其次，入住后應(yīng)保持室內(nèi)通風(fēng)條件良好，有條件的用戶(hù)可以安裝空氣凈化器，對(duì)室內(nèi)空氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾、吸附、凈化。另外，還可以在室內(nèi)適當(dāng)放一些綠色植物，例如綠蘿、吊蘭、虎皮蘭等用于吸附、除塵和殺菌，以減少有害物質(zhì)的污染，改善空氣質(zhì)量。
4、加大法制監(jiān)督和環(huán)保宣傳力度。對(duì)于制造、銷(xiāo)售危害性裝修材料的企業(yè)進(jìn)行處罰，如帶來(lái)了不良后果應(yīng)擔(dān)負(fù)刑事責(zé)任；同時(shí)加大環(huán)保宣傳力度，特別是材料制造商和經(jīng)銷(xiāo)商，促進(jìn)全社會(huì)共同關(guān)注建筑裝修材料有毒物質(zhì)的污染問(wèn)題。對(duì)建筑裝修材料帶來(lái)的室內(nèi)空氣污染，必須在全社會(huì)進(jìn)行廣泛的宣傳教育，引導(dǎo)人們充分認(rèn)識(shí)其來(lái)源、危害并學(xué)習(xí)防治措施。
四、結(jié)語(yǔ)
建筑和裝飾材料造成室內(nèi)空氣污染的大小及其對(duì)人體傷害程度，在科學(xué)界和學(xué)術(shù)界雖然沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)，甚至有些爭(zhēng)議，但經(jīng)過(guò)科學(xué)研究表明，建筑和裝飾材料造成的室內(nèi)空氣污染，肯定對(duì)人體有危害，影響人的健康，其影響健康的程度雖然有所不同，但必須引起重視。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對(duì)建材室內(nèi)污染對(duì)人體的危害問(wèn)題，逐漸有了更加深刻、更加全面的認(rèn)識(shí)。不斷提高人們的環(huán)保意識(shí)和自我保護(hù)能力，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)更多的新型環(huán)保建材、新型綠色建筑，為保護(hù)人民的健康服務(wù)。綜上所述，建筑裝修材料中的污染物種類(lèi)多，危害嚴(yán)重，造成了室內(nèi)空氣污染從而傷害人們的身心健康，我們應(yīng)不斷提高環(huán)保意識(shí)和自我保護(hù)能力。我們相信，隨著人們對(duì)環(huán)保認(rèn)識(shí)的提高及更多新型環(huán)保材料的出現(xiàn)，建筑裝修材料污染的問(wèn)題能夠得到有效的緩解。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞半導(dǎo)體材料量子線量子點(diǎn)材料光子晶體
1半導(dǎo)體材料的戰(zhàn)略地位
上世紀(jì)中葉，單晶硅和半導(dǎo)體晶體管的發(fā)明及其硅集成電路的研制成功，導(dǎo)致了電子工業(yè)革命；上世紀(jì)70年代初石英光導(dǎo)纖維材料和GaAs激光器的發(fā)明，促進(jìn)了光纖通信技術(shù)迅速發(fā)展并逐步形成了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，使人類(lèi)進(jìn)入了信息時(shí)代。超晶格概念的提出及其半導(dǎo)體超晶格、量子阱材料的研制成功，徹底改變了光電器件的設(shè)計(jì)思想，使半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)與制造從“雜質(zhì)工程”發(fā)展到“能帶工程”。納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，將使人類(lèi)能從原子、分子或納米尺度水平上控制、操縱和制造功能強(qiáng)大的新型器件與電路，必將深刻地影響著世界的政治、經(jīng)濟(jì)格局和軍事對(duì)抗的形式，徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>
2幾種主要半導(dǎo)體材料的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
2.1硅材料
從提高硅集成電路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）單晶的直徑和減小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si發(fā)展的總趨勢(shì)。目前直徑為8英寸（200mm）的Si單晶已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，基于直徑為12英寸（300mm）硅片的集成電路（IC‘s）技術(shù)正處在由實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變中。目前300mm，0.18μm工藝的硅ULSI生產(chǎn)線已經(jīng)投入生產(chǎn)，300mm，0.13μm工藝生產(chǎn)線也將在2003年完成評(píng)估。18英寸重達(dá)414公斤的硅單晶和18英寸的硅園片已在實(shí)驗(yàn)室研制成功，直徑27英寸硅單晶研制也正在積極籌劃中。
從進(jìn)一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制適合于硅深亞微米乃至納米工藝所需的大直徑硅外延片會(huì)成為硅材料發(fā)展的主流。另外，SOI材料，包括智能剝離（Smartcut）和SIMOX材料等也發(fā)展很快。目前，直徑8英寸的硅外延片和SOI材料已研制成功，更大尺寸的片材也在開(kāi)發(fā)中。
理論分析指出30nm左右將是硅MOS集成電路線寬的“極限”尺寸。這不僅是指量子尺寸效應(yīng)對(duì)現(xiàn)有器件特性影響所帶來(lái)的物理限制和光刻技術(shù)的限制問(wèn)題，更重要的是將受硅、SiO2自身性質(zhì)的限制。盡管人們正在積極尋找高K介電絕緣材料（如用Si3N4等來(lái)替代SiO2），低K介電互連材料，用Cu代替Al引線以及采用系統(tǒng)集成芯片技術(shù)等來(lái)提高ULSI的集成度、運(yùn)算速度和功能，但硅將最終難以滿足人類(lèi)不斷的對(duì)更大信息量需求。為此，人們除尋求基于全新原理的量子計(jì)算和DNA生物計(jì)算等之外，還把目光放在以GaAs、InP為基的化合物半導(dǎo)體材料，特別是二維超晶格、量子阱，一維量子線與零維量子點(diǎn)材料和可與硅平面工藝兼容GeSi合金材料等，這也是目前半導(dǎo)體材料研發(fā)的重點(diǎn)。
2.2GaAs和InP單晶材料
GaAs和InP與硅不同，它們都是直接帶隙材料，具有電子飽和漂移速度高，耐高溫，抗輻照等特點(diǎn)；在超高速、超高頻、低功耗、低噪音器件和電路，特別在光電子器件和光電集成方面占有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
目前，世界GaAs單晶的總年產(chǎn)量已超過(guò)200噸，其中以低位錯(cuò)密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生長(zhǎng)的2－3英寸的導(dǎo)電GaAs襯底材料為主；近年來(lái)，為滿足高速移動(dòng)通信的迫切需求，大直徑（4，6和8英寸）的SI－GaAs發(fā)展很快。美國(guó)莫托羅拉公司正在籌建6英寸的SI－GaAs集成電路生產(chǎn)線。InP具有比GaAs更優(yōu)越的高頻性能，發(fā)展的速度更快，但研制直徑3英寸以上大直徑的InP單晶的關(guān)鍵技術(shù)尚未完全突破，價(jià)格居高不下。
GaAs和InP單晶的發(fā)展趨勢(shì)是：
（1）。增大晶體直徑，目前4英寸的SI－GaAs已用于生產(chǎn)，預(yù)計(jì)本世紀(jì)初的頭幾年直徑為6英寸的SI－GaAs也將投入工業(yè)應(yīng)用。
（2）。提高材料的電學(xué)和光學(xué)微區(qū)均勻性。
（3）。降低單晶的缺陷密度，特別是位錯(cuò)。
（4）。GaAs和InP單晶的VGF生長(zhǎng)技術(shù)發(fā)展很快，很有可能成為主流技術(shù)。
2.3半導(dǎo)體超晶格、量子阱材料
半導(dǎo)體超薄層微結(jié)構(gòu)材料是基于先進(jìn)生長(zhǎng)技術(shù)（MBE，MOCVD）的新一代人工構(gòu)造材料。它以全新的概念改變著光電子和微電子器件的設(shè)計(jì)思想，出現(xiàn)了“電學(xué)和光學(xué)特性可剪裁”為特征的新范疇，是新一代固態(tài)量子器件的基礎(chǔ)材料。
（1）Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料。
GaAIAs／GaAs，GaInAs／GaAs，AIGaInP／GaAs；GalnAs／InP，AlInAs／InP，InGaAsP／InP等GaAs、InP基晶格匹配和應(yīng)變補(bǔ)償材料體系已發(fā)展得相當(dāng)成熟，已成功地用來(lái)制造超高速，超高頻微電子器件和單片集成電路。高電子遷移率晶體管（HEMT），贗配高電子遷移率晶體管（P－HEMT）器件最好水平已達(dá)fmax=600GHz，輸出功率58mW，功率增益6.4db；雙異質(zhì)結(jié)雙極晶體管（HBT）的最高頻率fmax也已高達(dá)500GHz，HEMT邏輯電路研制也發(fā)展很快?；谏鲜霾牧象w系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探測(cè)器，紅、黃、橙光發(fā)光二極管和紅光激光器以及大功率半導(dǎo)體量子阱激光器已商品化；表面光發(fā)射器件和光雙穩(wěn)器件等也已達(dá)到或接近達(dá)到實(shí)用化水平。目前，研制高質(zhì)量的1.5μm分布反饋（DFB）激光器和電吸收（EA）調(diào)制器單片集成InP基多量子阱材料和超高速驅(qū)動(dòng)電路所需的低維結(jié)構(gòu)材料是解決光纖通信瓶頸問(wèn)題的關(guān)鍵，在實(shí)驗(yàn)室西門(mén)子公司已完成了80×40Gbps傳輸40km的實(shí)驗(yàn)。另外，用于制造準(zhǔn)連續(xù)兆瓦級(jí)大功率激光陣列的高質(zhì)量量子阱材料也受到人們的重視。
雖然常規(guī)量子阱結(jié)構(gòu)端面發(fā)射激光器是目前光電子領(lǐng)域占統(tǒng)治地位的有源器件，但由于其有源區(qū)極?。ā?.01μm）端面光電災(zāi)變損傷，大電流電熱燒毀和光束質(zhì)量差一直是此類(lèi)激光器的性能改善和功率提高的難題。采用多有源區(qū)量子級(jí)聯(lián)耦合是解決此難題的有效途徑之一。我國(guó)早在1999年，就研制成功980nmInGaAs帶間量子級(jí)聯(lián)激光器，輸出功率達(dá)5W以上；2000年初，法國(guó)湯姆遜公司又報(bào)道了單個(gè)激光器準(zhǔn)連續(xù)輸出功率超過(guò)10瓦好結(jié)果。最近，我國(guó)的科研工作者又提出并開(kāi)展了多有源區(qū)縱向光耦合垂直腔面發(fā)射激光器研究，這是一種具有高增益、極低閾值、高功率和高光束質(zhì)量的新型激光器，在未來(lái)光通信、光互聯(lián)與光電信息處理方面有著良好的應(yīng)用前景。
為克服PN結(jié)半導(dǎo)體激光器的能隙對(duì)激光器波長(zhǎng)范圍的限制，1994年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了基于量子阱內(nèi)子帶躍遷和阱間共振隧穿的量子級(jí)聯(lián)激光器，突破了半導(dǎo)體能隙對(duì)波長(zhǎng)的限制。自從1994年InGaAs／InAIAs／InP量子級(jí)聯(lián)激光器（QCLs）發(fā)明以來(lái)，Bell實(shí)驗(yàn)室等的科學(xué)家，在過(guò)去的7年多的時(shí)間里，QCLs在向大功率、高溫和單膜工作等研究方面取得了顯著的進(jìn)展。2001年瑞士Neuchatel大學(xué)的科學(xué)家采用雙聲子共振和三量子阱有源區(qū)結(jié)構(gòu)使波長(zhǎng)為9.1μm的QCLs的工作溫度高達(dá)312K，連續(xù)輸出功率3mW.量子級(jí)聯(lián)激光器的工作波長(zhǎng)已覆蓋近紅外到遠(yuǎn)紅外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光譜、超高靈敏氣體傳感器、高速調(diào)制器和無(wú)線光學(xué)連接等方面顯示出重要的應(yīng)用前景。中科院上海微系統(tǒng)和信息技術(shù)研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子級(jí)聯(lián)激光器；中科院半導(dǎo)體研究所于2000年又研制成功3.7μm室溫準(zhǔn)連續(xù)應(yīng)變補(bǔ)償量子級(jí)聯(lián)激光器，使我國(guó)成為能研制這類(lèi)高質(zhì)量激光器材料為數(shù)不多的幾個(gè)國(guó)家之一。
目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作為超薄層微結(jié)構(gòu)材料發(fā)展的主流方向，正從直徑3英寸向4英寸過(guò)渡；生產(chǎn)型的MBE和M0CVD設(shè)備已研制成功并投入使用，每臺(tái)年生產(chǎn)能力可高達(dá)3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英國(guó)卡迪夫的MOCVD中心，法國(guó)的PicogigaMBE基地，美國(guó)的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有這種外延材料出售。生產(chǎn)型MBE和MOCVD設(shè)備的成熟與應(yīng)用，必然促進(jìn)襯底材料設(shè)備和材料評(píng)價(jià)技術(shù)的發(fā)展。
（2）硅基應(yīng)變異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。
硅基光、電器件集成一直是人們所追求的目標(biāo)。但由于硅是間接帶隙，如何提高硅基材料發(fā)光效率就成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。雖經(jīng)多年研究，但進(jìn)展緩慢。人們目前正致力于探索硅基納米材料（納米Si／SiO2），硅基SiGeC體系的Si1－yCy/Si1－xGex低維結(jié)構(gòu)，Ge／Si量子點(diǎn)和量子點(diǎn)超晶格材料，Si／SiC量子點(diǎn)材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED發(fā)光器件和有關(guān)納米硅的受激放大現(xiàn)象的報(bào)道，使人們看到了一線希望。
另一方面，GeSi／Si應(yīng)變層超晶格材料，因其在新一代移動(dòng)通信上的重要應(yīng)用前景，而成為目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止頻率已達(dá)200GHz，HBT最高振蕩頻率為160GHz，噪音在10GHz下為0.9db，其性能可與GaAs器件相媲美。
盡管GaAs／Si和InP／Si是實(shí)現(xiàn)光電子集成理想的材料體系，但由于晶格失配和熱膨脹系數(shù)等不同造成的高密度失配位錯(cuò)而導(dǎo)致器件性能退化和失效，防礙著它的使用化。最近，Motolora等公司宣稱(chēng)，他們?cè)?2英寸的硅襯底上，用鈦酸鍶作協(xié)變層（柔性層），成功的生長(zhǎng)了器件級(jí)的GaAs外延薄膜，取得了突破性的進(jìn)展。
2.4一維量子線、零維量子點(diǎn)半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料
基于量子尺寸效應(yīng)、量子干涉效應(yīng)，量子隧穿效應(yīng)和庫(kù)侖阻效應(yīng)以及非線性光學(xué)效應(yīng)等的低維半導(dǎo)體材料是一種人工構(gòu)造（通過(guò)能帶工程實(shí)施）的新型半導(dǎo)體材料，是新一代微電子、光電子器件和電路的基礎(chǔ)。它的發(fā)展與應(yīng)用，極有可能觸發(fā)新的技術(shù)革命。
目前低維半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)與制備主要集中在幾個(gè)比較成熟的材料體系上，如GaAlAs／GaAs，In（Ga）As／GaAs，InGaAs／InAlAs／GaAs，InGaAs／InP，In（Ga）As／InAlAs／InP，InGaAsP／InAlAs／InP以及GeSi／Si等，并在納米微電子和光電子研制方面取得了重大進(jìn)展。俄羅斯約飛技術(shù)物理所MBE小組，柏林的俄德聯(lián)合研制小組和中科院半導(dǎo)體所半導(dǎo)體材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的MBE小組等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子點(diǎn)激光器，工作波長(zhǎng)lμm左右，單管室溫連續(xù)輸出功率高達(dá)3.6～4W.特別應(yīng)當(dāng)指出的是我國(guó)上述的MBE小組，2001年通過(guò)在高功率量子點(diǎn)激光器的有源區(qū)材料結(jié)構(gòu)中引入應(yīng)力緩解層，抑制了缺陷和位錯(cuò)的產(chǎn)生，提高了量子點(diǎn)激光器的工作壽命，室溫下連續(xù)輸出功率為1W時(shí)工作壽命超過(guò)5000小時(shí)，這是大功率激光器的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，至今未見(jiàn)國(guó)外報(bào)道。
在單電子晶體管和單電子存貯器及其電路的研制方面也獲得了重大進(jìn)展，1994年日本NTT就研制成功溝道長(zhǎng)度為30nm納米單電子晶體管，并在150K觀察到柵控源－漏電流振蕩；1997年美國(guó)又報(bào)道了可在室溫工作的單電子開(kāi)關(guān)器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了128Mb的單電子存貯器原型樣機(jī)的制造，這是在單電子器件在高密度存貯電路的應(yīng)用方面邁出的關(guān)鍵一步。目前，基于量子點(diǎn)的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，單光子源和應(yīng)用于量子計(jì)算的量子比特的構(gòu)建等方面的研究也正在進(jìn)行中。
與半導(dǎo)體超晶格和量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)制備相比，高度有序的半導(dǎo)體量子線的制備技術(shù)難度較大。中科院半導(dǎo)體所半導(dǎo)體材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的MBE小組，在繼利用MBE技術(shù)和SK生長(zhǎng)模式，成功地制備了高空間有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子線和量子線超晶格結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)InAs／InAlAs量子線超晶格的空間自對(duì)準(zhǔn)（垂直或斜對(duì)準(zhǔn)）的物理起因和生長(zhǎng)控制進(jìn)行了研究，取得了較大進(jìn)展。
王中林教授領(lǐng)導(dǎo)的喬治亞理工大學(xué)的材料科學(xué)與工程系和化學(xué)與生物化學(xué)系的研究小組，基于無(wú)催化劑、控制生長(zhǎng)條件的氧化物粉末的熱蒸發(fā)技術(shù)，成功地合成了諸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半導(dǎo)體氧化物納米帶，它們與具有圓柱對(duì)稱(chēng)截面的中空納米管或納米線不同，這些原生的納米帶呈現(xiàn)出高純、結(jié)構(gòu)均勻和單晶體，幾乎無(wú)缺陷和位錯(cuò)；納米線呈矩形截面，典型的寬度為20－300nm，寬厚比為5－10，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)毫米。這種半導(dǎo)體氧化物納米帶是一個(gè)理想的材料體系，可以用來(lái)研究載流子維度受限的輸運(yùn)現(xiàn)象和基于它的功能器件制造。香港城市大學(xué)李述湯教授和瑞典隆德大學(xué)固體物理系納米中心的LarsSamuelson教授領(lǐng)導(dǎo)的小組，分別在SiO2／Si和InAs／InP半導(dǎo)體量子線超晶格結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)制各方面也取得了重要進(jìn)展。
低維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制備的方法很多，主要有：微結(jié)構(gòu)材料生長(zhǎng)和精細(xì)加工工藝相結(jié)合的方法，應(yīng)變自組裝量子線、量子點(diǎn)材料生長(zhǎng)技術(shù)，圖形化襯底和不同取向晶面選擇生長(zhǎng)技術(shù)，單原子操縱和加工技術(shù)，納米結(jié)構(gòu)的輻照制備技術(shù)，及其在沸石的籠子中、納米碳管和溶液中等通過(guò)物理或化學(xué)方法制備量子點(diǎn)和量子線的技術(shù)等。目前發(fā)展的主要趨勢(shì)是尋找原子級(jí)無(wú)損傷加工方法和納米結(jié)構(gòu)的應(yīng)變自組裝可控生長(zhǎng)技術(shù)，以求獲得大小、形狀均勻、密度可控的無(wú)缺陷納米結(jié)構(gòu)。
2.5寬帶隙半導(dǎo)體材料
寬帶隙半導(dǎo)體材主要指的是金剛石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶體等，特別是SiC、GaN和金剛石薄膜等材料，因具有高熱導(dǎo)率、高電子飽和漂移速度和大臨界擊穿電壓等特點(diǎn)，成為研制高頻大功率、耐高溫、抗輻照半導(dǎo)體微電子器件和電路的理想材料；在通信、汽車(chē)、航空、航天、石油開(kāi)采以及國(guó)防等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。另外，III族氮化物也是很好的光電子材料，在藍(lán)、綠光發(fā)光二極管（LED）和紫、藍(lán)、綠光激光器（LD）以及紫外探測(cè)器等應(yīng)用方面也顯示了廣泛的應(yīng)用前景。隨著1993年GaN材料的P型摻雜突破，GaN基材料成為藍(lán)綠光發(fā)光材料的研究熱點(diǎn)。目前，GaN基藍(lán)綠光發(fā)光二極管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大輸出功率為0.5W.在微電子器件研制方面，GaN基FET的最高工作頻率（fmax）已達(dá)140GHz，fT=67GHz，跨導(dǎo)為260ms／mm；HEMT器件也相繼問(wèn)世，發(fā)展很快。此外，256×256GaN基紫外光電焦平面陣列探測(cè)器也已研制成功。特別值得提出的是，日本Sumitomo電子工業(yè)有限公司2000年宣稱(chēng)，他們采用熱力學(xué)方法已研制成功2英寸GaN單晶材料，這將有力的推動(dòng)藍(lán)光激光器和GaN基電子器件的發(fā)展。另外，近年來(lái)具有反常帶隙彎曲的窄禁帶InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重視，這是因?yàn)樗鼈冊(cè)陂L(zhǎng)波長(zhǎng)光通信用高T0光源和太陽(yáng)能電池等方面顯示了重要應(yīng)用前景。
以Cree公司為代表的體SiC單晶的研制已取得突破性進(jìn)展，2英寸的4H和6HSiC單晶與外延片，以及3英寸的4HSiC單晶己有商品出售；以SiC為GaN基材料襯低的藍(lán)綠光LED業(yè)已上市，并參于與以藍(lán)寶石為襯低的GaN基發(fā)光器件的竟?fàn)?。其他SiC相關(guān)高溫器件的研制也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前存在的主要問(wèn)題是材料中的缺陷密度高，且價(jià)格昂貴。
II－VI族蘭綠光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美國(guó)3M公司成功地解決了II－VI族的P型摻雜難點(diǎn)而得到迅速發(fā)展。1991年3M公司利用MBE技術(shù)率先宣布了電注入（Zn，Cd）Se／ZnSe蘭光激光器在77K（495nm）脈沖輸出功率100mW的消息，開(kāi)始了II－VI族蘭綠光半導(dǎo)體激光（材料）器件研制的。經(jīng)過(guò)多年的努力，目前ZnSe基II－VI族蘭綠光激光器的壽命雖已超過(guò)1000小時(shí)，但離使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速發(fā)展和應(yīng)用，使II－VI族蘭綠光材料研制步伐有所變緩。提高有源區(qū)材料的完整性，特別是要降低由非化學(xué)配比導(dǎo)致的點(diǎn)缺陷密度和進(jìn)一步降低失配位錯(cuò)和解決歐姆接觸等問(wèn)題，仍是該材料體系走向?qū)嵱没氨仨氁鉀Q的問(wèn)題。
寬帶隙半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料往往也是典型的大失配異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，所謂大失配異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料是指晶格常數(shù)、熱膨脹系數(shù)或晶體的對(duì)稱(chēng)性等物理參數(shù)有較大差異的材料體系，如GaN／藍(lán)寶石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引發(fā)界面處大量位錯(cuò)和缺陷的產(chǎn)生，極大地影響著微結(jié)構(gòu)材料的光電性能及其器件應(yīng)用。如何避免和消除這一負(fù)面影響，是目前材料制備中的一個(gè)迫切要解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題的解泱，必將大大地拓寬材料的可選擇余地，開(kāi)辟新的應(yīng)用領(lǐng)域。
目前，除SiC單晶襯低材料，GaN基藍(lán)光LED材料和器件已有商品出售外，大多數(shù)高溫半導(dǎo)體材料仍處在實(shí)驗(yàn)室研制階段，不少影響這類(lèi)材料發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，如GaN襯底，ZnO單晶簿膜制備，P型摻雜和歐姆電極接觸，單晶金剛石薄膜生長(zhǎng)與N型摻雜，II－VI族材料的退化機(jī)理等仍是制約這些材料實(shí)用化的關(guān)鍵問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外雖已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。
3光子晶體
光子晶體是一種人工微結(jié)構(gòu)材料，介電常數(shù)周期的被調(diào)制在與工作波長(zhǎng)相比擬的尺度，來(lái)自結(jié)構(gòu)單元的散射波的多重干涉形成一個(gè)光子帶隙，與半導(dǎo)體材料的電子能隙相似，并可用類(lèi)似于固態(tài)晶體中的能帶論來(lái)描述三維周期介電結(jié)構(gòu)中光波的傳播，相應(yīng)光子晶體光帶隙（禁帶）能量的光波模式在其中的傳播是被禁止的。如果光子晶體的周期性被破壞，那么在禁帶中也會(huì)引入所謂的“施主”和“受主”模，光子態(tài)密度隨光子晶體維度降低而量子化。如三維受限的“受主”摻雜的光子晶體有希望制成非常高Q值的單模微腔，從而為研制高質(zhì)量微腔激光器開(kāi)辟新的途徑。光子晶體的制備方法主要有：聚焦離子束（FIB）結(jié)合脈沖激光蒸發(fā)方法，即先用脈沖激光蒸發(fā)制備如Ag/MnO多層膜，再用FIB注入隔離形成一維或二維平面陣列光子晶體；基于功能粒子（磁性納米顆粒Fe2O3，發(fā)光納米顆粒CdS和介電納米顆粒TiO2）和共軛高分子的自組裝方法，可形成適用于可光范圍的三維納米顆粒光子晶體；二維多空硅也可制作成一個(gè)理想的3－5μm和1.5μm光子帶隙材料等。目前，二維光子晶體制造已取得很大進(jìn)展，但三維光子晶體的研究，仍是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。最近，Campbell等人提出了全息光柵光刻的方法來(lái)制造三維光子晶體，取得了進(jìn)展。
4量子比特構(gòu)建與材料
隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)芯片集成度不斷增高，器件尺寸越來(lái)越小（nm尺度）并最終將受到器件工作原理和工藝技術(shù)限制，而無(wú)法滿足人類(lèi)對(duì)更大信息量的需求。為此，發(fā)展基于全新原理和結(jié)構(gòu)的功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)是21世紀(jì)人類(lèi)面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。1994年Shor基于量子態(tài)疊加性提出的量子并行算法并證明可輕而易舉地破譯目前廣泛使用的公開(kāi)密鑰Rivest，Shamir和Adlman（RSA）體系，引起了人們的廣泛重視。
所謂量子計(jì)算機(jī)是應(yīng)用量子力學(xué)原理進(jìn)行計(jì)的裝置，理論上講它比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)有更快的運(yùn)算速度，更大信息傳遞量和更高信息安全保障，有可能超越目前計(jì)算機(jī)理想極限。實(shí)現(xiàn)量子比特構(gòu)造和量子計(jì)算機(jī)的設(shè)想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一個(gè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計(jì)算的方案。其核心是利用硅納米電子器件中磷施主核自旋進(jìn)行信息編碼，通過(guò)外加電場(chǎng)控制核自旋間相互作用實(shí)現(xiàn)其邏輯運(yùn)算，自旋測(cè)量是由自旋極化電子電流來(lái)完成，計(jì)算機(jī)要工作在mK的低溫下。
這種量子計(jì)算機(jī)的最終實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于與硅平面工藝兼容的硅納米電子技術(shù)的發(fā)展。除此之外，為了避免雜質(zhì)對(duì)磷核自旋的干擾，必需使用高純（無(wú)雜質(zhì)）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅單晶；減小SiO2絕緣層的無(wú)序漲落以及如何在硅里摻入規(guī)則的磷原子陣列等是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的關(guān)鍵。量子態(tài)在傳輸，處理和存儲(chǔ)過(guò)程中可能因環(huán)境的耦合（干擾），而從量子疊加態(tài)演化成經(jīng)典的混合態(tài)，即所謂失去相干，特別是在大規(guī)模計(jì)算中能否始終保持量子態(tài)間的相干是量子計(jì)算機(jī)走向?qū)嵱没八匦杩朔碾y題。
5發(fā)展我國(guó)半導(dǎo)體材料的幾點(diǎn)建議
鑒于我國(guó)目前的工業(yè)基礎(chǔ)，國(guó)力和半導(dǎo)體材料的發(fā)展水平，提出以下發(fā)展建議供參考。
5.1硅單晶和外延材料硅材料作為微電子技術(shù)的主導(dǎo)地位
至少到本世紀(jì)中葉都不會(huì)改變，至今國(guó)內(nèi)各大集成電路制造廠家所需的硅片基本上是依賴(lài)進(jìn)口。目前國(guó)內(nèi)雖已可拉制8英寸的硅單晶和小批量生產(chǎn)6英寸的硅外延片，然而都未形成穩(wěn)定的批量生產(chǎn)能力，更談不上規(guī)模生產(chǎn)。建議國(guó)家集中人力和財(cái)力，首先開(kāi)展8英寸硅單晶實(shí)用化和6英寸硅外延片研究開(kāi)發(fā)，在“十五”的后期，爭(zhēng)取做到8英寸集成電路生產(chǎn)線用硅單晶材料的國(guó)產(chǎn)化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我國(guó)應(yīng)有8～12英寸硅單晶、片材和8英寸硅外延片的規(guī)模生產(chǎn)能力；更大直徑的硅單晶、片材和外延片也應(yīng)及時(shí)布點(diǎn)研制。另外，硅多晶材料生產(chǎn)基地及其相配套的高純石英、氣體和化學(xué)試劑等也必需同時(shí)給以重視，只有這樣，才能逐步改觀我國(guó)微電子技術(shù)的落后局面，進(jìn)入世界發(fā)達(dá)國(guó)家之林。
5.2GaAs及其有關(guān)化合物半導(dǎo)體單晶材料發(fā)展建議
GaAs、InP等單晶材料同國(guó)外的差距主要表現(xiàn)在拉晶和晶片加工設(shè)備落后，沒(méi)有形成生產(chǎn)能力。相信在國(guó)家各部委的統(tǒng)一組織、領(lǐng)導(dǎo)下，并爭(zhēng)取企業(yè)介入，建立我國(guó)自己的研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)聯(lián)合體，取各家之長(zhǎng)，分工協(xié)作，到2010年趕上世界先進(jìn)水平是可能的。要達(dá)到上述目的，到“十五”末應(yīng)形成以4英寸單晶為主2－3噸／年的SI－GaAs和3－5噸／年摻雜GaAs、InP單晶和開(kāi)盒就用晶片的生產(chǎn)能力，以滿足我國(guó)不斷發(fā)展的微電子和光電子工業(yè)的需術(shù)。到2010年，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)4英寸GaAs生產(chǎn)線的國(guó)產(chǎn)化，并具有滿足6英寸線的供片能力。
5.3發(fā)展超晶格、量子阱和一維、零維半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料的建議
（1）超晶格、量子阱材料從目前我國(guó)國(guó)力和我們已有的基礎(chǔ)出發(fā)，應(yīng)以三基色（超高亮度紅、綠和藍(lán)光）材料和光通信材料為主攻方向，并兼顧新一代微電子器件和電路的需求，加強(qiáng)MBE和MOCVD兩個(gè)基地的建設(shè)，引進(jìn)必要的適合批量生產(chǎn)的工業(yè)型MBE和MOCVD設(shè)備并著重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP，GaN基藍(lán)綠光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料體系的實(shí)用化研究是當(dāng)務(wù)之急，爭(zhēng)取在“十五”末，能滿足國(guó)內(nèi)2、3和4英寸GaAs生產(chǎn)線所需要的異質(zhì)結(jié)材料。到2010年，每年能具備至少100萬(wàn)平方英寸MBE和MOCVD微電子和光電子微結(jié)構(gòu)材料的生產(chǎn)能力。達(dá)到本世紀(jì)初的國(guó)際水平。
寬帶隙高溫半導(dǎo)體材料如SiC，GaN基微電子材料和單晶金剛石薄膜以及ZnO等材料也應(yīng)擇優(yōu)布點(diǎn)，分別做好研究與開(kāi)發(fā)工作。
（2）一維和零維半導(dǎo)體材料的發(fā)展設(shè)想。基于低維半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)材料的固態(tài)納米量子器件，目前雖然仍處在預(yù)研階段，但極其重要，極有可能觸發(fā)微電子、光電子技術(shù)新的革命。低維量子器件的制造依賴(lài)于低維結(jié)構(gòu)材料生長(zhǎng)和納米加工技術(shù)的進(jìn)步，而納米結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)量又很大程度上取決于生長(zhǎng)和制備技術(shù)的水平。因而，集中人力、物力建設(shè)我國(guó)自己的納米科學(xué)與技術(shù)研究發(fā)展中心就成為了成敗的關(guān)鍵。具體目標(biāo)是，“十五”末，在半導(dǎo)體量子線、量子點(diǎn)材料制備，量子器件研制和系統(tǒng)集成等若干個(gè)重要研究方向接近當(dāng)時(shí)的國(guó)際先進(jìn)水平；2010年在有實(shí)用化前景的量子點(diǎn)激光器，量子共振隧穿器件和單電子器件及其集成等研發(fā)方面，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并在國(guó)際該領(lǐng)域占有一席之地?？梢灶A(yù)料，它的實(shí)施必將極大地增強(qiáng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和國(guó)防實(shí)力。
關(guān)鍵詞：建筑工程；大宗材料；資料用量分析
中圖分類(lèi)號(hào)：TU198文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、建筑工程結(jié)構(gòu)材料用量
住宅結(jié)構(gòu)體單位面積之材料用量，并區(qū)分為中、低樓層實(shí)際建筑所用的結(jié)構(gòu)材料數(shù)量，透過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，目前在該地區(qū)不同樓層之間鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物在柱、梁、板、墻等部位的單位面積材料用量情形如下:
1.總單位面積鋼筋用量隨樓層高度有明顯之增加，以梁筋用量隨樓高增加最為顯著，次高者為墻筋用量，柱和板筋用量則較不明顯。
2.總單位面積模板用量與樓層高度成正比。
3.總單位面積混凝土用量隨樓層高度明顯增加，以梁混凝土與墻混凝土的用量隨樓高增加最為顯著。以一般工程估算慣例，都是使用單位樓地板面積的材料用量作為計(jì)算基準(zhǔn)，此單位用量可用在評(píng)估建材使用數(shù)量及工程費(fèi)用時(shí)，以單位用量系數(shù)乘以樓地板面積即可迅速算出粗略值。
模板工程單位用量(m²/m²)=模板總施工數(shù)量(m²)/總樓地板面積(m²)
鋼筋工程單位用量(噸/m²)=鋼筋總施工重量(噸)/總樓地板面(m²)
混凝土工程單位用量(m³/m²)=混凝土總施作體積(m³)/總樓地板面積(m²)
二、建筑工程材料用量影響因子分析
1.單位鋼筋用量影響因素
單位鋼筋用量相對(duì)于混凝土用量，影響因素相較簡(jiǎn)單。對(duì)于不同建筑平面幾何形狀(ㄇ型、L型、H型、圓型、矩形等)因考慮雙向地震力及地震系數(shù)，需在不規(guī)則處加強(qiáng)柱梁、斜撐等構(gòu)材之承載能力；建筑物室內(nèi)空間配置，如同樣樓地板面積辦公用途及住宅用途開(kāi)間進(jìn)深亦對(duì)鋼筋用量造成影響。
2.單位混凝土用量影響因素
單位混凝土用量影響因素較多，包含地域性的設(shè)計(jì)習(xí)慣、綠建筑外墻隔熱(開(kāi)窗率)、臨海遠(yuǎn)近、地上結(jié)構(gòu)與地下結(jié)構(gòu)平面型狀不同須增加混凝土用量抵擋上浮力、外墻不規(guī)則形狀、開(kāi)放式空間設(shè)計(jì)等皆對(duì)混凝土用量造成影響，但影響程度為何，須更進(jìn)一步探討。
3.單位鋼板及型鋼用量影響因素
單位鋼板及型鋼用量影響較小，以耐震系統(tǒng)、大垮度空間設(shè)計(jì)及樓層高度為影響因素。建筑工程單位樓地板面積鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼共三項(xiàng)建筑材料使用量影響因子。
三、建筑工程材料用量影響因子統(tǒng)計(jì)
多數(shù)研究都針對(duì)在建筑材料與建筑工程經(jīng)費(fèi)預(yù)測(cè)，少有能提出確切影響因子及影響程度的數(shù)據(jù)，以下為影響因子及影響程度的相關(guān)分析。建筑工程單位樓地板面積鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼使用量影響因子繁多，包括建筑構(gòu)造種類(lèi)、建筑用途型式、使用工法、工程造價(jià)、乃至設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)風(fēng)格習(xí)慣等，各因子間交互作用也值得深入探討。
1.工程契約金額
部分公共工程發(fā)包金額不單只對(duì)建筑物本身造價(jià)，亦包含特殊機(jī)設(shè)備、機(jī)電工程、綠化園林工程、采購(gòu)等一起納入工程契約金內(nèi)計(jì)算，建筑物用途、功能、構(gòu)造不同會(huì)對(duì)工程契約金額造成之外，勞務(wù)及材料的平均價(jià)格及不同年度之物價(jià)指數(shù)也會(huì)對(duì)工程契約金額造成影響，導(dǎo)致工程契約金額不為影響單位樓地板鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼用量的主要因子。
2.地上、下樓層數(shù)
地上樓層數(shù)會(huì)對(duì)單位樓地板鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼用量產(chǎn)生影響，但多顯現(xiàn)在中高樓層(7~15 樓)有較明顯的差異，建筑物是否擁有地下室對(duì)單位樓地板面積鋼筋使用量有明顯之影響，混凝土用量則變動(dòng)因素較多影響性不顯著，地下室結(jié)構(gòu)需抵擋地下土壓、水壓、及地上結(jié)構(gòu)體等橫、豎向壓力，配筋設(shè)計(jì)自然較無(wú)地下室結(jié)構(gòu)復(fù)雜；在不同地質(zhì)條件下，若是基地位于軟弱地質(zhì)，必須使用鋼筋及混凝土進(jìn)行基地補(bǔ)強(qiáng)，加強(qiáng)地下結(jié)構(gòu)安全性，經(jīng)資料檢結(jié)果發(fā)現(xiàn)有地下室建筑物較無(wú)地下室建筑物鋼筋用有明顯增加。
3.總樓地板面積
單位樓地板面積鋼筋用量、單位樓地板面積混凝土用量、單位樓地板面積鋼板及型鋼用量；鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼使用量都平均分?jǐn)傆跇堑匕迕娣e中。
4.建筑物最小載重
建筑物構(gòu)造的活荷載，因樓地板用途而不同，而最小活荷載亦不同，進(jìn)而影響單位樓地板面積鋼筋、混凝土用量，進(jìn)行資料分析前，先依建筑物最小活荷載進(jìn)行分類(lèi)，在不同活荷載限制下資料分析顯示結(jié)果為主要影響因子。
最小載重最直接影響為樓板，而鋼骨結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土建筑，因鋼板及型鋼最主要目地為支撐建筑結(jié)構(gòu)體，即使是鋼骨構(gòu)造，在樓地板的部分還是采用混凝土灌漿，造成建筑活荷載成為單位鋼板及型鋼用量主要影響因子。
5.建筑物用途
建筑物用依建筑技術(shù)規(guī)則總則定義之建筑用途共分為類(lèi)，包括公共集會(huì)類(lèi)、商業(yè)類(lèi)、工業(yè)及倉(cāng)儲(chǔ)類(lèi)、休育文教類(lèi)、宗教殯葬類(lèi)、衛(wèi)生文教類(lèi)、辦公服務(wù)類(lèi)、住宿類(lèi)等，不同建筑物用途的確會(huì)影響單位鋼筋、混凝土用量，但用途必須明確區(qū)分，例如，體育館、展覽中心、住宅等加以細(xì)分，在此種情況下，依建筑用途分類(lèi)進(jìn)行資料分析并無(wú)法準(zhǔn)確的判別出各建筑用途的明顯差異，而導(dǎo)致建筑物用途并不為其主要影響因子。
6.建筑構(gòu)造型式
建物構(gòu)造形式影響建筑物單位樓地板鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼用量，建筑構(gòu)造主要包括鋼筋混凝土(RC)、鋼骨(SS)或鋼筋混凝土鋼骨型式(SRC)；相較于鋼骨構(gòu)造，鋼筋混凝土構(gòu)造的單位鋼筋及單位混凝土用量必定有所不同。
7.工程所在地
汶川地震后，建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范更進(jìn)一步細(xì)分和提高各地的抗震等級(jí)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用鋼量影響很大。另外各地區(qū)地質(zhì)條件不同、活動(dòng)斷層分部等區(qū)域性因素影響，間接造成單位樓地板面積之鋼筋、混凝土用量因各地區(qū)基地條件不同而有所差異；再者因各地區(qū)設(shè)計(jì)習(xí)慣、當(dāng)?shù)仫L(fēng)格、功能需求、防空避難規(guī)定或公共工程特殊需求等因素，亦會(huì)影響單位樓地板面積鋼筋、混凝土使用量。
結(jié)論
過(guò)去國(guó)內(nèi)對(duì)于建筑材料使用系數(shù)評(píng)估或?qū)こ探痤~與建筑材料相關(guān)性，多因條件限制而鎖定在RC構(gòu)造或是同種類(lèi)建筑上進(jìn)行探討，然而科技進(jìn)步，建筑工程施工技術(shù)也不斷創(chuàng)新，要將所有不同結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的工程做全面性調(diào)查統(tǒng)計(jì)往往受限于實(shí)際案例，使其因子及系數(shù)難以取得大量、完整且正確的數(shù)據(jù)。本文通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示，建筑材料單位樓地板面積使用量主要受構(gòu)造形式、工程所在地、是否擁有地下室等因子影響，而依據(jù)資料分析確認(rèn)影響后，依影響因子排序建立單位用量，目的是為便利工程機(jī)關(guān)快速審核，若單位鋼筋、混凝土、鋼版及型鋼用量與本研究分析差異過(guò)大，應(yīng)審慎檢查大宗資材用量，避免資源浪費(fèi)。
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1．歷史新課程目標(biāo)的要求
高中歷史新課程標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)明確要求學(xué)生通過(guò)高中歷史課程學(xué)習(xí)，提高閱讀和獲取歷史信息的能力，通過(guò)認(rèn)知活動(dòng)，培養(yǎng)歷史思維和解決問(wèn)題的能力，并注重探究學(xué)習(xí)，積極探索發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的方法并養(yǎng)成獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣，能對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行較為全面的比較、概括和闡釋?zhuān)嫣岣呷宋乃仞B(yǎng)，因此必須重視高中歷史材料分析的教學(xué)。
2．中學(xué)歷史教材以及高考的要求
歷史材料題將課外材料和課本知識(shí)相結(jié)合，具有題型巧、容量大、靈活性高和區(qū)分度強(qiáng)的特點(diǎn)。中學(xué)歷史課本中的史料是對(duì)正文內(nèi)容的說(shuō)明、補(bǔ)充、擴(kuò)展。每年高考，史料題必考，且所占比重較大，考查學(xué)生閱讀理解、歸納分析和文字表述能力。然而高考史料分析題得分率并不高。究其原因，除基礎(chǔ)外，主要是方法不當(dāng)。提高學(xué)生分析史料的能力必須重視高中歷史材料分析的教學(xué)。
二、高中歷史材料分析教學(xué)的策略
1．培養(yǎng)學(xué)生歷史材料閱讀理解能力
讀是解題的基礎(chǔ)，教學(xué)中教師應(yīng)注重基礎(chǔ)，把握對(duì)學(xué)生歷史材料閱讀理解能力的培養(yǎng)。
首先，應(yīng)用相關(guān)閱讀策略，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生掌握閱讀歷史材料閱讀策略，要求學(xué)生正確把握快速閱讀與跳讀技巧。其次是仔細(xì)閱讀材料，讀懂、讀透。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在閱讀材料時(shí)能夠充分提取材料所提供的有效信息，應(yīng)用歷史意識(shí)，運(yùn)用歷史觀點(diǎn)，聯(lián)系相關(guān)的歷史知識(shí)，站在歷史知識(shí)體系的高度進(jìn)行閱讀，要注意具體材料具體分析。
2．培養(yǎng)學(xué)生提高歷史提取有效信息的能力
首先，要重視審題訓(xùn)練，把握解題背景。閱讀材料時(shí)，除讀懂材料正文外，還要特別注意提示性文字和材料出處。其次要關(guān)注非文字信息源。近年歷史試題中普通表格、柱狀圖、曲線圖、餅狀圖等多種類(lèi)型圖表的采用，是學(xué)科整合的結(jié)果，這也是新一輪課程改革的要求。因此，材料題教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)非文字信息源的關(guān)注。再次，加強(qiáng)語(yǔ)言文字的訓(xùn)練。重點(diǎn)隱含，即對(duì)關(guān)鍵詞不作標(biāo)注，教師可以故意用平淡的語(yǔ)氣來(lái)敘說(shuō)重點(diǎn)字詞，各種可能突出重點(diǎn)的方法全部隱含，模擬考場(chǎng)上無(wú)人提示的情況。
3．培養(yǎng)學(xué)生分析歷史材料的能力
（1）分析材料之間的聯(lián)系，尋找解題的突破口，明確解題方向
教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)幫助學(xué)生分析材料之間的聯(lián)系，找出中心，圍繞中心，確認(rèn)材料涉及的內(nèi)容或?qū)φn本知識(shí)進(jìn)行遷移，便能找到解題的突破口。另外，還可尋找材料與教材的相似點(diǎn)，將材料中的重點(diǎn)信息與教材的史實(shí)、觀點(diǎn)相對(duì)照，確認(rèn)材料與教材的某一章節(jié)相關(guān)聯(lián)，明確解題方向。
（2）領(lǐng)會(huì)命題意圖，明確解題方法
材料解析題要把握史與論的最佳結(jié)合，結(jié)論要從對(duì)材料的理解、發(fā)掘、升華中得出。教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生尋找材料與設(shè)問(wèn)的相關(guān)點(diǎn)，領(lǐng)會(huì)命題者采用這些材料的意圖，加強(qiáng)設(shè)問(wèn)與材料的相互對(duì)照，或從材料中找出回答設(shè)問(wèn)的信息或從設(shè)問(wèn)行文的信息中重新獲得讀材料時(shí)忽略了的重要之處，然后通過(guò)分析、判斷得出結(jié)論。同時(shí)要讀懂不同材料解析題的不同要求，把握近幾年的高考材料解析題的設(shè)問(wèn)與作答的形式：一是層層發(fā)問(wèn)、逐次誘導(dǎo)的遞進(jìn)式，即圍繞一個(gè)中心，由表及里、由淺入深，層層推進(jìn)；二是歸納評(píng)述論證式；三是97以來(lái)出現(xiàn)的要求表述成文的材料題，如“南唐烈主”題，“巴黎和會(huì)”題，弄清設(shè)問(wèn)的不同要求，能避免解答重大失誤。
4．掌握一定的解題技巧，注意解題的規(guī)范
（1）掌握相應(yīng)類(lèi)型材料解析題的解題技巧，因題選法
①遞進(jìn)式材料題。良好的開(kāi)始是成功的一半，解答第一問(wèn)是關(guān)鍵，答對(duì)第一問(wèn)，其它會(huì)迎刃而解。解答第一問(wèn)要注意理解多材料的顯性含義，又要分析材料的隱性含義，全面考慮問(wèn)題的正、反面，力求準(zhǔn)確。
②歸納式材料題?？山梃b語(yǔ)文課文分段法，先分析材料，長(zhǎng)材料分成若干段落，找出各段段意；短材料分句，找出各句的含義，這樣層層分析，有助于提取將材的有效信息。
③小論文式材料解析題。解答這類(lèi)題，應(yīng)注意審題，對(duì)材料的閱讀要更加求精求細(xì)，力求不漏掉任何一個(gè)有息；處理材料時(shí)更要注意理解，把握其立場(chǎng)、觀點(diǎn)，理解所反映的歷史現(xiàn)象的特點(diǎn)和時(shí)代特征，把歷史材料的有效信息融人已學(xué)知識(shí)的體系中去，形成正確結(jié)論。
（2）注意解題規(guī)范，組織答案應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)有條理
①注意針對(duì)性和具體性。材料解析題多由幾問(wèn)組成，每問(wèn)具體指向，要根據(jù)具體要求組織答案，并根據(jù)分值來(lái)確定答案內(nèi)容的多少。注意解題規(guī)范，組織答案應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)有條理。
②克服思維定勢(shì)，堅(jiān)持論從史出。命題者有時(shí)為體現(xiàn)自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)往會(huì)選取與教材觀點(diǎn)相左的材料，用以考查提取材料信息和把握正確觀點(diǎn)力，在回答時(shí)，要克服思維定勢(shì)，對(duì)材料作具體分從材料中提取觀點(diǎn)。
③準(zhǔn)確辨別材料中觀點(diǎn)的謬誤。材料解析題所引用的材料，多是原始史料，有其自身的局限，教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)持辯證唯物主義與歷史唯物主義思想，準(zhǔn)確辨別材料中觀點(diǎn)的謬誤，準(zhǔn)確辨別材料中觀點(diǎn)的謬誤。
④認(rèn)真書(shū)寫(xiě)，注意卷面的整潔。教師在平時(shí)應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生良好的書(shū)寫(xiě)習(xí)慣，注意卷面的整潔與條理性，以減少不必要的失分。
三、結(jié)束語(yǔ)
教學(xué)中，教師應(yīng)通過(guò)多渠道采用多種方法，激發(fā)學(xué)生對(duì)史料的興趣，把興趣與能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，逐步培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)口動(dòng)手辨析史料的能力，并在史料教學(xué)中遵循由淺入深，循序漸進(jìn)的原則和適當(dāng)補(bǔ)充，精心設(shè)問(wèn)等方法，逐步提高學(xué)生閱讀分析史料的能力，并加強(qiáng)解題技巧與規(guī)范的培養(yǎng)，以提高學(xué)生歷史學(xué)習(xí)成績(jī)。
【參考文獻(xiàn)】
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【關(guān)鍵詞】初中思品；材料分析題
材料分析題是開(kāi)放性試題中最常見(jiàn)的題型，所謂材料分析題是一種對(duì)已給出材料（時(shí)政熱點(diǎn)）進(jìn)行分析、理解，再運(yùn)用所學(xué)知識(shí)（理論觀點(diǎn)、原理）對(duì)材料相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析說(shuō)明的題型。它主要考查學(xué)生在理解和掌握基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及考查學(xué)生的思想水平、綜合運(yùn)用能力和綜合表達(dá)能力。簡(jiǎn)單說(shuō)，材料分析題是考查學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力的題型，具有能對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合能力測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)，它既能考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握，又能考查其理論聯(lián)系實(shí)際、關(guān)注熱點(diǎn)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。它出題形式是：一般給出一段或幾段相關(guān)材料，多角度設(shè)問(wèn)。
要準(zhǔn)確解答材料題，就必須學(xué)會(huì)對(duì)材料的研讀和對(duì)設(shè)問(wèn)的把握，否則就談不上對(duì)問(wèn)題的回答了。為了能使學(xué)生更好地研讀材料、把握設(shè)問(wèn)，更準(zhǔn)確地解答此類(lèi)題目，對(duì)此類(lèi)題目進(jìn)行了一些粗淺的研究，結(jié)合農(nóng)村思品課堂教學(xué)現(xiàn)狀和在教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了一些分析材料和研讀設(shè)問(wèn)的方法。
一、題型特點(diǎn)
材料分析題是中考試題中能力要求最高，最能體現(xiàn)綜合性的試題。所謂材料分析題是一種對(duì)已給出材料（時(shí)政熱點(diǎn)）進(jìn)行分析、理解，再運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)材料相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析說(shuō)明的題型。它主要考查學(xué)生在理解和掌握基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及考查學(xué)生的思想水平、綜合運(yùn)用能力和綜合表達(dá)能力。簡(jiǎn)單說(shuō)，材料分析題是考查學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力的題型，具有能對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合能力測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)，它既能考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握，又能考查其理論聯(lián)系實(shí)際、關(guān)注熱點(diǎn)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。這類(lèi)題的基本特點(diǎn)是：材料多樣、設(shè)問(wèn)靈活、知識(shí)綜合、答案開(kāi)放。
二、解題方法
1.閱讀材料，找關(guān)鍵詞p句
材料分析題一般給出一段或幾段相關(guān)材料，甚至有的材料還很長(zhǎng)，這就需要我們仔細(xì)閱讀試題材料，抓住材料中的關(guān)鍵詞，找到材料的關(guān)鍵信息，進(jìn)而從關(guān)鍵詞中找出與教材所對(duì)應(yīng)的觀點(diǎn)，答題的時(shí)候才不會(huì)跑題，而是準(zhǔn)確地回答問(wèn)題。如這樣一道題目：一位家長(zhǎng)來(lái)信：我是一位初三學(xué)生的母親，現(xiàn)在遇到一個(gè)難題，我兒子就想當(dāng)作家，上課應(yīng)付了事，成天就是“創(chuàng)作”。我對(duì)他說(shuō)：“就算作家，也要先打好基礎(chǔ)，再說(shuō)中國(guó)有幾個(gè)韓寒？”可他卻回答說(shuō)：“你怎么知道我成不了下一個(gè)韓寒？我要抓緊時(shí)間寫(xiě)作，盡快成為一名作家?！边@兩次模考，他考得一塌糊涂。關(guān)鍵問(wèn)題是他寫(xiě)的小說(shuō)也很幼稚。結(jié)合材料，請(qǐng)你對(duì)這位初三學(xué)生想當(dāng)家的行為進(jìn)行評(píng)析。本題的關(guān)鍵詞有“當(dāng)作家”，與此對(duì)應(yīng)的所學(xué)觀點(diǎn)則是理想；“小說(shuō)寫(xiě)的很幼稚”――理想的確立要結(jié)合自身的實(shí)際情況；“盡快成為一名作家”――急于求成；“先打好基礎(chǔ)”――理想實(shí)現(xiàn)需要腳踏實(shí)地。解答此題關(guān)鍵要看到提問(wèn)中是對(duì)“當(dāng)作家”的行為進(jìn)行評(píng)析，關(guān)注“當(dāng)作家”這個(gè)關(guān)鍵詞找到對(duì)應(yīng)觀點(diǎn)是理想，結(jié)合后面找出來(lái)的幾個(gè)關(guān)鍵詞，才能聯(lián)系到教材所學(xué)知識(shí)點(diǎn)：理想的作用p確立以及實(shí)現(xiàn)等，從而順利解答此題。
2.仔細(xì)審設(shè)問(wèn)，比較異同
準(zhǔn)確理解題目設(shè)問(wèn)，也是我們分析回答問(wèn)題的前提。在現(xiàn)如今的開(kāi)卷考試中有很多題目的設(shè)問(wèn)之間有很多相同之處，一看之下回答貌似一樣，學(xué)生極易把答案照搬照抄。但其實(shí)仔細(xì)再審的話會(huì)發(fā)現(xiàn)他們是有不同之處的。如這樣兩個(gè)設(shè)問(wèn)：?jiǎn)栴}一：請(qǐng)你列舉兩條黨和政府為解決我國(guó)主要矛盾而采取的措施。問(wèn)題二：請(qǐng)你列舉兩條黨和政府為解決我國(guó)主要矛盾而采取的具體措施。對(duì)于現(xiàn)在開(kāi)卷的學(xué)生來(lái)講，他們就很容易把這兩個(gè)問(wèn)題的看成是一樣的，答案就會(huì)抄成一樣的。然而，事實(shí)上這兩個(gè)問(wèn)題確實(shí)不一樣的?；卮疬@兩個(gè)問(wèn)題都要先明白我國(guó)的主要矛盾是什么，才能找出措施。而這兩個(gè)問(wèn)題問(wèn)的都是措施，可以說(shuō)是我們政治中的“怎么做”的問(wèn)題。正因?yàn)檫@樣，很多學(xué)生才容易把兩個(gè)問(wèn)題混為一樣的。第一個(gè)設(shè)問(wèn)中只要回我們的做法即可，既可以是宏觀的，還可以是具體的，但是具體的措施可能有很多，你無(wú)法列舉出所有，所以它更注重宏觀措施如：“以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心”、“加強(qiáng)社會(huì)主義先進(jìn)文化建設(shè)”等，就比“農(nóng)村合作醫(yī)療”、“兩免一補(bǔ)”等更為恰當(dāng)準(zhǔn)切，盡管后者答案也是可以給分的。而第二個(gè)問(wèn)題中的“具體”兩個(gè)字，則告訴我們回答這個(gè)問(wèn)題是切記泛泛而談的。如回答“堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心”，回答第一個(gè)問(wèn)題是可以的，但回答第二個(gè)問(wèn)題則不行了，而只能是“農(nóng)村合作醫(yī)療”、“兩免一補(bǔ)”，前者答案在這里則不能給分了。
三、結(jié)語(yǔ)
總之，要做好材料分析題，不僅要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)即要掌握最基本的觀點(diǎn)和知識(shí)，而且解題有法，準(zhǔn)確完整地組織答案，應(yīng)扣緊材料分析，進(jìn)行“開(kāi)放性”思維，多角度組織答案。只有在多練多思中積累，在探索中形成切合實(shí)際的解題技巧，才能在中考中取得好成績(jī)。
參考文獻(xiàn)：
[1]思想品德課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）.
關(guān)鍵詞：光催化；汽車(chē)尾氣；路面；降解
Current Progress and Perspectives of Nanophotocatalysts
Applied on Pvement
Li Peilin1, Zhou Yan1
（1.Chongqing ZhiXiang Cuseway Thnology Egineering Co LTD, Chongqing 400060)
Abstract: The recent development and progress of nanophotocatalysts Applied on Pvement are reviewed. Some problems in the current study and the future trend of development are briefly analyzed. The application on bituminous pavement has many problems. It is suggested that attention of the future investigation on the nanophotocatalysts should focus on forms of application.
Key words: Photoeatalysis; Automobile Exhaust; Pavement; Degradation
中圖分類(lèi)號(hào)：K477文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
半導(dǎo)體光催化技術(shù)是一門(mén)新興的環(huán)保技術(shù)，光催化是指光催化劑吸收光后對(duì)物質(zhì)所發(fā)生的光化學(xué)反應(yīng)，可將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，促進(jìn)有機(jī)物的合成或分解，自1972年日本東京大學(xué)藤島昭等人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)受輻射后的TiO2 電極上能發(fā)生持續(xù)氧化還原反應(yīng)以來(lái)[1]，半導(dǎo)體光催化研究正處于快速發(fā)展階段，已被成功應(yīng)用于工業(yè)廢氣廢水的降解處理[2-7]。由于汽車(chē)尾氣排出后首先接觸的是路面，若能將光催化劑負(fù)載于路面，利用陽(yáng)光凈化汽車(chē)尾氣中的污染物，則能成為一種新型防治汽車(chē)尾氣污染的方法。
1.光催化降解汽車(chē)尾氣機(jī)理分析
光催化劑在吸收光線能量后，可將吸附于表面的一氧化碳、氮氧化合物和碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為二氧化碳和硝酸鹽等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)尾氣污染物的降解。下面以二氧化鈦為例介紹光催化劑對(duì)污染物的降解過(guò)程：二氧化鈦受紫外線激發(fā)后生成光生電子與空穴：
光催化材料表面吸附的O2與和反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的活性氧：
、及可與TiO2上吸附的水分子或氫氧根反應(yīng)，生成，它具有強(qiáng)氧化性可將表面吸附的污染物徹底氧化[11-14]。白天是汽車(chē)出行的高峰期，而光催化劑在紫外光或自然光條件下催化效率更高，因此白天能夠產(chǎn)生更好的降解效果。光催化劑降解污染物所形成的產(chǎn)物會(huì)吸附在催化劑表面，由于納米光催化劑材料表面在光線作用下會(huì)生成親水基（-OH），使表面產(chǎn)生超親水性[15-17]，超親水表面使污染物很容易被雨水沖刷干凈，從而產(chǎn)生自清潔效應(yīng)，有利于恢復(fù)材料表面催化降解功能，實(shí)現(xiàn)再生利用。
2.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
在汽車(chē)尾氣污染愈發(fā)嚴(yán)重的今天，國(guó)內(nèi)外對(duì)路面納米光催化降解汽車(chē)尾氣污染物技術(shù)展開(kāi)了一系列研究。納米光催化材料的應(yīng)用形式主要借鑒了在墻體中的應(yīng)用形式，摻加方式主要有三種：（1）將TiO2加入水泥中做成水泥超薄面層（2）將水溶性TiO2直接噴灑到混凝土表面（3）在水泥混凝土固化前撒TiO2。日本作為最先研究這一領(lǐng)域的國(guó)家，在應(yīng)用方面投入了很多研究，在東京，由Kawasaki重工有限公司生產(chǎn)的Folium光催化劑產(chǎn)品已成功應(yīng)用于公路路面、隧道、高速公路隔音板和收費(fèi)站、建筑物外墻等，起到了光催化降解汽車(chē)排放尾氣、自清潔等作用[18]。在美國(guó)，通過(guò)在混凝土表面涂刷有水泥和光催化材料混合而成的薄層，制成光催化水泥和光催化混凝土，使大氣污染物如NOx、SO2分別氧化成硝酸、硫酸而隨雨水排掉[19]。
室內(nèi)研究表明優(yōu)質(zhì)TiO2可以達(dá)到對(duì)NOx200m3/m2·day和對(duì)游離有機(jī)物（VOC）60m3/m2·day的凈化效率[20]。美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)研究了納米TiO2在水泥混凝土路面中應(yīng)用時(shí)對(duì)環(huán)境的影響以及耐久性，還進(jìn)一步評(píng)價(jià)了當(dāng)路面受到油污、塵土以及除冰鹽的影響時(shí)減污能力的下降趨勢(shì)，研究表明路表污染物能使材料光催化性能產(chǎn)生一定程度的下降，其中油污的影響程度最大[21]。在荷蘭和比利時(shí)，都開(kāi)發(fā)出了添加光催化劑的混凝土磚，鋪設(shè)在路面上可有效降解汽車(chē)尾氣的污染[22]。
在意大利米蘭用光催化劑與水泥的混合漿料涂覆了一條7000m2的馬路，檢測(cè)表明對(duì)空氣中氮氧化合物的去除效率可達(dá)60%，長(zhǎng)期使用后測(cè)定路面對(duì)氮氧化物的降解效率仍可達(dá)到20％以上。日本仙臺(tái)使用噴灑技術(shù)在瀝青路面噴灑納米二氧化鈦，由于路面形式采用的是大孔隙瀝青混凝土，應(yīng)用一段時(shí)間后，在路面孔隙力還能保留一部分二氧化鈦，因此還能保持一定的光催化性能[23]。
目前，國(guó)內(nèi)對(duì)光催化材料在道路上的應(yīng)用也進(jìn)行了少量研究。東南大學(xué)錢(qián)春香等人將納米TiO2水溶液噴涂在水泥混凝土表面，實(shí)現(xiàn)了在水泥路面負(fù)載光催化劑。2005年3月在南京長(zhǎng)江三橋橋北收費(fèi)站廣場(chǎng)鋪設(shè)了6000 m2的光催化試驗(yàn)路，試驗(yàn)結(jié)果顯示該路段對(duì)汽車(chē)尾氣中的氮氧化合物有明顯的消除作用。他們還對(duì)比研究了負(fù)載型納米TiO2 應(yīng)用于瀝青混凝土表面和水泥混凝土表面對(duì)氮氧化物的降解作用，得出水泥混凝土負(fù)載的光催化劑具有較好的光催化功能，而瀝青混合料由于TiO2不易滲透到混凝土內(nèi)部，且瀝青混凝土顏色較深，故光催化功能較差[18] [24]。東北林業(yè)大學(xué)陳萌等通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑改性TiO2制備了納米光催化劑溶液，然后應(yīng)用到大孔隙瀝青混凝土結(jié)構(gòu)表面，可實(shí)現(xiàn)降解汽車(chē)尾氣污染物的目的[25]。
3.存在問(wèn)題與展望
在道路表面應(yīng)用納米光催化材料由于其所具有的誘人的環(huán)保價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，已經(jīng)成為路面材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外所進(jìn)行的研究表明在道路上應(yīng)用光催化材料能有效降解汽車(chē)尾氣中的污染物，但在研究與應(yīng)用中，仍有諸多問(wèn)題需要克服：
3.1光催化材料在路面上的應(yīng)用形式
