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1半导体材料的战略地位
上世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；上世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和应用，将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、操纵和制造功能强大的新型器件与电路，必将深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式，彻底改变人们的生活方式。
2几种主要半导体材料的发展现状与趋势
2.1硅材料
从提高硅集成电路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）单晶的直径和减小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si发展的总趋势。目前直径为8英寸（200mm）的Si单晶已实现大规模工业生产，基于直径为12英寸（300mm）硅片的集成电路（IC‘s）技术正处在由实验室向工业生产转变中。目前300mm，0.18μm工艺的硅ULSI生产线已经投入生产，300mm，0.13μm工艺生产线也将在2003年完成评估。18英寸重达414公斤的硅单晶和18英寸的硅园片已在实验室研制成功，直径27英寸硅单晶研制也正在积极筹划中。
从进一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的大直径硅外延片会成为硅材料发展的主流。另外，SOI材料，包括智能剥离（Smartcut）和SIMOX材料等也发展很快。目前，直径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开发中。
理论分析指出30nm左右将是硅MOS集成电路线宽的“极限”尺寸。这不仅是指量子尺寸效应对现有器件特性影响所带来的物理限制和光刻技术的限制问题，更重要的是将受硅、SiO2自身性质的限制。尽管人们正在积极寻找高K介电绝缘材料（如用Si3N4等来替代SiO2），低K介电互连材料，用Cu代替Al引线以及采用系统集成芯片技术等来提高ULSI的集成度、运算速度和功能，但硅将最终难以满足人类不断的对更大信息量需求。为此，人们除寻求基于全新原理的量子计算和DNA生物计算等之外，还把目光放在以GaAs、InP为基的化合物半导体材料，特别是二维超晶格、量子阱，一维量子线与零维量子点材料和可与硅平面工艺兼容GeSi合金材料等，这也是目前半导体材料研发的重点。
2.2GaAs和InP单晶材料
GaAs和InP与硅不同，它们都是直接带隙材料，具有电子饱和漂移速度高，耐高温，抗辐照等特点；在超高速、超高频、低功耗、低噪音器件和电路，特别在光电子器件和光电集成方面占有独特的优势。
目前，世界GaAs单晶的总年产量已超过200吨，其中以低位错密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生长的2－3英寸的导电GaAs衬底材料为主；近年来，为满足高速移动通信的迫切需求，大直径（4，6和8英寸）的SI－GaAs发展很快。美国莫托罗拉公司正在筹建6英寸的SI－GaAs集成电路生产线。InP具有比GaAs更优越的高频性能，发展的速度更快，但研制直径3英寸以上大直径的InP单晶的关键技术尚未完全突破，价格居高不下。
GaAs和InP单晶的发展趋势是：
（1）。增大晶体直径，目前4英寸的SI－GaAs已用于生产，预计本世纪初的头几年直径为6英寸的SI－GaAs也将投入工业应用。
（2）。提高材料的电学和光学微区均匀性。
（3）。降低单晶的缺陷密度，特别是位错。
（4）。GaAs和InP单晶的VGF生长技术发展很快，很有可能成为主流技术。
2.3半导体超晶格、量子阱材料
半导体超薄层微结构材料是基于先进生长技术（MBE，MOCVD）的新一代人工构造材料。它以全新的概念改变着光电子和微电子器件的设计思想，出现了“电学和光学特性可剪裁”为特征的新范畴，是新一代固态量子器件的基础材料。
（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基晶格匹配和应变补偿材料体系已发展得相当成熟，已成功地用来制造超高速，超高频微电子器件和单片集成电路。高电子迁移率晶体管（HEMT），赝配高电子迁移率晶体管（P－HEMT）器件最好水平已达fmax=600GHz，输出功率58mW，功率增益6.4db；双异质结双极晶体管（HBT）的最高频率fmax也已高达500GHz，HEMT逻辑电路研制也发展很快。基于上述材料体系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探测器，红、黄、橙光发光二极管和红光激光器以及大功率半导体量子阱激光器已商品化；表面光发射器件和光双稳器件等也已达到或接近达到实用化水平。目前，研制高质量的1.5μm分布反馈（DFB）激光器和电吸收（EA）调制器单片集成InP基多量子阱材料和超高速驱动电路所需的低维结构材料是解决光纤通信瓶颈问题的关键，在实验室西门子公司已完成了80×40Gbps传输40km的实验。另外，用于制造准连续兆瓦级大功率激光阵列的高质量量子阱材料也受到人们的重视。
虽然常规量子阱结构端面发射激光器是目前光电子领域占统治地位的有源器件，但由于其有源区极薄（～0.01μm）端面光电灾变损伤，大电流电热烧毁和光束质量差一直是此类激光器的性能改善和功率提高的难题。采用多有源区量子级联耦合是解决此难题的有效途径之一。我国早在1999年，就研制成功980nmInGaAs带间量子级联激光器，输出功率达5W以上；2000年初，法国汤姆逊公司又报道了单个激光器准连续输出功率超过10瓦好结果。最近，我国的科研工作者又提出并开展了多有源区纵向光耦合垂直腔面发射激光器研究，这是一种具有高增益、极低阈值、高功率和高光束质量的新型激光器，在未来光通信、光互联与光电信息处理方面有着良好的应用前景。
为克服PN结半导体激光器的能隙对激光器波长范围的限制，1994年美国贝尔实验室发明了基于量子阱内子带跃迁和阱间共振隧穿的量子级联激光器，突破了半导体能隙对波长的限制。自从1994年InGaAs／InAIAs／InP量子级联激光器（QCLs）发明以来，Bell实验室等的科学家，在过去的7年多的时间里，QCLs在向大功率、高温和单膜工作等研究方面取得了显着的进展。2001年瑞士Neuchatel大学的科学家采用双声子共振和三量子阱有源区结构使波长为9.1μm的QCLs的工作温度高达312K，连续输出功率3mW.量子级联激光器的工作波长已覆盖近红外到远红外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光谱、超高灵敏气体传感器、高速调制器和无线光学连接等方面显示出重要的应用前景。中科院上海微系统和信息技术研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子级联激光器；中科院半导体研究所于2000年又研制成功3.7μm室温准连续应变补偿量子级联激光器，使我国成为能研制这类高质量激光器材料为数不多的几个国家之一。
目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作为超薄层微结构材料发展的主流方向，正从直径3英寸向4英寸过渡；生产型的MBE和M0CVD设备已研制成功并投入使用，每台年生产能力可高达3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英国卡迪夫的MOCVD中心，法国的PicogigaMBE基地，美国的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有这种外延材料出售。生产型MBE和MOCVD设备的成熟与应用，必然促进衬底材料设备和材料评价技术的发展。
（2）硅基应变异质结构材料。
硅基光、电器件集成一直是人们所追求的目标。但由于硅是间接带隙，如何提高硅基材料发光效率就成为一个亟待解决的问题。虽经多年研究，但进展缓慢。人们目前正致力于探索硅基纳米材料（纳米Si／SiO2），硅基SiGeC体系的Si1－yCy/Si1－xGex低维结构，Ge／Si量子点和量子点超晶格材料，Si／SiC量子点材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED发光器件和有关纳米硅的受激放大现象的报道，使人们看到了一线希望。
另一方面，GeSi／Si应变层超晶格材料，因其在新一代移动通信上的重要应用前景，而成为目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止频率已达200GHz，HBT最高振荡频率为160GHz，噪音在10GHz下为0.9db，其性能可与GaAs器件相媲美。
尽管GaAs／Si和InP／Si是实现光电子集成理想的材料体系，但由于晶格失配和热膨胀系数等不同造成的高密度失配位错而导致器件性能退化和失效，防碍着它的使用化。最近，Motolora等公司宣称，他们在12英寸的硅衬底上，用钛酸锶作协变层（柔性层），成功的生长了器件级的GaAs外延薄膜，取得了突破性的进展。
2.4一维量子线、零维量子点半导体微结构材料
基于量子尺寸效应、量子干涉效应，量子隧穿效应和库仑阻效应以及非线性光学效应等的低维半导体材料是一种人工构造（通过能带工程实施）的新型半导体材料，是新一代微电子、光电子器件和电路的基础。它的发展与应用，极有可能触发新的技术革命。
目前低维半导体材料生长与制备主要集中在几个比较成熟的材料体系上，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，并在纳米微电子和光电子研制方面取得了重大进展。俄罗斯约飞技术物理所MBE小组，柏林的俄德联合研制小组和中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子点激光器，工作波长lμm左右，单管室温连续输出功率高达3.6～4W.特别应当指出的是我国上述的MBE小组，2001年通过在高功率量子点激光器的有源区材料结构中引入应力缓解层，抑制了缺陷和位错的产生，提高了量子点激光器的工作寿命，室温下连续输出功率为1W时工作寿命超过5000小时，这是大功率激光器的一个关键参数，至今未见国外报道。
在单电子晶体管和单电子存贮器及其电路的研制方面也获得了重大进展，1994年日本NTT就研制成功沟道长度为30nm纳米单电子晶体管，并在150K观察到栅控源－漏电流振荡；1997年美国又报道了可在室温工作的单电子开关器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工艺技术实现了128Mb的单电子存贮器原型样机的制造，这是在单电子器件在高密度存贮电路的应用方面迈出的关键一步。目前，基于量子点的自适应网络计算机，单光子源和应用于量子计算的量子比特的构建等方面的研究也正在进行中。
与半导体超晶格和量子点结构的生长制备相比，高度有序的半导体量子线的制备技术难度较大。中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组，在继利用MBE技术和SK生长模式，成功地制备了高空间有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子线和量子线超晶格结构的基础上，对InAs／InAlAs量子线超晶格的空间自对准（垂直或斜对准）的物理起因和生长控制进行了研究，取得了较大进展。
王中林教授领导的乔治亚理工大学的材料科学与工程系和化学与生物化学系的研究小组，基于无催化剂、控制生长条件的氧化物粉末的热蒸发技术，成功地合成了诸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半导体氧化物纳米带，它们与具有圆柱对称截面的中空纳米管或纳米线不同，这些原生的纳米带呈现出高纯、结构均匀和单晶体，几乎无缺陷和位错；纳米线呈矩形截面，典型的宽度为20－300nm，宽厚比为5－10，长度可达数毫米。这种半导体氧化物纳米带是一个理想的材料体系，可以用来研究载流子维度受限的输运现象和基于它的功能器件制造。香港城市大学李述汤教授和瑞典隆德大学固体物理系纳米中心的LarsSamuelson教授领导的小组，分别在SiO2／Si和InAs／InP半导体量子线超晶格结构的生长制各方面也取得了重要进展。
低维半导体结构制备的方法很多，主要有：微结构材料生长和精细加工工艺相结合的方法，应变自组装量子线、量子点材料生长技术，图形化衬底和不同取向晶面选择生长技术，单原子操纵和加工技术，纳米结构的辐照制备技术，及其在沸石的笼子中、纳米碳管和溶液中等通过物理或化学方法制备量子点和量子线的技术等。目前发展的主要趋势是寻找原子级无损伤加工方法和纳米结构的应变自组装可控生长技术，以求获得大小、形状均匀、密度可控的无缺陷纳米结构。
2.5宽带隙半导体材料
宽带隙半导体材主要指的是金刚石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶体等，特别是SiC、GaN和金刚石薄膜等材料，因具有高热导率、高电子饱和漂移速度和大临界击穿电压等特点，成为研制高频大功率、耐高温、抗辐照半导体微电子器件和电路的理想材料；在通信、汽车、航空、航天、石油开采以及国防等方面有着广泛的应用前景。另外，III族氮化物也是很好的光电子材料，在蓝、绿光发光二极管（LED）和紫、蓝、绿光激光器（LD）以及紫外探测器等应用方面也显示了广泛的应用前景。随着1993年GaN材料的P型掺杂突破，GaN基材料成为蓝绿光发光材料的研究热点。目前，GaN基蓝绿光发光二极管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大输出功率为0.5W.在微电子器件研制方面，GaN基FET的最高工作频率（fmax）已达140GHz，fT=67GHz，跨导为260ms／mm；HEMT器件也相继问世，发展很快。此外，256×256GaN基紫外光电焦平面阵列探测器也已研制成功。特别值得提出的是，日本Sumitomo电子工业有限公司2000年宣称，他们采用热力学方法已研制成功2英寸GaN单晶材料，这将有力的推动蓝光激光器和GaN基电子器件的发展。另外，近年来具有反常带隙弯曲的窄禁带InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重视，这是因为它们在长波长光通信用高T0光源和太阳能电池等方面显示了重要应用前景。
以Cree公司为代表的体SiC单晶的研制已取得突破性进展，2英寸的4H和6HSiC单晶与外延片，以及3英寸的4HSiC单晶己有商品出售；以SiC为GaN基材料衬低的蓝绿光LED业已上市，并参于与以蓝宝石为衬低的GaN基发光器件的竟争。其他SiC相关高温器件的研制也取得了长足的进步。目前存在的主要问题是材料中的缺陷密度高，且价格昂贵。
II－VI族兰绿光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美国3M公司成功地解决了II－VI族的P型掺杂难点而得到迅速发展。1991年3M公司利用MBE技术率先宣布了电注入（Zn，Cd）Se／ZnSe兰光激光器在77K（495nm）脉冲输出功率100mW的消息，开始了II－VI族兰绿光半导体激光（材料）器件研制的。经过多年的努力，目前ZnSe基II－VI族兰绿光激光器的寿命虽已超过1000小时，但离使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速发展和应用，使II－VI族兰绿光材料研制步伐有所变缓。提高有源区材料的完整性，特别是要降低由非化学配比导致的点缺陷密度和进一步降低失配位错和解决欧姆接触等问题，仍是该材料体系走向实用化前必须要解决的问题。
宽带隙半导体异质结构材料往往也是典型的大失配异质结构材料，所谓大失配
异质结构材料是指晶格常数、热膨胀系数或晶体的对称性等物理参数有较大差异的材料体系，如GaN／蓝宝石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引发界面处大量位错和缺陷的产生，极大地影响着微结构材料的光电性能及其器件应用。如何避免和消除这一负面影响，是目前材料制备中的一个迫切要解决的关键科学问题。这个问题的解泱，必将大大地拓宽材料的可选择余地，开辟新的应用领域。
目前，除SiC单晶衬低材料，GaN基蓝光LED材料和器件已有商品出售外，大多数高温半导体材料仍处在实验室研制阶段，不少影响这类材料发展的关键问题，如GaN衬底，ZnO单晶簿膜制备，P型掺杂和欧姆电极接触，单晶金刚石薄膜生长与N型掺杂，II－VI族材料的退化机理等仍是制约这些材料实用化的关键问题，国内外虽已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。
3光子晶体
光子晶体是一种人工微结构材料，介电常数周期的被调制在与工作波长相比拟的尺度，来自结构单元的散射波的多重干涉形成一个光子带隙，与半导体材料的电子能隙相似，并可用类似于固态晶体中的能带论来描述三维周期介电结构中光波的传播，相应光子晶体光带隙（禁带）能量的光波模式在其中的传播是被禁止的。如果光子晶体的周期性被破坏，那么在禁带中也会引入所谓的“施主”和“受主”模，光子态密度随光子晶体维度降低而量子化。如三维受限的“受主”掺杂的光子晶体有希望制成非常高Q值的单模微腔，从而为研制高质量微腔激光器开辟新的途径。光子晶体的制备方法主要有：聚焦离子束（FIB）结合脉冲激光蒸发方法，即先用脉冲激光蒸发制备如Ag/MnO多层膜，再用FIB注入隔离形成一维或二维平面阵列光子晶体；基于功能粒子（磁性纳米颗粒Fe2O3，发光纳米颗粒CdS和介电纳米颗粒TiO2）和共轭高分子的自组装方法，可形成适用于可光范围的三维纳米颗粒光子晶体；二维多空硅也可制作成一个理想的3－5μm和1.5μm光子带隙材料等。目前，二维光子晶体制造已取得很大进展，但三维光子晶体的研究，仍是一个具有挑战性的课题。最近，Campbell等人提出了全息光栅光刻的方法来制造三维光子晶体，取得了进展。
4量子比特构建与材料
随着微电子技术的发展，计算机芯片集成度不断增高，器件尺寸越来越小（nm尺度）并最终将受到器件工作原理和工艺技术限制，而无法满足人类对更大信息量的需求。为此，发展基于全新原理和结构的功能强大的计算机是21世纪人类面临的巨大挑战之一。1994年Shor基于量子态叠加性提出的量子并行算法并证明可轻而易举地破译目前广泛使用的公开密钥Rivest，Shamir和Adlman（RSA）体系，引起了人们的广泛重视。
所谓量子计算机是应用量子力学原理进行计的装置，理论上讲它比传统计算机有更快的运算速度，更大信息传递量和更高信息安全保障，有可能超越目前计算机理想极限。实现量子比特构造和量子计算机的设想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一个实现大规模量子计算的方案。其核心是利用硅纳米电子器件中磷施主核自旋进行信息编码，通过外加电场控制核自旋间相互作用实现其逻辑运算，自旋测量是由自旋极化电子电流来完成，计算机要工作在mK的低温下。
这种量子计算机的最终实现依赖于与硅平面工艺兼容的硅纳米电子技术的发展。除此之外，为了避免杂质对磷核自旋的干扰，必需使用高纯（无杂质）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅单晶；减小SiO2绝缘层的无序涨落以及如何在硅里掺入规则的磷原子阵列等是实现量子计算的关键。量子态在传输，处理和存储过程中可能因环境的耦合（干扰），而从量子叠加态演化成经典的混合态，即所谓失去相干，特别是在大规模计算中能否始终保持量子态间的相干是量子计算机走向实用化前所必需克服的难题。
5发展我国半导体材料的几点建议
鉴于我国目前的工业基础，国力和半导体材料的发展水平，提出以下发展建议供参考。
5.1硅单晶和外延材料硅材料作为微电子技术的主导地位
至少到本世纪中叶都不会改变，至今国内各大集成电路制造厂家所需的硅片基本上是依赖进口。目前国内虽已可拉制8英寸的硅单晶和小批量生产6英寸的硅外延片，然而都未形成稳定的批量生产能力，更谈不上规模生产。建议国家集中人力和财力，首先开展8英寸硅单晶实用化和6英寸硅外延片研究开发，在“十五”的后期，争取做到8英寸集成电路生产线用硅单晶材料的国产化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我国应有8～12英寸硅单晶、片材和8英寸硅外延片的规模生产能力；更大直径的硅单晶、片材和外延片也应及时布点研制。另外，硅多晶材料生产基地及其相配套的高纯石英、气体和化学试剂等也必需同时给以重视，只有这样，才能逐步改观我国微电子技术的落后局面，进入世界发达国家之林。超级秘书网
5.2GaAs及其有关化合物半导体单晶材料发展建议
GaAs、InP等单晶材料同国外的差距主要表现在拉晶和晶片加工设备落后，没有形成生产能力。相信在国家各部委的统一组织、领导下，并争取企业介入，建立我国自己的研究、开发和生产联合体，取各家之长，分工协作，到2010年赶上世界先进水平是可能的。要达到上述目的，到“十五”末应形成以4英寸单晶为主2－3吨／年的SI－GaAs和3－5吨／年掺杂GaAs、InP单晶和开盒就用晶片的生产能力，以满足我国不断发展的微电子和光电子工业的需术。到2010年，应当实现4英寸GaAs生产线的国产化，并具有满足6英寸线的供片能力。
5.3发展超晶格、量子阱和一维、零维半导体微结构材料的建议
（1）超晶格、量子阱材料从目前我国国力和我们已有的基础出发，应以三基色（超高亮度红、绿和蓝光）材料和光通信材料为主攻方向，并兼顾新一代微电子器件和电路的需求，加强MBE和MOCVD两个基地的建设，引进必要的适合批量生产的工业型MBE和MOCVD设备并着重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP，GaN基蓝绿光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料体系的实用化研究是当务之急，争取在“十五”末，能满足国内2、3和4英寸GaAs生产线所需要的异质结材料。到2010年，每年能具备至少100万平方英寸MBE和MOCVD微电子和光电子微结构材料的生产能力。达到本世纪初的国际水平。
宽带隙高温半导体材料如SiC，GaN基微电子材料和单晶金刚石薄膜以及ZnO等材料也应择优布点，分别做好研究与开发工作。
（2）集料对于细集料要检查密度、砂含量和含水量等。粗集料要检查磨耗值、吸水性、筛分和磨光值等。每种材料作为道路工程材料应该在使用前检查2个样品，作为底基层和基层时，应每2000m3检查2个样品，作为面层时，每批次检查2个样品。
（3）砂应检查密度、含泥量、容重等。对于已经进入现场的相同厂家、相同料源的砂，要每200m3为1批次进行验收，每1批次至少抽样1次。
（4）钢筋应重点检查抗拉强度、断后伸长率和弯曲变形系数等。对于已经进入施工现场同品种、同规格、同炉号以及同厂家的钢筋要每60t为1批次，并且随机抽取3根，分别截取1组式样，用于拉伸强度试验、冷弯试验等。钢筋焊接时，要检测拉伸强度。根据经验，一般把300个同种类型的焊接钢筋在统一焊接条件下作为1个批次，1个星期内没有达到300个标准时，也按照1批次计算。
（5）沥青应重点检查沥青的针入度、软化点、蜡含量以及老化指标等。在道路铺油之前和施工过程中每500t沥青要进行1次全面检测，每1000t沥青要检查3次蜡含量，每车检查3大指标。以上几类材料，对于数量不足1个批次的，要按照整1批次检查；每批原材料的产地、规格、等级和来源要一致；对于不同厂家、不同规格的道路工程材料要进行随机抽样，并且做好标签和存档；加强材料的存放和标识检查工作，要按照类别分别存放，界限清楚，钢筋、水泥等支垫和铺盖要符合规范要求；检查单位要认真执行材料汇总、记录和信息传递等制度的落实。
2高速公路材料的试验检测工作
2.1试验检测任务
高速公路工程材料的试验检测任务应该包含高标号和重点位置混凝土的配比、基层、沥青混凝土配合比等试验项目的验证和批复；关键项目要按照规范标准进行平行试验，并对全线的试验项目按照抽检频率进行试验；完成高速公路施工中用到的材料、配件或者施工采购前的预先审计和进场后的验收试验工作。对材料和配件订货前的审查，要按照《原材料管理办法》执行；材料和配件进入现场后，要按照规定进行批量的自检，自检合格以后填写《建筑材料进场报验单》，并报送监理工程师进行审核，监理工程师收到报验单后要根据材料和配件的数量依据规定进行频率抽查。同时，为了有效保障工程进度，工程承包人和监理可以同时分别取样并进行试验检测，对于不符合质量标准的，一律不准应用于本工程项目，并限时清理出施工现场。施工过程中，对工程用到的材料和配件，各级实验室都要随机抽样进行复核性试验，以确保质量。
2.2试验检测内容
高速公路工程材料的标准试验是对工程施工进行事前控制的重要手段和重要依据，主要包括标准击实试验和混凝土的配比试验等。抽样试验是施工过程中的事中控制，对各工程中应用的材料品质进行符合性检查，主要包括材料的物理性能、土方密实度、混凝土的强度检测等。试验检测过程中，对砂石、水泥等材料的抽样要具有代表性，如果发现检测数据和实际检查情况异常，应按照无效报告处理，并重新取样试验；沥青、水泥等重点材料要按照规定取样留存，并建立独立的留存仓库，分门别类存放，建立台帐制度。
3桥梁工程材料的试验检测工作
道路工程建设中，桥梁工程一般占有很大比重，桥梁工程所涉及的材料与道路工程的差别主要是水工混凝土。因此，对于水工混凝土的试验检测就必须按照其规范标准要求和试验检测办法进行。检测内容主要包括强度、凝结时间、稳定性和水化热等，必要时还应包括比重、细度、含碱量和氧化硫、镁检测等。煤灰和灰粉一般都是由业主提供，并且都应该提供出厂合格证明，承建单位要按照同品种每200t为1个批次进行取样试验，样品重量在10~15kg左右，平均分成2份1份用于自检，1份用于密封保存半年。煤灰检测内容主要包括细度、烧失量、含水量和需水比例等，必要时还应包括比重、含碱量等检测项目。在使用外加剂时，必须把每1种外加剂的名称、厂家、样品和品质材料报告提供给监理，征求监理同意之后才可以使用。对于那些运到施工现场的外加剂要严格检查检验合格证明和出厂检验单，承建单位要按照减水剂每5t为1个取样单位，引气剂每0.2t为1个取样单位，进行取样、检查。外加剂的检查内容包括：固形物含量、pH值、强度比、泌水率、泡沫性能、溶解性等诸多方面。细骨料应该以400m3或者600t为1个取样单位，检测内容主要包括颗粒级配、细度模数和含水率等。对于细骨料的全指标检测要每月进行1~2次。粗骨料应该以2000t为一个取样单位，检测内容主要包括颗粒级配及针片状颗粒含量等。对于粗骨料的全指标检测要每月进行1~2次。钢筋和钢绞线热轧钢的检测包括外观、抗拉强度、伸长率和冷弯试验检测等，并根据同一厂家、同一批号、同一截面标准为1批，每批重量不大于60t，不足时也应作为整一取样单位。
1半导体材料的战略地位
上世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；上世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并逐步形成了高新技术产业，使人类进入了信息时代。超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。纳米科学技术的发展和应用，将使人类能从原子、分子或纳米尺度水平上控制、操纵和制造功能强大的新型器件与电路，必将深刻地影响着世界的政治、经济格局和军事对抗的形式，彻底改变人们的生活方式。
2几种主要半导体材料的发展现状与趋势
2.1硅材料
从提高硅集成电路成品率，降低成本看，增大直拉硅（CZ－Si）单晶的直径和减小微缺陷的密度仍是今后CZ－Si发展的总趋势。目前直径为8英寸（200mm）的Si单晶已实现大规模工业生产，基于直径为12英寸（300mm）硅片的集成电路（IC‘s）技术正处在由实验室向工业生产转变中。目前300mm，0.18μm工艺的硅ULSI生产线已经投入生产，300mm，0.13μm工艺生产线也将在2003年完成评估。18英寸重达414公斤的硅单晶和18英寸的硅园片已在实验室研制成功，直径27英寸硅单晶研制也正在积极筹划中。
从进一步提高硅IC‘S的速度和集成度看，研制适合于硅深亚微米乃至纳米工艺所需的大直径硅外延片会成为硅材料发展的主流。另外，SOI材料，包括智能剥离（Smartcut）和SIMOX材料等也发展很快。目前，直径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开发中。
理论分析指出30nm左右将是硅MOS集成电路线宽的“极限”尺寸。这不仅是指量子尺寸效应对现有器件特性影响所带来的物理限制和光刻技术的限制问题，更重要的是将受硅、SiO2自身性质的限制。尽管人们正在积极寻找高K介电绝缘材料（如用Si3N4等来替代SiO2），低K介电互连材料，用Cu代替Al引线以及采用系统集成芯片技术等来提高ULSI的集成度、运算速度和功能，但硅将最终难以满足人类不断的对更大信息量需求。为此，人们除寻求基于全新原理的量子计算和DNA生物计算等之外，还把目光放在以GaAs、InP为基的化合物半导体材料，特别是二维超晶格、量子阱，一维量子线与零维量子点材料和可与硅平面工艺兼容GeSi合金材料等，这也是目前半导体材料研发的重点。
2.2GaAs和InP单晶材料
GaAs和InP与硅不同，它们都是直接带隙材料，具有电子饱和漂移速度高，耐高温，抗辐照等特点；在超高速、超高频、低功耗、低噪音器件和电路，特别在光电子器件和光电集成方面占有独特的优势。
目前，世界GaAs单晶的总年产量已超过200吨，其中以低位错密度的垂直梯度凝固法（VGF）和水平（HB）方法生长的2－3英寸的导电GaAs衬底材料为主；近年来，为满足高速移动通信的迫切需求，大直径（4，6和8英寸）的SI－GaAs发展很快。美国莫托罗拉公司正在筹建6英寸的SI－GaAs集成电路生产线。InP具有比GaAs更优越的高频性能，发展的速度更快，但研制直径3英寸以上大直径的InP单晶的关键技术尚未完全突破，价格居高不下。
GaAs和InP单晶的发展趋势是：
（1）。增大晶体直径，目前4英寸的SI－GaAs已用于生产，预计本世纪初的头几年直径为6英寸的SI－GaAs也将投入工业应用。
（2）。提高材料的电学和光学微区均匀性。
（3）。降低单晶的缺陷密度，特别是位错。
（4）。GaAs和InP单晶的VGF生长技术发展很快，很有可能成为主流技术。
2.3半导体超晶格、量子阱材料
半导体超薄层微结构材料是基于先进生长技术（MBE，MOCVD）的新一代人工构造材料。它以全新的概念改变着光电子和微电子器件的设计思想，出现了“电学和光学特性可剪裁”为特征的新范畴，是新一代固态量子器件的基础材料。
（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基晶格匹配和应变补偿材料体系已发展得相当成熟，已成功地用来制造超高速，超高频微电子器件和单片集成电路。高电子迁移率晶体管（HEMT），赝配高电子迁移率晶体管（P－HEMT）器件最好水平已达fmax=600GHz，输出功率58mW，功率增益6.4db；双异质结双极晶体管（HBT）的最高频率fmax也已高达500GHz，HEMT逻辑电路研制也发展很快。基于上述材料体系的光通信用1.3μm和1.5μm的量子阱激光器和探测器，红、黄、橙光发光二极管和红光激光器以及大功率半导体量子阱激光器已商品化；表面光发射器件和光双稳器件等也已达到或接近达到实用化水平。目前，研制高质量的1.5μm分布反馈（DFB）激光器和电吸收（EA）调制器单片集成InP基多量子阱材料和超高速驱动电路所需的低维结构材料是解决光纤通信瓶颈问题的关键，在实验室西门子公司已完成了80×40Gbps传输40km的实验。另外，用于制造准连续兆瓦级大功率激光阵列的高质量量子阱材料也受到人们的重视。
虽然常规量子阱结构端面发射激光器是目前光电子领域占统治地位的有源器件，但由于其有源区极薄（～0.01μm）端面光电灾变损伤，大电流电热烧毁和光束质量差一直是此类激光器的性能改善和功率提高的难题。采用多有源区量子级联耦合是解决此难题的有效途径之一。我国早在1999年，就研制成功980nmInGaAs带间量子级联激光器，输出功率达5W以上；2000年初，法国汤姆逊公司又报道了单个激光器准连续输出功率超过10瓦好结果。最近，我国的科研工作者又提出并开展了多有源区纵向光耦合垂直腔面发射激光器研究，这是一种具有高增益、极低阈值、高功率和高光束质量的新型激光器，在未来光通信、光互联与光电信息处理方面有着良好的应用前景。
为克服PN结半导体激光器的能隙对激光器波长范围的限制，1994年美国贝尔实验室发明了基于量子阱内子带跃迁和阱间共振隧穿的量子级联激光器，突破了半导体能隙对波长的限制。自从1994年InGaAs／InAIAs／InP量子级联激光器（QCLs）发明以来，Bell实验室等的科学家，在过去的7年多的时间里，QCLs在向大功率、高温和单膜工作等研究方面取得了显着的进展。2001年瑞士Neuchatel大学的科学家采用双声子共振和三量子阱有源区结构使波长为9.1μm的QCLs的工作温度高达312K，连续输出功率3mW.量子级联激光器的工作波长已覆盖近红外到远红外波段（3－87μm），并在光通信、超高分辨光谱、超高灵敏气体传感器、高速调制器和无线光学连接等方面显示出重要的应用前景。中科院上海微系统和信息技术研究所于1999年研制成功120K5μm和250K8μm的量子级联激光器；中科院半导体研究所于2000年又研制成功3.7μm室温准连续应变补偿量子级联激光器，使我国成为能研制这类高质量激光器材料为数不多的几个国家之一。
目前，Ⅲ－V族超晶格、量子阱材料作为超薄层微结构材料发展的主流方向，正从直径3英寸向4英寸过渡；生产型的MBE和M0CVD设备已研制成功并投入使用，每台年生产能力可高达3.75×104片4英寸或1.5×104片6英寸。英国卡迪夫的MOCVD中心，法国的PicogigaMBE基地，美国的QED公司，Motorola公司，日本的富士通，NTT，索尼等都有这种外延材料出售。生产型MBE和MOCVD设备的成熟与应用，必然促进衬底材料设备和材料评价技术的发展。
（2）硅基应变异质结构材料。
硅基光、电器件集成一直是人们所追求的目标。但由于硅是间接带隙，如何提高硅基材料发光效率就成为一个亟待解决的问题。虽经多年研究，但进展缓慢。人们目前正致力于探索硅基纳米材料（纳米Si／SiO2），硅基SiGeC体系的Si1－yCy/Si1－xGex低维结构，Ge／Si量子点和量子点超晶格材料，Si／SiC量子点材料，GaN／BP／Si以及GaN／Si材料。最近，在GaN／Si上成功地研制出LED发光器件和有关纳米硅的受激放大现象的报道，使人们看到了一线希望。
另一方面，GeSi／Si应变层超晶格材料，因其在新一代移动通信上的重要应用前景，而成为目前硅基材料研究的主流。Si/GeSiMODFET和MOSFET的最高截止频率已达200GHz，HBT最高振荡频率为160GHz，噪音在10GHz下为0.9db，其性能可与GaAs器件相媲美。
尽管GaAs／Si和InP／Si是实现光电子集成理想的材料体系，但由于晶格失配和热膨胀系数等不同造成的高密度失配位错而导致器件性能退化和失效，防碍着它的使用化。最近，Motolora等公司宣称，他们在12英寸的硅衬底上，用钛酸锶作协变层（柔性层），成功的生长了器件级的GaAs外延薄膜，取得了突破性的进展。
2.4一维量子线、零维量子点半导体微结构材料
基于量子尺寸效应、量子干涉效应，量子隧穿效应和库仑阻效应以及非线性光学效应等的低维半导体材料是一种人工构造（通过能带工程实施）的新型半导体材料，是新一代微电子、光电子器件和电路的基础。它的发展与应用，极有可能触发新的技术革命。
目前低维半导体材料生长与制备主要集中在几个比较成熟的材料体系上，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，并在纳米微电子和光电子研制方面取得了重大进展。俄罗斯约飞技术物理所MBE小组，柏林的俄德联合研制小组和中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组等研制成功的In（Ga）As／GaAs高功率量子点激光器，工作波长lμm左右，单管室温连续输出功率高达3.6～4W.特别应当指出的是我国上述的MBE小组，2001年通过在高功率量子点激光器的有源区材料结构中引入应力缓解层，抑制了缺陷和位错的产生，提高了量子点激光器的工作寿命，室温下连续输出功率为1W时工作寿命超过5000小时，这是大功率激光器的一个关键参数，至今未见国外报道。
在单电子晶体管和单电子存贮器及其电路的研制方面也获得了重大进展，1994年日本NTT就研制成功沟道长度为30nm纳米单电子晶体管，并在150K观察到栅控源－漏电流振荡；1997年美国又报道了可在室温工作的单电子开关器件，1998年Yauo等人采用0.25微米工艺技术实现了128Mb的单电子存贮器原型样机的制造，这是在单电子器件在高密度存贮电路的应用方面迈出的关键一步。目前，基于量子点的自适应网络计算机，单光子源和应用于量子计算的量子比特的构建等方面的研究也正在进行中。
与半导体超晶格和量子点结构的生长制备相比，高度有序的半导体量子线的制备技术难度较大。中科院半导体所半导体材料科学重点实验室的MBE小组，在继利用MBE技术和SK生长模式，成功地制备了高空间有序的InAs／InAI（Ga）As／InP的量子线和量子线超晶格结构的基础上，对InAs／InAlAs量子线超晶格的空间自对准（垂直或斜对准）的物理起因和生长控制进行了研究，取得了较大进展。
王中林教授领导的乔治亚理工大学的材料科学与工程系和化学与生物化学系的研究小组，基于无催化剂、控制生长条件的氧化物粉末的热蒸发技术，成功地合成了诸如ZnO、SnO2、In2O3和Ga2O3等一系列半导体氧化物纳米带，它们与具有圆柱对称截面的中空纳米管或纳米线不同，这些原生的纳米带呈现出高纯、结构均匀和单晶体，几乎无缺陷和位错；纳米线呈矩形截面，典型的宽度为20－300nm，宽厚比为5－10，长度可达数毫米。这种半导体氧化物纳米带是一个理想的材料体系，可以用来研究载流子维度受限的输运现象和基于它的功能器件制造。香港城市大学李述汤教授和瑞典隆德大学固体物理系纳米中心的LarsSamuelson教授领导的小组，分别在SiO2／Si和InAs／InP半导体量子线超晶格结构的生长制各方面也取得了重要进展。
低维半导体结构制备的方法很多，主要有：微结构材料生长和精细加工工艺相结合的方法，应变自组装量子线、量子点材料生长技术，图形化衬底和不同取向晶面选择生长技术，单原子操纵和加工技术，纳米结构的辐照制备技术，及其在沸石的笼子中、纳米碳管和溶液中等通过物理或化学方法制备量子点和量子线的技术等。目前发展的主要趋势是寻找原子级无损伤加工方法和纳米结构的应变自组装可控生长技术，以求获得大小、形状均匀、密度可控的无缺陷纳米结构。
2.5宽带隙半导体材料
宽带隙半导体材主要指的是金刚石，III族氮化物，碳化硅，立方氮化硼以及氧化物（ZnO等）及固溶体等，特别是SiC、GaN和金刚石薄膜等材料，因具有高热导率、高电子饱和漂移速度和大临界击穿电压等特点，成为研制高频大功率、耐高温、抗辐照半导体微电子器件和电路的理想材料；在通信、汽车、航空、航天、石油开采以及国防等方面有着广泛的应用前景。另外，III族氮化物也是很好的光电子材料，在蓝、绿光发光二极管（LED）和紫、蓝、绿光激光器（LD）以及紫外探测器等应用方面也显示了广泛的应用前景。随着1993年GaN材料的P型掺杂突破，GaN基材料成为蓝绿光发光材料的研究热点。目前，GaN基蓝绿光发光二极管己商品化，GaN基LD也有商品出售，最大输出功率为0.5W.在微电子器件研制方面，GaN基FET的最高工作频率（fmax）已达140GHz，fT=67GHz，跨导为260ms／mm；HEMT器件也相继问世，发展很快。此外，256×256GaN基紫外光电焦平面阵列探测器也已研制成功。特别值得提出的是，日本Sumitomo电子工业有限公司2000年宣称，他们采用热力学方法已研制成功2英寸GaN单晶材料，这将有力的推动蓝光激光器和GaN基电子器件的发展。另外，近年来具有反常带隙弯曲的窄禁带InAsN，InGaAsN，GaNP和GaNAsP材料的研制也受到了重视，这是因为它们在长波长光通信用高T0光源和太阳能电池等方面显示了重要应用前景。
以Cree公司为代表的体SiC单晶的研制已取得突破性进展，2英寸的4H和6HSiC单晶与外延片，以及3英寸的4HSiC单晶己有商品出售；以SiC为GaN基材料衬低的蓝绿光LED业已上市，并参于与以蓝宝石为衬低的GaN基发光器件的竟争。其他SiC相关高温器件的研制也取得了长足的进步。目前存在的主要问题是材料中的缺陷密度高，且价格昂贵。
II－VI族兰绿光材料研制在徘徊了近30年后，于1990年美国3M公司成功地解决了II－VI族的P型掺杂难点而得到迅速发展。1991年3M公司利用MBE技术率先宣布了电注入（Zn，Cd）Se／ZnSe兰光激光器在77K（495nm）脉冲输出功率100mW的消息，开始了II－VI族兰绿光半导体激光（材料）器件研制的。经过多年的努力，目前ZnSe基II－VI族兰绿光激光器的寿命虽已超过1000小时，但离使用差距尚大，加之GaN基材料的迅速发展和应用，使II－VI族兰绿光材料研制步伐有所变缓。提高有源区材料的完整性，特别是要降低由非化学配比导致的点缺陷密度和进一步降低失配位错和解决欧姆接触等问题，仍是该材料体系走向实用化前必须要解决的问题。
宽带隙半导体异质结构材料往往也是典型的大失配异质结构材料，所谓大失配异质结构材料是指晶格常数、热膨胀系数或晶体的对称性等物理参数有较大差异的材料体系，如GaN／蓝宝石（Sapphire），SiC／Si和GaN／Si等。大晶格失配引发界面处大量位错和缺陷的产生，极大地影响着微结构材料的光电性能及其器件应用。如何避免和消除这一负面影响，是目前材料制备中的一个迫切要解决的关键科学问题。这个问题的解泱，必将大大地拓宽材料的可选择余地，开辟新的应用领域。
目前，除SiC单晶衬低材料，GaN基蓝光LED材料和器件已有商品出售外，大多数高温半导体材料仍处在实验室研制阶段，不少影响这类材料发展的关键问题，如GaN衬底，ZnO单晶簿膜制备，P型掺杂和欧姆电极接触，单晶金刚石薄膜生长与N型掺杂，II－VI族材料的退化机理等仍是制约这些材料实用化的关键问题，国内外虽已做了大量的研究，至今尚未取得重大突破。
3光子晶体
光子晶体是一种人工微结构材料，介电常数周期的被调制在与工作波长相比拟的尺度，来自结构单元的散射波的多重干涉形成一个光子带隙，与半导体材料的电子能隙相似，并可用类似于固态晶体中的能带论来描述三维周期介电结构中光波的传播，相应光子晶体光带隙（禁带）能量的光波模式在其中的传播是被禁止的。如果光子晶体的周期性被破坏，那么在禁带中也会引入所谓的“施主”和“受主”模，光子态密度随光子晶体维度降低而量子化。如三维受限的“受主”掺杂的光子晶体有希望制成非常高Q值的单模微腔，从而为研制高质量微腔激光器开辟新的途径。光子晶体的制备方法主要有：聚焦离子束（FIB）结合脉冲激光蒸发方法，即先用脉冲激光蒸发制备如Ag/MnO多层膜，再用FIB注入隔离形成一维或二维平面阵列光子晶体；基于功能粒子（磁性纳米颗粒Fe2O3，发光纳米颗粒CdS和介电纳米颗粒TiO2）和共轭高分子的自组装方法，可形成适用于可光范围的三维纳米颗粒光子晶体；二维多空硅也可制作成一个理想的3－5μm和1.5μm光子带隙材料等。目前，二维光子晶体制造已取得很大进展，但三维光子晶体的研究，仍是一个具有挑战性的课题。最近，Campbell等人提出了全息光栅光刻的方法来制造三维光子晶体，取得了进展。
4量子比特构建与材料
随着微电子技术的发展，计算机芯片集成度不断增高，器件尺寸越来越小（nm尺度）并最终将受到器件工作原理和工艺技术限制，而无法满足人类对更大信息量的需求。为此，发展基于全新原理和结构的功能强大的计算机是21世纪人类面临的巨大挑战之一。1994年Shor基于量子态叠加性提出的量子并行算法并证明可轻而易举地破译目前广泛使用的公开密钥Rivest，Shamir和Adlman（RSA）体系，引起了人们的广泛重视。
所谓量子计算机是应用量子力学原理进行计的装置，理论上讲它比传统计算机有更快的运算速度，更大信息传递量和更高信息安全保障，有可能超越目前计算机理想极限。实现量子比特构造和量子计算机的设想方案很多，其中最引人注目的是Kane最近提出的一个实现大规模量子计算的方案。其核心是利用硅纳米电子器件中磷施主核自旋进行信息编码，通过外加电场控制核自旋间相互作用实现其逻辑运算，自旋测量是由自旋极化电子电流来完成，计算机要工作在mK的低温下。
这种量子计算机的最终实现依赖于与硅平面工艺兼容的硅纳米电子技术的发展。除此之外，为了避免杂质对磷核自旋的干扰，必需使用高纯（无杂质）和不存在核自旋不等于零的硅同位素（29Si）的硅单晶；减小SiO2绝缘层的无序涨落以及如何在硅里掺入规则的磷原子阵列等是实现量子计算的关键。量子态在传输，处理和存储过程中可能因环境的耦合（干扰），而从量子叠加态演化成经典的混合态，即所谓失去相干，特别是在大规模计算中能否始终保持量子态间的相干是量子计算机走向实用化前所必需克服的难题。
5发展我国半导体材料的几点建议
鉴于我国目前的工业基础，国力和半导体材料的发展水平，提出以下发展建议供参考。
5.1硅单晶和外延材料硅材料作为微电子技术的主导地位
至少到本世纪中叶都不会改变，至今国内各大集成电路制造厂家所需的硅片基本上是依赖进口。目前国内虽已可拉制8英寸的硅单晶和小批量生产6英寸的硅外延片，然而都未形成稳定的批量生产能力，更谈不上规模生产。建议国家集中人力和财力，首先开展8英寸硅单晶实用化和6英寸硅外延片研究开发，在“十五”的后期，争取做到8英寸集成电路生产线用硅单晶材料的国产化，并有6～8英寸硅片的批量供片能力。到2010年左右，我国应有8～12英寸硅单晶、片材和8英寸硅外延片的规模生产能力；更大直径的硅单晶、片材和外延片也应及时布点研制。另外，硅多晶材料生产基地及其相配套的高纯石英、气体和化学试剂等也必需同时给以重视，只有这样，才能逐步改观我国微电子技术的落后局面，进入世界发达国家之林。
5.2GaAs及其有关化合物半导体单晶材料发展建议
GaAs、InP等单晶材料同国外的差距主要表现在拉晶和晶片加工设备落后，没有形成生产能力。相信在国家各部委的统一组织、领导下，并争取企业介入，建立我国自己的研究、开发和生产联合体，取各家之长，分工协作，到2010年赶上世界先进水平是可能的。要达到上述目的，到“十五”末应形成以4英寸单晶为主2－3吨／年的SI－GaAs和3－5吨／年掺杂GaAs、InP单晶和开盒就用晶片的生产能力，以满足我国不断发展的微电子和光电子工业的需术。到2010年，应当实现4英寸GaAs生产线的国产化，并具有满足6英寸线的供片能力。
5.3发展超晶格、量子阱和一维、零维半导体微结构材料的建议
（1）超晶格、量子阱材料从目前我国国力和我们已有的基础出发，应以三基色（超高亮度红、绿和蓝光）材料和光通信材料为主攻方向，并兼顾新一代微电子器件和电路的需求，加强MBE和MOCVD两个基地的建设，引进必要的适合批量生产的工业型MBE和MOCVD设备并着重致力于GaAlAs／GaAs，InGaAlP／InGaP，GaN基蓝绿光材料，InGaAs／InP和InGaAsP／InP等材料体系的实用化研究是当务之急，争取在“十五”末，能满足国内2、3和4英寸GaAs生产线所需要的异质结材料。到2010年，每年能具备至少100万平方英寸MBE和MOCVD微电子和光电子微结构材料的生产能力。达到本世纪初的国际水平。
宽带隙高温半导体材料如SiC，GaN基微电子材料和单晶金刚石薄膜以及ZnO等材料也应择优布点，分别做好研究与开发工作。
近年来，现代化木材加工工业发展迅猛，木质复合材料的加工因此得到了高速发展。随着人们环保意识的增强，人造板工业，如纤维板、刨花板、胶合板、层积材和竹木业等木质复合材料的出现得到了越来越多的发展空间。这些传统的木工刀具材料已不能满足工艺要求。目前我国是亚洲生产中密度纤维板（MDF）最大的国家。2001年强化木地板实际产量已增至6000万m2，如此大量增长的需求对切削加工工具提出了新的要求。在切削人造板等木质复合材料时使用的刀具材料主要是硬质合金，硬质合金的耐磨性、耐热性和硬度很高。但由于木材本身具有很高的各向异性结构，使得与刀具的摩擦系数很大，而且木质复合材料本身既含有造成刀具机械擦伤的硬质点，又因某些人造板表面还有难以加工的硬质涂层，有引发刀具发生化学腐蚀的酸性介质，这些都会加剧刀具磨损和腐蚀，不仅大大缩短了使用寿命，而且严重降低了产品的质量，进而影响了产品的加工成本和生产效率。现有的硬质合金刀具在耐磨和耐腐蚀性方面已经不能满足要求，为了达到良好的经济效益和社会效益，市场迫切需要高性能的、高质量的木工加工刀具。
一、木工刀具新材料
通常用于木工刀具的切削材料主要为碳素工具钢、合金工具钢、斯太立合金、高速钢等，这些材料常用于低切削速度、低进料速度和加工精度要求不高的场合，如刨刀、锯片、铣刀等，一般用于实木加工。随着纤维板、刨花板、胶合板和层积材等木质复合材料的出现，这些传统的切削材料已不能满足工艺要求。原用于金属加工的硬质合金材料，现广泛地应用于木材加工用刀具，并逐渐替代了高速钢等材料，提了生产效率和加工质量。常用木工刀具的物理机械性能如下表1示：
从上表可知，聚晶金刚石和立方氮化硼具有极高的硬度和耐磨性，特别是聚晶金刚石，其显微硬度可达10000HV，是刀具材料中最硬的材料。同时它的摩擦系数小，热膨胀系数低，与非铁金属无亲和力，切屑易流出，导热率高，切削时不易产生积屑瘤，可以避免热量对刀刃和工件的影响，因此刀刃不易钝化，切削变形小，可以获得较高质量的表面。能有效地加工非铁金属材料和非金属材料，如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、各种纤维和颗粒加强的复合材料（尤其是实木和胶合板等复合材料）。超硬刀具材料包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具，其中以人造金刚石复合片（PCD）刀具及立方氮化硼复合片（PCBN）刀具占主导地位。超硬刀具近40%用于木工刀具。PCD木工刀具主要可分为PCD锯片和PCD成形铣刀两大类，PCD锯片是将PCD刀齿焊接在锯片基体上再经刃磨后形成，其结构与硬质合金锯片类似，不同之处是PCD锯片的前角较硬质合金锯片小，一般为50～100，楔角为650～750，锯片规格一般为Φ100～450mm，锯齿数可多达72齿。PCD成形铣刀的主要品种有用于加工实木地板、复合地板、强化木地板、竹木地板的修边刀、榫槽刀及PCD家具成形刀等。PCD成形铣刀的切削速度可达3000m/min，走刀量可达每分钟数米，刀具耐用度是硬质合金刀具的几十倍甚至几百倍，由于具有高效率、高耐用度等特点，尤其适合于大批量加工。
二、木工刀具的新技术
随着木工行业的技术进步和快速发展，木材加工企业的很多设备都需要根据工艺要求，进行特殊设计和制造。这些专用设备具有特别的用途、很高的切削速度和很大的生产能力，因此，对刀具的设计、刀体材料、切削材料、重量和精度都有很高的要求。目前双端铣刀具的线速度已达110m/s、进给速度高达180m/min，最高可达300m/min;最快的木工四面刨床的进给速度为600m/min;CNC加工中心的主同高速已达5万r/min，进料速度达到200m/min。高速切削能有效地提高生产效率，提高设备的运转效率，同时可以减小刀具的切削力，提高工件的加工表面质量，延长刀具的寿命。超微颗粒、特殊牌号的硬质合金和金刚石的广泛应用，为高速切削刀具提供更广阔的发展空间。
制造精度随着机械加工业的发展，制造木工刀具的机械精度越来越高。先进的检测仪器和检测手段，提高了木工刀具的制造精度，刀具的公差已达微米级精度。木工刀具精度等级的提高，不仅提高了工件的加工质量，也为高速高效切削提供可靠的保证。安装精度除刀具的制造精度外，刀具在机床上的精确安装也非常重要，它不仅影响刀具本身，也影响着机床的使用和寿命。改善刀具的夹持方式是提高刀具安装精度的有效方法。通常刀具都是带有中心孔的盘类刀具，与主轴的配合一般为基孔制，小间隙配合，在低速运转时，不会产生显著影响。但对于四面刨和双端铣类机床，在使用盘类刀具时，应采用液压夹紧轴套，完全消除了液压轴套和刀轴之间以及轴套和刀具之间的配合间隙，保证了刀具回转中心和刀轴旋转轴线一致，提高了刀具回转精度、定中心精度和动平衡精度。对于CNC设备，则采用锥度定位夹紧，如ISO、SK系列锥度夹头、HSK中空锥（下转第221页）（上接第216页）度夹头等，这种夹持方式提高了刀具的定位精度。轻金属刀体，可以降低刀具的重量，提升动平衡等级。金刚石刀具的制造精度已达微米级精度，采用先进的夹紧技术，不仅提高了刀具的装夹和定位精度，而且提高了刀具的运转精度，保证了产品的加工质量，同时也延长了刀具的使用寿命。
三、木工刀具的新工艺
二、“Web主导下材料工程类
学生自主案例教学法”的实施方案在实施前，对实施的过程和步骤进行了认真分析，对实施方案的总体框架和实施具体步骤进行了设计，实施方案如下：第一阶段：规划。制定教学目标，确定实验班级。教材调整，确定讲授重点。以教师为主，包括课堂讲授的安排，讲授重点的确定，以及为学生编写模拟操作指导大纲等。第二阶段：执行。发动学生，明确任务。网络操作，案例设计。在线指导，提高案例质量。以学生为主，教师指导。使学生意识到自己的“工程师”角色，在虚拟仿真环境中动手操作，完成生产任务。教师可通过前端软件实时观察学生的操作行为，回答他们提出的问题并分析模拟结果。学生和老师之间、学生和学生之间在信息窗口通过文本进行交流。不同地点的学生可以组合起来，在同一个模拟模型中分别进行操作。第三阶段：分析和讨论。根据模拟操作记录，全班交流研讨，教师点评。师生结合，互动交流。教师从学生的操作结果中选取典型案例，让学生制作讲演课件，给全班同学分析自己的成功与失败经验，教师在交流中给予适时的点评，并进行成绩评定。第四阶段：总结。遴选优秀操作记录，编写示范案例。对学生的优秀设计案例进行整理归纳，为教师进行课62教学新思维堂多媒体教学时使用，也可作为学生课外预习、复习、自学的电子版的立体化教材。
三、个案举例
钢铁大学网站提供了钢铁应用、钢铁设计及冶炼等仿真模块，包括了现代钢铁生产的主要工序，可以为材料工程，尤其是金属材料工程专业大多数专业课程教学所采用。如在金属学材料学课程教学中，布置了一个生产任务：现收到一客户订单，要为一座海洋平台生产一种易焊接的高强度厚钢板，钢种的成份和工艺路线由生产方来确定。订单要求生产9000t的高强度厚板，钢板对机械性能的要求为：屈服强度，LYS＞375Mpa；抗拉强度，530Mpa＜UTS＜620Mpa；54J夏比冲击转变温度，ITT＜-40℃；屈强比LYS/UTS＜0.82。使用网站中关于海洋平台用中厚板钢的设计模块进行仿真。【学生自主案例】钢种成分的设计在工艺路线为50mm钢板中度控轧、25mm钢板轻度控轧、90mm钢板中度控轧的情况下，经过调试发现Cr、Mo、Ni、V可以不参与设计考虑范围，C、Si、Mn在一定的含量内变化，主要调节Cu、Al、N、Nb元素的含量改变钢材的力学性能，得到了满足客户性能要求的3种不同钢种。从而使基体强度提高，以及固溶体与运动位错间的相互作用，阻碍了位错的运动，从而使钢种强度提高；2号钢种N、Nb、Al含量较高，主要强化机理是：N与Te形成间隙固溶体，起到固溶强化；在钢中加入的Nb，Nb元素能形成碳的化合物、氮的化合物或碳氮化合物，在轧制或轧后冷却中沉淀析出，起到第二相沉淀作用；同时，N与Al、Nb形成氮化合物或碳氮化合物，能钉扎晶界，阻碍晶粒长大，起到细晶强化。3号钢种的设计是在2号基础上调试Al元素的含量，3号钢种Al含量较低。
内蒙古科技大学坐落在“草原钢城”包头，1956年建校，1960年更名为包头钢铁学院，隶属原冶金工业部，1998年划归管理，2003 年更名为内蒙古科技大学。它定位于一所教学研究型普通高等学校，以冶金工程、材料工程、矿业工程等优势学科为依托，形成以工科为主，建设在冶金、材料、矿业、机电、建筑、能源等领域具有优势的学科专业体系，培养“上手快、留得住、后劲足”，具有实践能力、创新意识和创业精神的高级应用型专门人才[1]。
我校材料成型与控制工程系始创于建校伊始的1956年，由轧钢这个具有相当长历史的老专业发展和演变而来，专业改造后在名义上这一老专业方向不存在了，但新专业传承了轧钢这一老专业的特点与内涵。本专业是我校传统的优势学科，1996年获得材料加工工程硕士学位授予权，2004年获得材料工程领域工程硕士授予权，目前是材料科学与工程博士学位支撑点建设学科。1998年教育部进行高等院校本科专业目录调整时，设立了材料成形与控制工程这样一个新的本科专业，从该专业在我校的演变历史可以看出其专业范围重点还是传统的轧钢专业，以侧重于为钢铁工业培养专业技术人才为主要目的，毕业生的去向也主要集中在钢铁企业[2]。
一、当前毕业设计(论文)中存在的主要问题
（一）设计(论文)的命题
命题是毕业设计(论文)的起航点，立题不当，可能会使整个毕业设计的创新性和目的性黯然失色[3]。实际毕业设计(论文)中选题不当常有发生，其原因各异。
有些命题过于陈旧，这尤其体现在毕业设计的命题上。按照我校本专业的传统，毕业设计主要是针对钢铁企业轧钢厂的生产车间进行设计。随着我国的钢铁工业近10年来迅猛发展，发生了天翻地覆的变化，新的装备和控制手段被大量的应用到现代化的钢铁生产线上，产品结构发生的更本的变化，很多传统的观点和思维被打破[4]。在这种背景下，部分命题仍然按照10年以前的标准来制定，就显得有些更不上时代，不仅如此，还会造成学生可能存在抄袭现象，影响了对学生的锻炼效果。
青年教师不能很好的把握毕业设计(论文)题目难度，这一点在笔者身上显得尤为突出。笔者在博士毕业后，第一次指导学生做毕业设计(论文)，在给部分学生制定毕业论文题目时，没有考虑到学生本身的知识结构的局限，题目超出了学生所能承受的范围，在完成毕业论文的过程中遇到了很多问题，影响了毕业论文的顺利进行。
（二）学生投入不足
1、就业对学生毕业设计(论文)投入的影响。就业对学生毕业设计投入的影响是本专业近期才出现的问题，是一个新问题。鉴于我校本专业毕业生拥有较强的专业性，在2008年以前我国钢铁工业迅速发展期间，本专业大四学生一般在秋季学期就找到了相应的工作。然而近3年来，随着钢铁工业整体的不景气，我校本专业学生的就业形势也受到不少影响，很多学生在大四的春季学期即进行毕业设计的学期还没有能够确定工作，尤其是女生。由于存在就业的压力，迫使学生将更多的精力放在联系工作之上，真正投入到毕业设计中的精力和时间有限，毕业设计时心不在焉，出现懈怠情绪。笔者所带的学生中就存在这种现象，在整个期间，主要的精力放在联系工作上，对整个毕业设计进程影响严重。
2、考研对毕业设计投入的影响。近些年来，随着就业压力的增加，为了缓解这种压力不少学生选择考研，一般初试成绩约在3月份出来，那些过了初试需要准备复试的学生，在此期间难以全心去做毕业设计，这种状态一般会持续到5月中旬，在研究生入取基本结束后，这部分学生才可能完全集中精力去准备毕业设计。
此外还有一部分学生是那种本身学习成绩较差，在最后一学期不仅有就业压力而且更重要的是还要疲于应付各种挂科的清考。这一类的学生本身基础比较差，在理论学习阶段就养成了对学习不认真、得过且过的习惯，在就业和清考双重压力之下，只能有很少的精力投入到毕业设计中。这类学生在笔者所带的学生中也存在，也是另笔者最头疼的学生。
3、学生投入不足，也有部分原因是学生对毕业设计(论文)的重要性认识不够。部分同学对研究题目认识不足，准备不充分，设计过程往往流于形式，其表现往往是应付了事。这是一种普遍的心态，具有普遍性。
二、相关问题的改进
（一）完善命题
命题是指导教师的最重大的任务，为了保证质量，在命题是笔者认为需要在以下几个方面把关：首先从专业培养目标出发，设计的内容应与本行业最新的发展趋势密切相关，这需要指导教师密切关注当下国内外钢铁工业的发展趋势；其次设计(论文)题目难度应适中，尤其是青年教师需要尽量避免这种现象的出现，针对青年教师容易出现这样的问题，个人认为系主任要对青年教师制定的题目进行审核，对研究和设计的内容进行把关，以确保学生能够运用所学知识和现有条件在规定的时间内完成毕业设计；最后，还需保证题目的多样性，不仅要保证学生1人1题，更重要的是要避免题目重复出现。
（二）因材施教
学生经过大学四年的学习，个体存在很大的差异，且新时期的学生每个人所追求的目标亦不相同，自身想法很多，因此在面对毕业设计时，学生心中所想也不尽相同，当然最终的基本目的还是一致的即能够完成毕业设计，顺利毕业。
鉴于不同学生各自拥有不同客观条件和自身追求，因此作为指导教师在面对学生是不能采用一刀切的方式进行指导，而是需要客观的面对学生所固有的个体差异，因材施教，以确保每个学生都能完成毕业设计，顺利毕业。
为此作为指导教师，首先应该主动了解学生的基本情况。在初见学生的时候，明确学生的就业情况，是否签约，签约的意向以及将来拟从事工作的类型；了解学基础课的学习成绩，是否存在补考和最后的清考；学生的考研状况，报考的学校和专业。
其次在明确学生的相关背景之后，充分考虑到学生的个体化差异，为不同学生量身定做其毕业设计或论文的内容。具体的指导思想是重点培养对本学科有兴趣的学生且精力足够，将来要从事钢铁工业生产或者研究领域的学生，按照评优的标准去要求这些学生，激发这类学生的潜力，这类学生以做毕业论文为主，提前培养他们运用所学知识解决问题的能力，让他们能够学以致用；对于需要找工作，且将来乐于从事钢铁工业的学生要重点帮扶，这类学生以做毕业设计为主，我校本专业的毕业设计以轧钢车间设计为主，整体套路成熟，但是缺乏创新性。让这类学生做毕业设计可以让学生了解轧钢生产基本流程，设备状况，了解车间设计的目的和意义，对将来熟悉工作环境打下一个良好的基础。对于能力有限（主要是那些基础课程成绩很差，还需要参加补考和清考的学生），则需要重点照顾，适当降低对他们的要求，让需要补考的学生有足够的时间去准备补考，同时指导教师要花更多的时间去跟踪指导他们的设计，以避免学生过于放松设计；对于那些完全无意于从事本专业的学生，则不能再专业方面对他们施加过大的压力，因为学生已经对本专业的学习没有兴趣也就没有做好毕业设计的动力，对于这样子的学生，个人认为应该尽量的帮助他们完成最基本的毕业设计内容，确保顺利毕业。
（三）严格纪律
当然，对待不同的背景的学生采用不同的指导思想，并不是说放松对学生的要求。严格纪律仍然是不可或缺的，是毕业设计能够顺利完成是一个重要保障。
指导教师在充分考虑学生个体差异情况下制定研究和设计内容后，在毕业设计的开始就要明确毕业设计的纪律，以严格的出勤、过程监控、结果检查、毕业答辩规章制度以及考核办法，使学生认识和重视毕业设计，端正毕业设计态度，认真完成毕业设计。
此外，认真做好毕业设计的教育、动员和宣传工作，使学生充分重视毕业设计在教学中的重要地位，亦是不可缺少的过程。
三、总结
综上所述，本科毕业设计工作是高等学校人才培养的重要环节，在面对新的环境下出现的系列问题，指导教师一方面需要加强在命题科学性，前瞻性以及合理性方面的探索，另一方面要充分考虑学生自身的背景以及兴趣爱好，在指导学生时因材施教，充分发挥每个学生的积极性，并辅之以严格的纪律，使学生顺利完成毕业设计，提高能力，为将来的工作和进一步深造打下坚实的基础。
参考文献：
[1]李保卫.内蒙古科技大学本科教学水平评估自评报告[j].包头:内蒙古科技大学,2008.
要做到
“五个注重”：
一要注重循序渐进。
小学阶段的教育，
在人的一生中起着重要的启蒙作用。
小学生的思想既存在单纯、可塑性强的特点，又存在注意力难以集中、
心理承受能力较差的弱点。所以，对小学生进行思想政治教育要注重内外部因素相结合，
把情感态度和价值观的要求渗透于日常教学之中，
逐步提高学生的品德修养，
培养他们的良好个性和健全人格。
二要注重班风建设。班级是小学生的主要活动场所，营造一个健康向上的班集体，有利于培养学生积极进取的思想意识。
要注重因人施教，营造温馨班级，
充分发挥学生各自长处，
为班集体建设作出应有的贡献。要引导学生自觉投身于思想政治的学习当中，促动孩子们在积累个人学识的同时，积极投身集体活动和社会实践，培树自觉主动为大家、为班集体、为社会服务意识。
三要注重言传身教。“师者，传道授业解惑也。”教师在教学过程中坚持传播正能量，
做学生的榜样，
这是师者的天职，更是教师的毕生追求。教师要增强责任意识，
以良好的师德影响学生，要把管理与育人、教书与育人有机结合，沟通师生之间的感情，使学生在愉快的情绪体验中接受教育，以收到“亲其师、信其道”的效果。
四要注重正面教育。
教育好下一代任重而道远，
需要体现于日常润物细无声的教学工作之中。
教师要坚持以正面教育为主，
使小学生坚定爱党爱国的信念，
树立强烈的民族自豪感和自信心，
从小培养孩子们开放、创新、竞争意识。
工作中要“偏爱”后进生、严爱优等生、博爱中等生，
引导学生一起成长进步。
五要注重实践活动。
学生优良品德的培养，离不开广泛的实践活动。通过适时组织学生开展各种课堂内外系列实践教育活动，
为学生提供充足的“互动机缘”，让学生汲取更多的“优良养分”。
诸如开展文明服务、敬老爱幼、助人为乐等活动，可以最大限度地提升学生的兴趣爱好，
激发学生的求知欲望，淬炼学生的品格情操，从而促其不断自我成长，培养出新一代
“四有”新人。
总之，
二、专业导论课的教学模式设计与实施
基于专业导论课的教学内容安排和大一学生的学情，在专业导论课的教学设计中采用了多种形式，包括：课堂讲述、主题调研报告、学研小组、专业论坛、专家讲座、开放专业实验等。首先，在大一新生的专业导论课上，学生会非常期待一场系统的、宽博的、具体的专业相关内容介绍，他们急切地想要了解自己所在的专业、要学什么、要做什么及将来的发展前景。因此，系统地讲述专业相关内容是专业导论极其重要的第一堂课。在讲述中引用实例，加入调查性的提问引起讨论，以活跃课堂气氛并激发学生思考某些问题。另外，专家讲座是一个有益的补充。有专长、有成就的本学科领域内的专家一定程度上代表着专业的被认可度，会带来一种榜样的力量。更多的专业相关知识和问题，在讲述了基本的基础知识的基础上，则引导学生自己通过多种途径去调研，培养学生阅读、写作及沟通的能力。就这一环节，始终围绕一个“导”字，设计了专业论坛、专业主题调研、小组报告、学研小组等形式，引导学生开展自主性的专业相关主题调研、引导学生进行小组合作并培养团队精神、引导学生面对问题时学会多种途径去解疑释惑，促使学生“自己动手，丰衣足食”，培养学生自主学习、思考问题和解决问题的能力以及团队合作的能力。实践表明，这些在大一时就积极参与实验的学生在后来参加大学生科技创新训练项目和创新实践比赛中都表现出了优势。按照课程教学要求，专业导论课中必须开设大学成长规划和职业生涯规划的内容。在这一部分中，鼓励学生设计并展示自己的大学成长规划和职业生涯规划并展开讨论，引导学生审视自己的人生理想、职业理想，“不积跬步，无以至千里”，进行大学成长规划和职业生涯规划并实施之，逐步成长。这一点，从学生的反馈来看，还需要在之后的每一学期进行督导。
《高等教育法》指出高等教育任务之一是“培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”，“本科教育应当使学生具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力”，而本科毕业论文正是考查学生这种初步能力的重要指标。《论文写作》是为中文类高年级本科生开设的专业限选课，一般在大学三年级开设，此时的学生在过去两年的专业学习中打下了一定的专业课基础，也有了理论的储备，初步具备从事论文写作的条件。该课程使用的教材是北京大学出版社出版，温儒编的《中文学科论文写作训练》。该教材是为中文学科本科学术论文写作训练而编写的，编者强调应在教学过程中实现两个结合，即将写作训练与专题课结合，将写作训练与本科毕业论文结合，这也决定了本教材的导向，即较少涉及理论而多提供学术性写作的范文，多往研究方法、规范和一般科研写作的路上引导。本教材在导言之后分为八个专题，即汉语言文学专业所涉及的八个学科领域，包括：古代文学、现当代文学、文艺学、古代汉语、现代汉语、语言学、比较文学与外国文学，为中文类本科生的学年论文及毕业论文写作起到了良好的示范和引导作用。
一、教学框架：总论与专题的合理设置
该教材编者原来设想该课程不是由一位教师单独讲授，而是分给各个教研室，由中文各学科老师共同完成，但在我院实际教学中均由一位教师单独讲授。针对这种情况，笔者在教学过程中设计了总论与专题结合的教学框架，加强了总论部分的内容，包括以下方面：本课程简介、毕业论文的基本要求、如何选题、如何拟定写作计划、材料搜集与观点设定、论文构思与常见问题、修改与定稿、学术规范。详尽的总论之后才开始分专题例文选读。
为了激发学生的兴趣，将学生的注意力引到该课程的学习与探索中来，在第一堂课时就必须介绍该课程的内容、要求与意义，使学生明白该课程将给予他们什么样的帮助，尽快确立自己的学习目标。首先告知学生本课程的教学目的与要求，本课程的主要目的是为学生毕业论文写作打好基础，不仅考查学生的基础写作能力，同时也训练学生的学术实践能力。希望通过教学使学生了解什么是学术论文(优秀的论文一般具备以下几个条件：文献的要求，对话性，递进感和规范性)；学会选题：如判断其是否有学术意义。圈定合适的研究范围；保持客观、公正的研究立场，不人为拔高自己的研究对象。对学生综合能力的要求则包括学科知识的掌握、思想上的发现、逻辑思维和理论分析能力、文字表达等等，其中最基本的要求是文字表达，错别字、病句、空话连篇、矫揉造作、哗众取宠的文风都是不提倡的。对学生提出一些具体的建议与要求：如开列核心期刊目录，使学生有途径阅读质量较高的学术文章；要求学生有意识地寻找规范的文本阅读，阅读并伴随思考：这篇文章写得好不好?好在哪里，对我有何启发?在研究方法、观点梳理、语言表达、资料搜集方面有何可学之处?要求学生从本课程开始具备选题意识，多阅读一些作家作品以及相关的经典研究成果，并随时记录阅读心得，以便寻找到合适的论题；要求学生学会查找相关纸质和电子图书资源，如纸质图书的第一手材料、超星数字图书馆、CNKI中国知网、维普中文科技期刊全文数据库、万方数据资源系统等；晟后让学生思考论文写作的意义。相当多同学仅仅将论文写作作为毕业的手段，事实上通过论文写作，学生将学会一种学习的方法，获得一种思维的能力，死记硬背的知识未必伴随终身，而智慧和能力则让人终身受益。
总论部分的重点包括毕业论文的基本要求、如何选题、如何拟定写作计划、材料搜集与观点设定、论文构思与常见问题、修改与定稿、学术规范等。在这部分内容的教学中，笔者模拟学生写作毕业论文的实际运作流程，就各个环节应当注意的问题加以强调，尤其侧重于思路的启发和规范的引导，使学生学会论文操作的具体模式。
而在分专题例文选读部分，由于本教材每个专题前均有该学科专家所写的导论，每篇范文前均有专家简明扼要的点评，笔者在教学中十分注意将导论、点评与具体例文结合。使学生对范文有了多向度的观照视角，对不同学科的特点、研究方法、文章得失及文风有了深切的体会。从而在自己写作毕业论文时能找到有针对性的参照物，做到事半功倍。
二、教学环节：规范、实例与细读
学生以往的阅读体验多偏于感性，对学术论文的体制多有隔膜，故而笔者认为，在论文写作教学中首要确立的是规范。对学生毕业论文的具体要求主要强调四个方面：首先是创造性，毕业论文本就是对学生创造性、思考力和文字表达能力的一次综合训练，尽量要求学生在选题、立论、材料运用方面有自己的独创；其次是要有一定的学术价值，这分为几种情况：或者是填补空白，或是在前人基础上有所推进，或是指出前人论述的谬误并加以新的阐发；第三则要求理论性，要求运用抽象思维进行提炼总结，避免仅仅是堆垛材料，或是停留在感性赏析的层面；最后是学术规范问题，从道德层面来说，明确要求不可抄袭。从文本层面来看，要求语言规范典雅，条理清晰，论证严谨，行文符合文体规范。笔者在教学中发现，学生基于死记硬背型的学习方法，对论文写作中的一些基础概念存在教条化的理解，实际操作时则错误百出。针对这种情况，笔者重点强化学生经常出现问题的摘要、关键词、注释等部分的教学，要求学会实际操作而非仅仅熟知概念。在教导学生拟定写作计划的过程中，让学生思考以下几个方面：1、选题价值与意义；2、前人相关的研究状况；3、论文准备解决的基本问题；4、研究的主要角度与理论方法；5、材料搜集的主要方面；6、难点与可能的突破点。这事实上也是规范的开题报告所必须解决的内容。在材料搜集与观点设定方面要求学生查找以下资料：1、前人已有的研究成果；2、与所选论题有关的各种材料，特别是可以支持论点的原始材料：3、有助于建立研究范式和方法的理论资料。此时教师可通过列出书目训练学生筛选第一手资料及质量较高文本的能力。在检索文献资料的方法方面要求学生掌握追溯法、常用法和循环法。此外还需重点强调阅读笔记的制作。要求学生注明书名、版本、摘抄页码，学会重点摘抄与自己论点相关的文字内容，如有个人见解可以加注。以上均为规范的确立。
笔者发现，部分学生对论文写作课态度不够积极，先人为主地认为该课程过于理性，枯燥无味，纯粹为完成学业的目来上课。为扭转这种局面，笔者在教学中始终强调学生的自主性并侧重实例教学，尽量使偏于理性 的论文写作课生动起来。如在选题过程教学中。不提倡学生找教师要题目(这样就剥夺了学生自主思考、摸索的机会，而且由于学养问题，教师能熟练操作的选题未必适合学生)，而是要求学生自主思考，查找资料，找到选题后才和教师进行讨论，以便进一步筛选和深化。笔者在教学过程中曾让学生模拟选题并列出开题报告，这调动了学生自主选题的积极性，绝大多数学生认真思考自己的毕业选题，并就可行性及持续发展性和笔者进行热烈的讨论。学生选题往往存在过大或过小的现象。过大者，大而无当，动辄是跨文化研究，过小者，过于停留细节，作为赏析文章合格，作毕业论文则不合适，还有些选题构想很好，但需要相当多的学术储备，作为普通本科生可能还不具备这种能力，这时就要量力而行，忍痛割爱，这些情况都需要教师要加以引导。笔者讲授该课程已有几轮，平时注意搜集往届学生的选题构思、开题报告及论文全文以备教学之用。为让学生更感性理解选题进程，笔者多采用往届学生的选题案例进行教学。就以往学生的选题偏差、纠正、深入，逐步引导学生理解如何集中并深化选题，找到合适的论述范围与角度。在选题类型方面注重通过前人研究实例及往届学生实例使学生理解什么是有学术意义同时又是自己有能力解决的选题。在学生经常出现问题的开题报告格式及表述、摘要、正文行文等方面，笔者大多采用往届学生存在问题的实例，通过课堂互动环节，让本届学生指出问题并修改。这极大地引发了他们的兴趣，调动了他们的积极性，并在这种课堂实践练习中学会正确的表述方式。事实证明这些实例更接近学生水平，有亲切感而无隔膜，起到良好的教学效果。
1 教学内容的选材
在教学内容的选材方面，我们综合考虑了以下几个因素：
首先，学生必须能够有所学，开设一门课程才是有意义的。光电材料是功能材料的一种，为了便于学生循序渐进地吸收理解光电材料的专业知识点，教学内容分成三个方面：光功能材料、电功能材料、光电材料及器件。首先，讲解光功能材料和电功能材料方面的知识点，在具有这些知识的基础上，再讲解光电材料及器件方面的知识，学生们就比较容易理解。
其次，我们结合现在的就业情况及研究热点。我们设置的教学内容，既考虑了学生们以后的就业，也考虑到想进一步深造读研究生的学生们的研究工作。光功能材料方面的教学内容包含了激光材料、发光材料、红外材料及光纤材料。电功能材料方面的教学内容包含了导电材料、半导体材料、介电材料、铁电材料及超导材料，其实半导体材料也是一种导电材料，之所以把半导体材料单独作为一个章节，是因为半导体材料是太阳能电池和LED照明灯的核心材料，这也是为后面的光电材料及器件的讲解做铺垫。光电材料及器件方面的教学内容包含了光电子发射材料、光电导材料、透明导电薄膜材料、光伏材料与太阳能电池及光电显示材料。
2 教学方法的探索
光电材料的内容更新很快，现在的学生不仅应该掌握传统基础的材料知识，更应该掌握最新的知识点，更应该了解光电材料的最新研究进展，而使用多媒体教学能够及时地更新课件的内容，使得教学内容能够跟上最新的研究成果[2]，也能让学生及时了解学习最新的材料知识。
多媒体教学还有助于激发学生学习的兴趣[3]，因为它在视觉上能够让学生很直观的学习知识，比如：太阳能电池的工作原理，我们可以在Powerpoint（PPT）上给出太阳能电池工作原理图，然后再对照图给学生详细讲解其原理，学生将更深刻的理解其原理。再比如，在讲解光纤的传输原理时，可以通过多媒体技术使用动画，让学生很直观地了解光纤的原理。
但是多媒体教学应该和传统的板书结合起来，因为有些知识仅仅通过多媒体展示，学生可能比较难理解，还需要老师再次将其中的重点和难点板书出来详细讲解，同时也可以加深同学的印象。
同时，我们在整个的教学过程中，采用的是启发式及提问式的教学方法。通过对学生进行提问，启发学生自主思考，加深学生对知识点的理解。
3 课程考核方式的选择
课程考核的成绩包含两个方面，一个是平时成绩的考核，一个是期末成绩的考核。
平时成绩的考核，我们通过上课提问、课后习题、出勤率等方面进行考核。上课提问可以考查学生对上节课内容的掌握程度，还可以考查学生是否认真听讲、是否认真思考问题。课后习题包括两个方面，一个是对课上内容的考查，帮助学生巩固课上知识，另一个是对课外知识的拓展，督促学生课后查阅文献，培养学生的学习能力。
期末成绩的考核，我们采用撰写科技论文的形式进行考核。《光电材料导论》开设在大四上学期，总共24个课时。因为光电材料的内容更新比较快，而教学课时比较有限，通过撰写科技论文的形式，既可以督促学生去更全面的了解光电材料最新的研究进展，又可以锻炼学生查阅文献的能力，培养学生总结文献的能力，有利于大四学生在下学期更快进入本科毕业论文的工作。
4 需要改进的地方
作为本专业开设的新课，在教学的探索与实践过程中，肯定存在一些不足，有很多地方需要我们去反省和改进。我们自己对此进行了总结，具体包括以下三个方面：
（1）在多媒体教学过程中，我们不仅只是使用了PPT这个软件，还应该引入视频，比如，在讲解使用直拉法制备单晶硅时，就可以引入一段视频，让学生更直观地了解使用直拉法是如何制备单晶硅的。
（2）在教学的过程中，我们还应该出示实物，让学生能够直接接触，加深印象。可以出示实物包括光纤、发光二极管LED，单晶硅片和多晶硅片（这时，还可以教学生从宏观上如何分辨单晶硅片和非晶硅片）、ITO玻璃、闪锌矿及纤锌矿结构模型等，不但增强生学习光电材料的兴趣，而且让他们对光电材料实体有直接的感性认识[4]。
1、教学内容传统课本基本上以微观语言学为主，按结构语言学思路编排内容，从语音学、音系学、形式学、句法、语义学，一直到语用学和语篇分析。教学内容的改革是大多数学者的主张，如白郁（2007）认为应以语言哲学意义、语言与大脑及认知关系、语言学发展简史、宏观把握语言学真正意义等四方面为重。还有学者认为增加课外阅读材料以改进教学内容，如王扬（2004）和吴格奇（2005）主张选用有助于学生理解基本理论、概念的材料、辅之以拓宽视野的补充材料。还有以宏观还是微观语言学内容作为教学重点的争论：“微观”派认为语言内部分支是语言学的基础内容，课时分配比重要大；“宏观”派认为基础部分简单，学生可自学，重点应是宏观介绍；“中间”派是既注重基础又考虑涉猎面。但笔者认为，各高校层次不一，地理位置不同，统一规定教学内容不足取。近5年教学实践告知以微观语言学为主，即语言学内部分支的理论、研究、及应用。如在处理词形学时，适当介绍词的研究现状，对象我校这种以师范专业为主的二本院校的英专学生而言，无论是提高职业技能还是英语水平都相当重要。我校地处西部少数民族地区，适当添加西部少数民族语言的相关研究，如方言特点、语言迁移现象、少数民族文化研究。也应在绪论部分增加语言学史和语言哲学等内容，让学生了解语言学理论和研究的发展趋势及语言与哲学的密切关系。此外适当介绍结构、认知和功能语言学这三大学派的相关内容也有必要。总之，就像百货商场的陈列员，教师将所有商品分门别类、有条有理地展示，学生自然会依据具体情况取舍。教师侍机提供论文命题，使学生的探索与发现随着课堂内容的进行而深化。著名学者赵鑫珊（2004）在其新作《我是北大留级生》就曾列出了20个作为语言哲学研究对象的话题，且认为是“震撼灵魂”，不可能不为之心动的命题。
2、教学方法该课程多采用以教师为中心的填鸭式教学。有关研究一致认为必须改进该教学模式。运用多种教学方法激发学习兴趣，最大限度地让学生参与教学全过程，变被动为主动，从而建构语言及语言学知识。如潘之欣（2002）用大量生动典型例子，结合归纳法和演绎法讲解理论要点和难点；王扬（2004）主张采用传授型和讨论型相结合的方法；鞠玉梅（2007）主张研究型教学模式，“设境”以激发学生兴趣和强烈求知欲。总之，避免教学方法的单一，努力激发学习动力。启发式和发现式方法讲解基础知识和理论要难点；研究型或探究型方法，布置任务（个人任务和小组任务）；大课堂讲解研究方法和研究手段与步骤；小课堂任务分配型方法，使教学达到“鱼”、“渔”兼授效果。如语言学绪论之后，成立 “Study & Research Group”，提供6个topics：1）Language Changes；2） Social Dialects；3）Communication Competence；4）First Language Acquisition；5）Error Analysis；6） Pragmatic Failure.2周时间准备15分钟ppt陈述，5分钟小组同学共同回答相关问题，并建立QQ群，随时联系。教师仅为任务的布置者、监督者、帮助者和评定者，并鼓励学生撰写论文，或推荐给学术期刊，或为毕业论文的一部分。如一组学生在讲“语用失误”时，列举了电影、小说、校园、网络等许多有趣的例子，如分析不够透彻，教师可适时适当加以补充、提示和参加讨论，既融洽了气氛和师生关系，又学到了知识掌握了方法。让学生随时记录和关注身边的语言现象和语言事情，并联系到语言学理论，如，“山寨”、“客”、“剩女”、“宅男”等新词新语收集，以讨论词的构词理据。虽在探索中有难度，可介绍期刊网、万方数据库等资源；也可大胆与相关领域的教授或专家电邮寻找答案。为形成质量较高的论文打下了基础。这些都说明：语言学课程的终极目的不是讲授具体的理论知识，而是让学生能意识到语言现象的存在，能对之产生兴趣，并发表自己一定的见解，使自己作为一名普通人，也能融入到语言研究的大环境中去。
参考文献：
[1]白郁.英语本科语言学教学的重新定位[J].国际关系学院学报.2007.
[2]潘之欣.关于高校英语专业“语言学导论”类课程设置的调查 [J].外语界.2002.
[3]鞠玉梅.以多媒体网络技术为基础的语言学导论课程研究性教学模式的构建[J].外语电化教学.2007.
[4]王宗炎.语言学.它的历史.现状和研究领域 [J].外语教学与研究.1988.
