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摘要
材料基因组计划旨在通过实验、计算和理论的有机整合协同创新,实现新材料研发周期减半,研发成本减半,以期加速在清洁能源、国家安全、人类福利等方面的进步.半导体材料的研究和发展奠定了半导体科学技术在当前人类社会发展中至关重要的地位,半导体材料基因组计划的实施将促使半导体科学技术的研究和应用进入一个崭新的时代.本文基于基因遗传算法理论设计硅基发光材料的研究工作探讨了半导体材料基因组计划的实施构想.首先简单介绍了硅基发光的应用前景和开发硅基发光材料所面临的挑战.随后介绍了基于模拟达尔文物种进化的基因遗传算法和高精度高性能的能带结构计算方法,设定高效带边发光这一目标,逆向设计拥有直接带隙发光的二维Si/Ge超晶格和一维Si/Ge核-多壳纳米线,为实施半导体材料基因组计划提供了一个范例,显示了材料基因组计划的强大力量和巨大价值.最后对半导体材料基因组计划的实施提了几点建议.
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单位半导体超晶格国家重点实验室; 中国科学院半导体研究所
