材料人報告丨窄帶隙半導體材料研究報告

材料人報告推出半導體材料研究報告，此前已發布材料人報告丨寬帶隙半導體材料研究報告。本文為第二篇：窄帶隙半導體材料

【簡介】

研究者一般將帶隙低于3 eV的材料定義為窄帶隙半導體（小編暫未發現對窄帶隙材料有嚴格的定義）。由于窄帶隙半導體材料具有優異的吸光性能(一般來說帶隙越小吸收光譜范圍越廣)，因此窄帶隙半導體廣泛應用于光電領域。在材料科學領域，窄帶隙半導體材料主要分布在三塊研究方向：其一是基于傳統氧化物、硫化物、釩酸鹽等窄帶隙材料的光催化領域；其二是基于二維材料（黑磷、過渡金屬硫化物等窄帶隙半導體材料）的光電子領域；其三是基于新型窄帶隙共軛聚合物材料的有機聚合物太陽能電池領域。這三個方向都是材料科學領域的重要發展方向。因此，調研窄帶隙半導體材料的相關文獻的發表情況是材料牛網的職責所在。

【SCI發文情況】

本次調查報告以Web of Science為檢索工具，以narrow-band-gap為關鍵詞檢索得到以下數據。截止2018年5月9日， SCI共收錄關于窄禁帶半導體材料的研究論文共5009篇，下面是發文情況的具體分析：

1. 年度發文統計

圖1 不同年份發表的論文數

從統計數據中可以看出關于窄帶隙半導體材料的相關論文數整體上呈現上升趨勢。在2017年一年內發表數量已經達到500篇以上。這說明研究者對于窄帶隙半導體材料的研究熱情越來越高，也說明該類材料在科研領域相當熱門。

2. 發文類型統計

圖2 發表文章類型統計

關于窄帶隙半導體材料研究方面，歷年發表的文章包括論文、會議論文、綜述和其他等，其中論文和會議論文占總數量的絕大多數。

3. 不同研究方向發文統計

圖3 不同研究方向論文數量統計

以上為歷年不同研究方向論文數量統計圖。從發文方向可以看出，窄帶隙半導體材料的應用領域十分廣泛。其中物理、材料科學和工程類方向是研究的主流。此外，該類材料涉及的研究領域跨度也十分大，從物理到化學再到能源，甚至數學領域都有非常多的研究，說明該類材料應用前景十分良好。

4. 發文量居前十位的期刊以及發文數量

表1 發表文章數排名前10的主要期刊

從發表論文數量來看，物理類期刊對窄帶隙半導體材料的報告最多，其次是材料科學類，并且發表數量排前十的期刊發表總數只占所有該類文章的23.4%，這說明有很多其他雜志都對窄帶隙半導體材料的研究進行了報道。

5. 發表論文最多的機構

表2 發表文章數排名前10的研究機構

隨著窄帶隙半導體材料的研究越來越熱門，全球的科研機構都在積極的投入相關研究。從表2可以看出中國科學院高居發文榜第一，數量高達602篇，俄羅斯科學院和美國能源部緊跟其后。

6. 最具影響力的研究人員

表3 高被引文章中被引次數排名前10

窄帶隙半導體材料研究的高被引文章一共90篇，熱點文章5篇。表3是高被引文章中被引次數排名前10的文章與研究人員的統計情況。其中中國籍學者占了一半之數。

【專利發表情況】

根據WIPO數據對narrow-band-gap 材料的相關專利發表情況進行了檢索并統計，截止2018年發表專利總數達到756篇，下面是發表數量前五的國家和2008至2018年十年內專利發表的統計圖表。

1. 窄帶隙半導體材料相關專利發表數前五國家

圖4 窄帶隙半導體材料相關專利數發表前五的國家

2. 窄帶隙半導體材料相關專利每年發表數量

圖5?窄帶隙半導體材料從2008年至今的每年發表趨勢

【經典推薦】

小編以上分別從SCI發文數量以及專利發表數量兩個方向對窄帶隙半導體材料進行了系統的調研報告。研究發現從SCI發文數量來看，研究者關于窄帶隙半導體材料的研究越來越火。從專利發表情況來看，關于窄帶隙半導體材料的專利數在2014年達到最高。以下是小編匯總的窄帶隙半導體材料分別在光催化、二維材料和有機太陽能電池領域高被引文章各兩篇。

1.Review on Modified TiO₂ Photocatalysis under UV/Visible Light: Selected Results and Related Mechanisms on Interfacial Charge Carrier Transfer Dynamics. (2011, Journal of Physical Chemistry A, DOI: 1021/jp204364a)

2.Bridging the g-C₃N₄ Interlayers for Enhanced Photocatalysis. (2016, ACS Catalysis, DOI: 1021/acscatal.5b02922)

3.Crossover of the three-dimensional topological insulator Bi₂Se₃ to the two-dimensional limit. (2010, Nature Physics, DOI: 1038/NPHYS1689)

4.Broadband Few-Layer MoS₂ Saturable Absorbers. (2014, Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201306322)

5.High-Performance Electron Acceptor with Thienyl Side Chains for Organic Photovoltaics. (2016, Journal of the American Chemical Society, DOI: 1021/jacs.6b02004 )

6.Efficiency enhancement in low-band gap polymer solar cells by processing with alkane dithiols. (2007, Nature Materials, DOI: 1038/nmat1928)

本文由材料人編輯部新能源學術組金也供稿，材料牛編輯整理。

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