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[成果] 1700520388 北京
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:该项目的主要完成人重点围绕宽禁带半导体、二维半导体的能带结构和器件输运性能,系统地研究了几类重要半导体的掺杂机制和性能预测,这些工作对于半导体掺杂技术的发展具有重要的科学价值。该项目主要原创性的成果包括:提出利用钼碳共掺的方法可以大幅提高TiO2光催化效率,已经被相关实验所证实;系统研究了“d0-铁磁性”材料的物理机制,为制备非磁性掺杂自旋器件提供了一种全新的思路;系统研究了纳米器件中施主和受主杂质的掺杂特征,提出了解决纳米材料中掺杂瓶颈问题的方法;报道了一系列在新型二维半导体材料中出现的新奇物理现象和掺杂机理。项目成果被欧美等知名学者(包括诺贝尔奖获得者、美国/欧洲科学院院士等)作为领域重要进展写入专著或综述论文,提出多项理论预测被国际一流实验所证实,首次提出多项概念和方法被国际知名学者所采用。8篇代表性论文SCI他引1490次,其中5篇入选ESI高被引论文榜,获授权国家发明专利6项,部分工作被《自然》(亚洲材料)选为“亮点论文”,两篇论文入选“2009年中国最有影响的百篇国际学术论文”。这些工作对半导体掺杂理论的发展,对于新一代纳米器件和第三代半导体器件的结构设计以及性能预测起到重要的指导作用。
[成果] 1800290200 北京
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:半导体器件中的量子尺寸效应和散热等问题已成为制约微电子工业发展的瓶颈。氧化物异质结构界面诱导的一系列新奇物理现象为探索多场调控的多功能、低功耗、高密度集成的氧化物器件带来了新机遇。推动氧化物异质结从基础原理到器件应用的系统研究,对中国信息产业的源头创新和持续发展具有重要意义。 团队目标是:发展具有原子级明锐界面的氧化物异质结的可控生长与制备方法,理解表面、界面的精细原子构型、电子特性及外场下的动力学行为和机制,在亚埃尺度下实现对关联体系界面量子态在电、磁、光、温度等外场作用下响应的静态、动态观测及其准确测量与调控;设计、优化新型氧化物异质结紫外光电器件和磁电多位存储器件的结构,研制新一代可多场调控的功能氧化物器件。 项目主要阶段性成果: (1)国际上首次通过激光场的引入,使得铁电薄膜不同极化区域表面电势差获得的极大的增强和恢复,使探测到的不同极化区域表面电势差瞬间得以恢复,从而可以再次通过清晰的表面电势信号分辨出了不同的极化区域,成功地实现了光协助下的对铁电极化信号的非破坏性读取。 (2)开发了原子尺度变温与原位电场样品台以及低温原位磁场样品台,并首次实现了外电场对氧空位等缺陷调控的原子尺度原位观察:进一步研究温度变化对电荷序相变、铁电相变、磁相变等结构相变的影响;实现原位电场作用下畴结构、相变以及显微结构演化等研究,从微观角度探讨结构与物性之间的关联,为基于氧化物异质结新奇物性的器件设计奠定基础。结合洛伦兹以及电子全息技术实现原位观测样品对磁场的响应,并得到磁畴、磁分布和磁转变等动态演变信息。利用电子全息技术直接观察磁畴、磁分布、磁转变、电畴及平均内电势等信息,辅助利用洛伦兹电子显微术实现宏观样品的观测。 (3)氧化物/金光子晶体(和超材料)异质结具有较强的表面等离激元共振效应,能够调控光子的传输状态。而基于表面等离激元模式耦合而产生的慢光效应,能够极大增强光子与非线性介质的相互作用,在微纳光电器件领域具有重要的应用。由于金属组分内在的较大的损耗,使得慢光效应很弱,群折射率通常只能达到100左右。而且表面等离激元模式的激发与入射光偏振相关,就使得慢光效应受入射光偏振的影响,限制氧化物/金光子晶体异质结慢光效应在光电器件中应用。 (4)通过应力调制PbTiO3的铁电极化场,分析验证了四态涡旋畴的结构特征,发现180°畴壁附近存在巨大的应力梯度(-107/m),且附近Pb2+离子偏移量在不均匀应力作用下明显发散,局部区域存在c/a接近1的铁电相,验证了之前的理论预测。 (5)利用谐振软X射线线性二向色性方法测量nm和nc电子的轨道极化。 (6)一般商业化铁电存储器采用了电荷积分读出技术,通过读出电荷的多少识别电畴所存储的逻辑“1”和“0”的信息。随着存储密度的提高,每个铁电单元面积越来越小(与读出电荷数等正比),导致了信号识别的困难。为了克服以上困难,课题组提出了通过可擦写导电畴壁的电流读出模式识别所存储的正负电畴逻辑信息,取代原先的电荷积分读出技术。该技术解决了高密度铁电存储器发展过程中所遇到的信息读出的难题。 实施效果: 该项目实施4年以来,各课题组合计已发表SCI论文157篇,包括《科学》(Science)、《自然·材料》(NatureMaterials)、《自然·通讯》(Nature Communations)、《物理评论快报》(Physical Review Letters)等重要学术期刊论文35篇;已培养国家自然科学基金“创新研究群体”项目首席1人、“万人计划”青年拔尖人才入选者1人、国家自然科学基金“优秀青年”基金获得者1人、中国科学院“百人计划”获得者1人、国家“长江学者”获得者1人、博士研究生39人、硕士研究生21人,举办过渡金属氧化物异质结研究领域国际会议及研讨会共4次。
[成果] 1800280036 重庆
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:溶液法制备的太阳能电池和发光二极管在信息显示、照明以及新能源等领域展现了广泛应用前景,是国家科技部重点专项和重庆市“2+10”战略性新兴产业的重要研发内容。该项目针对这类器件发光/吸光功能层在电/光场作用下的高效能量转换,及界面载流子快速转移和输运的关键科学与技术问题,在国家863计划军口项目、国家“青年千人”计划、国家基金委等项目支持下,开展了半导体物性精细调控、器件结构设计及各功能层电荷输运等方面的研究,建立了有机/无机半导体功能材料的溶液合成方法,揭示了影响薄膜晶化过程以及界面能量输运的关键机制,阐明了材料结构-物性-器件性能之间的内在规律,在半导体材料合成、薄膜晶化控制以及高性能器件的应用方面取得了一系列拥有中国自主知识产权的原创性研究成果,并产生了显著的经济效益。主要科学发现点如下: (1)研发了基于过渡金属催化的富勒烯功能化方法,阐明了通过分子自组装提高电荷迁移率的机制,率先提出了利用向列相液晶结晶调控薄膜形貌的思路,为研究高效有机太阳能电池提供了新途径。 (2)创新了基于前驱液pH值调节、元素组分调控、短链配体改性等一系列无机纳米晶的表面功能改性方法,实现了晶体尺寸、形貌及光电性能的精细调控,为研发高效发光二极管提供了新思路。该成果获2017年重庆产学研一等奖。 (3)提出了高效、稳定的杂化光敏层及多叠层电荷传输层的器件新结构,揭示了光电器件有源层与其外延功能层协同增强机理,实现了发光二极管在照明领域的应用,产生了显著的经济效益。该成果获2016年国际IEEE光子学会青年科学家奖。 8篇代表性论文及主要论文发表在Nat.Commun.(IF=12.12)、J.Am.Chem.Soc.(IF=13.85)、Angew. Chem. Int. Ed. (IF=11.99)、Opt. Lett. (IF=3.48)等高水平期刊上,受到了诺贝尔奖获得者A. Heeger教授、中科院院士西北工业大学黄维教授等知名专家的高度评价。获授权发明专利10项,8篇代表性论文近三年来SCI他引779次,均为ESI高被引论文(5篇为前1%,其中0.1%热点论文2篇;3篇为前3%),篇均他引97次;20篇论文专著中(其中1篇英文专著章节),19篇论文SCI他引1002次。项目完成人入选国家“青年千人”计划1人、重庆市“青年拔尖”人才1人、重庆市“百人计划”1人。
[成果] 1800280040 重庆
TN1 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:中国历来是稀土资源的生产与消耗大国,但稀土产业整体上却处于世界稀土产业链的中低端,特别是高端光学材料和器件的性能与西方发达国家相比仍存在较大的差距,其关键原因是稀土化学与物理的理论发展滞后,对稀土局域结构和发光性能间的关系认识不深,从而高端稀土发光材料的定向设计就变得难以实施。针对这一困境与挑战,在国家科技部和国家自然科学基金等项目的支持下,完成人团队构建了基于局域结构调控稀土发光材料性能的理论方法,并在对化学与物理模型体系测试的基础之上揭示了稀土局域结构与发光性能间的定量关系,从而淘汰了传统的“烧菜”式制备方法,最终实现了白光LED用和光学测温两类新型稀土发光材料的定向实验研制。主要取得的科学发现点如下: (1)首次建立了可用于研究稀土发光材料性能的第一性原理计算与晶体场理论杂化的计算理论体系,并提出了对稀土发光材料电子结构和电声子耦合效应进行混合设计的思想,为定量关联稀土局域结构和发光性能奠定了理论基础。 (2)通过对模型体系的测试,首次确认了领域内长期以来采用多面体化学结构单元取代策略合成新型稀土发光材料方案的正确性,提升了稀土发光材料学家对这一化学理念的认识与理解,所发现的局域结构与发光性能间的定量关系可成为先进光功能材料研发的科学基础。 (3)依托以上理论研究成果,开展了定向实验设计与合成:揭示了稀土荧光粉局域结构和发光性能关系的温度依赖,阐明了调控稀土荧光粉发光性能热稳定性的机制,彻底改变了稀土荧光粉发光性能温度依赖研究无系统性计算理论介入的局面;新开发了可发近标准白光的稀土透明玻璃陶瓷的制备路线,为价态多变型元素掺杂的光学材料性能的调控开辟了新思路;设计出了具有高温敏度和宽测温范围的新型光学测温稀土玻璃陶瓷,在光纤温度传感器研究领域有潜在的应用价值。 该项目累计发表SCI论文106篇,SCI他引1291次,所提交的20篇主要论文SCI他引53 5次,其中8篇代表性论文发表在材料化学与物理领域顶级期刊JA mC h e m Soc(IF=14.357)等上,SCI他引289次,1区top5篇,2区top2篇,ESI前1%高被引论文篇。成果多次被Chem Rev(IF=52.613)等国际顶级期刊引用,并得到国家千人、杰青和领域国际知名专家如Pieter Dorenbos教授(H指数65)等的肯定和引用,同时完成人也多次受邀在PRiME等国际学术会议上做大会邀请报告讲述该成果。
[成果] 1800280051 重庆
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:能源危机迫切需要高效、节能的发光与照明新产品。ZnO因其原材料丰富、无毒、热稳定、抗辐射等优点,有望替代GaN实现室温及更高温度下的蓝、紫外发光,在短波长光电器件领域具有广阔的应用前景。针对ZnO发光器件面临的关键基础科学问题,研究团队在10多个基金项目(含6个国家自然科学基金)的持续资助下,经过十余年的潜心研究,开展了旨在调控ZnO的掺杂效果、获得稳定的p型ZnO及提升其光电磁性能等科学问题的系统研究,在掺杂方法、导电机制、光电磁特性、p型稳定性的微观机理等方面,发现了新现象,提出了新方法、新机理、新思路,推动了相关学科的发展,一些研究结果获国内外同行高度认可。 主要科学发现点如下: 1.提出了“离子注入+退火处理”调控氮基二元(N-X)共掺ZnO薄膜导电性能的新方法,实现了N-X共掺p型ZnO薄膜的可控制备,获得了空穴浓度高达~E18 cm-3、p型导电可稳定2年以上的高性能p型样品。理论上揭示了氧位氮分子缺陷[(N2)O]是导致ZnO:N-X薄膜发生p/n转变的主要原因,国际上首次提出了调控间隙N以提高p型稳定性的新思路,为研发高稳定p型ZnO提供了理论基础。 2.揭示了IIIA族元素(Al、In、Ga)掺杂ZnO薄膜“光电性能-微观结构-制备条件”之间的关联,优化制备出性能优异的透明导电的ZnO薄膜,为替代资源稀有的ITO透明电极提供了备选材料;设计和制备了ZnO与Bi2Te3纳米复合结构的高性能光阳极,提出了通过光电、热电效应协同提升ZnO基染料太阳能电池(DSSC)效率的新方法,为设计高效率DSSC提供了新思路。 3.实现了N-Mn共掺ZnO薄膜室温顺磁性到室温铁磁性的转变,发现了其室温饱和磁化强度可由受主No含量进行调控的规律,建立了室温稀磁特性与No浓度之间的关联,理论上揭示了N-Mn共掺ZnO体系的磁性起源及微观磁耦合机制。 4.研究了n型ZnO薄膜的热电效应,首次发现ZnO:Al和ZnO:Ga薄膜存在反常磁热电特性,揭示了ZnO薄膜中热、磁、电协同作用下的输运机理,为利用磁场提高材料热电性能提供了理论依据。 项目共发表SCI论文50篇,SCI引用670次(他引596次),Google学术引用864次;20篇主要论文SCI引用442次(他引390次),Google学术引用568次,其中,入选“2015年度ESI热点1‰论文”1篇,受到国内外同行高度关注。
[成果] 1800280131 重庆
TN2 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:融合红外与可见光的多光谱机器视觉技术是机器人、自动驾驶等智能应用的关键技术,然而其核心的高端红外探测器、芯片与模组技术长期被欧美国家垄断,甚至中国在国防及高端制造领域的应用还受到严苛的监控,极大影响了国家战略安全和市场竞争力。2012年以来,在国家863重大专项等科技项目持续支持下,项目联合研发团队在多光谱视觉芯片、模组、系统与应用技术方面取得了突破性创新成果,包括: (1)研发了高效能类脑视觉芯片技术。发明了可重构FPAA数模混合SoC计算架构,研发了智能计算前移的新型感知芯片,实现了单芯片2000 GOPS的视觉感知计算能力。研制了新型细胞神经网络感知芯片,提高系统级感知计算能效3.5倍,实现了多光谱感知实时目标识别,成果发表于一区SCI刊物IEEE神经网络与学习系统学报,并在DAC2018国际系统设计大赛中获得速度第一、总成绩第二名,技术达到国际先进水平; (2)研制了高速短波红外模组技术。研发了240Hz 640x512 InGaAs焦平面探测器,打破了对中国军用红外探测技术的封锁。像元数、输出帧频等指标达到国内领先水平,解决了小型化、轻量化的技术难题; (3)研发了全天候多光谱融合感知技术。研发了深度神经网络多光谱融合技术,发明了新型图像降噪与运动目标检测方法。提出了跨域目标识别与场景理解方法,提升了复杂场景跨角度、多姿态目标识别效果,成果入选ESI高被引论文,技术创新受到国际广泛认可; (4)面向应用研发了多光谱视觉机器人系统。研发了无人值守的电力线巡检机器人系列产品,通过国家电网鉴定,累计销售38套。研发了多光谱自动驾驶感知系统,解决了低光照、雨雾等环境下机器视觉感知困难的问题,应用于长安多款自动驾驶车型,实现了单次2000公里的无人驾驶,技术达到国内领先水平。 项目获权发明专利6件,软件著作权2项,发表论文42篇,ESI高被引1篇,研发了视觉处理SoC芯片2款、视觉感知模组1款,获得DAC国际设计奖1次。技术整体水平达到国内领先、部分指标达到国际先进水平。该成果满足了中国电力、交通、武器装备等行业智能化的重大需求。打破了国外的技术垄断,形成了集成多光谱视觉的机器人、无人机、自动驾驶感知系统等智能化产品,近三年经济效益达6627万。按照《重庆市新能源汽车与智产业集群发展规划》,到2020年有望达到30亿的效益规模,引领重庆智能产业发展与传统产业智能化改造。
[成果] 1800290008 上海
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:光谱学研究光与物质相互作用。光谱技术作为现代光电子信息研究的核心方法,是分析凝聚态物质电子能级结构和光电响应特性的主要手段。其中,光致发光(Photoluminescence, PL)和光调制反射(Photoreflectance,PR)光谱方法以非接触、高灵敏和无损等特性为探索固体材料电子能带结构、杂质/缺陷特性及其微观机理提供保障,推动LED、探测器和激光器等光电器件的不断发展。但在波长4微米以长的红外波段,传统的PL和PR光谱技术面临环境背景辐射干扰强和探测灵敏度低的挑战,长期难以突破。 提出了步进扫描FTIR红外调制PL光谱技术途径。针对传统双调制PL光谱技术机理局限,将类波长扫描便于施加外调制与时间扫描多通道全通量优势相结合,实现步进扫描FTIR调制PL光谱新方法,形成覆盖波段宽、谱分辨率和信噪比高、抗干扰能力强、测试耗时短的技术优势。 发展了步进扫描FTIR红外调制PR光谱技术方法。针对传统PR光谱波段受限及易受干扰的现状,提出基于步进扫描FTIR探测光内调制和泵浦光外调制、锁相放大外解调和FT内解调的“双”调制/解调新途径,解决内、外调制相位干扰困难,实现宽波段高灵敏低干扰PR光谱方法。 研制了宽波段变条件红外调制PL光谱实验系统。基于红外调制PL光谱技术原理,消解妨碍变条件PL光谱测量限制,成功研制可变温度/激发和磁场强度的实用化宽波段(0.6~20微米)红外调制PL光谱实验系统,具有谱分辨率和信噪比高、抗干扰能力强、测试耗时短的技术特点,有效分析半导体禁带宽度及杂质缺陷能级信息。 研制了宽波段红外调制PR光谱实验系统。基于步进扫描FTIR红外调制PR光谱技术原理,优化内、外“双”调制/解调和相敏检测参数,结合低/变温、变激发能量/功率实验条件,构建高灵敏宽波段PR光谱测试系统,突破传统PR光谱的4毫米以短波段限制,形成中、远红外波段测试的实际应用能力。
[成果] 1800180302 上海
TN2 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:1、该项目属于信息技术领域。 2、主要内容和关键创新点: 强背景噪声下的弱目标精准检测与分析技术是中国海洋强国、军民融合、一带一路等国家战略的重要支撑技术,也是“中国制造”迫切需要的战略必争技术。在国家973计划、国家863计划、国家自然科学基金、上海市科委和上海市教委等项目支持下,上海大学联合常州大学、上海珂力恩特化学材料有限公司、上海泽铭环境科技有限公司,在高性能光源、敏感元件和放大器三大核心器件技术方面取得了突破。具体创新成果如下: 1)发明了全色域可调激光光源设计与制备技术。突破了全色域覆盖的精密可调激光光源技术,设计制备了全色域可调式有机激光器,实现了对红外光、可见光、紫外光弱目标对象的精准激励,色域覆盖范围、光谱分辨率达到国际同类器件水平。所研制的可调式有机激光器,作为水质在线分析仪比色模块的核心器件被应用于上海大学研制的海洋生态浮标装备中,实现了对高浊度海水总氮总磷含量等指标的在线监测,为海洋生态保护提供了核心探测装置。 2)发明了具有微纳结构的柔性有机薄膜晶体管敏感元件制备技术。提出了分子可控定向生长方法和柔性电极制备方法,实现了弱目标信号的高速高灵敏光电导转换过程的精准控制,灵敏度、环境稳定性、响应速度达到国际同类器件水平。所研发的相关技术已应用在海洋水质监测、火电站装备服役状态监测等领域;2018年1月,搭载在“精海”系列无人艇上,参与东海“桑吉”轮碰撞燃爆事故后续处置工作,为评估沉船情况、查找溢油点、估计溢油源位置及配合沉船打捞等工作提供了重要资料。 3)提出了面向阵列传感器的弱目标识别、干扰抑制与调理技术。设计制造了弱信号放大器,实现了多目标强干扰背景下弱目标的精准识别和调理。所开发的器件在特征识别准确率、识别速度、稳定性方面达到国际同类器件的水平。所发明的方法和技术,多次应用于长江口水域的水下考古调查作业,提高了声呐系统在浑浊水域中的探测能力,为沉船的年代和价值判断提供了重要手段;于2016年搭载于核岛检测机器人上,在海阳1号机组设备安装阶段检查及冷试后役前检查中进行了焊缝检查作业,解决了AP1000三代核电站蒸汽发生器焊缝的精准检测难题;成功应用到海军某型装备的改型升级中。 3、实施情况: 该项目在包括Nature Photonics, Advanced Functional Materials, Chemical Science等期刊上发表论文118篇,其中代表性论文20篇(Web of Science被引165次),获得各类学会及省部级奖项4项,受邀参与制定“工业过程控制系统用变送器”国家标准;授权发明专利16项(美国专利两项),新增产值2.7亿元,创汇623.6万美元。所研制的各类器件与探测装置打破了国外技术封锁,成功应用于海洋生态环境监控、海洋灾害处置、能源装备服役保障等领域,为保障国防安全、能源安全做出了贡献。
[成果] 1800230044 河北
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:1、所属科学技术领域:该项目属于半导体射频器件和电路领域。 2、立项背景:频谱资源短缺成为制约新一代信息技术发展的主要瓶颈,太赫兹作为全新频谱资源,其频谱资源丰富、带宽大、速率高、保密性好,是大数据信息网络、6G无线通信的必然选择,成为世界强国争先抢夺的技术制高点。但是,太赫兹应用技术的发展最大瓶颈受限于大功率二极管芯片,国外对中国实行封锁。在国家863计划和十三所自主课题等项目的支持下,项目组经过技术攻关,突破了从材料生长、器件工艺、部件、到集成应用的关键技术,形成了全自主知识产权,将GaN器件截止频率提升至902GHz和输出功率提升至24mW,调制器调制速率达到1GHz,达到国际先进水平,打破了国外技术封锁。 3、主要技术内容及发明点: (1)针对太赫兹芯片半导体材料二维电子气迁移率低的国际性难题,发明了基于应力控制技术的超高二维电子气浓度InAlN/GaN材料体系制备方法,,解决了现有InAlN材料相分离的缺点,将二维电子气迁移率提高至2175cm2/V•s,可提高了器件的工作频率,填补了国内空白,材料二维电子气浓度和迁移率指标达到国际先进水平。 (2)针对氮化镓二极管工作频率低的国际性难题,发明了基于极化掺杂和调制掺杂GaN材料的肖特基二极管技术,国内首次实现了截止频率高达0.902THz的大功率GaN肖特基二极管系列芯片,实现了中国GaN太赫兹二极管芯片零的突破,率先开创了中国第三代半导体的太赫兹技术“芯局面”。 (3)针对难以高效调控太赫兹波的国际难题,发明了氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)与人工微结构阵列嵌套的高速太赫兹调制器件,解决了传统方法依靠独立体材料调控太赫兹波效率低、速度慢的问题,将国际上太赫兹波调控速率提高了2个数量级,一举扭转了中国太赫兹核心元器件受制于人的被动局面。 4、技术经济指标:GaN基InAlN/GaN材料电子迁移率将国际最高指标1700 cm2/V•s提高至2175 cm2/V•s;GaN太赫兹肖特基二极管截止频率将国际最高指标200GHz提至902GHz;GaN太赫兹调制器将国际最高指标0.1GHz,提高到1GHz;GaN基太赫兹材料、芯片和模块各项指标达到国际领先水平。 5、授权专利情况授权:国家发明专利14项,美国发明专利2项。 6、应用及效益情况:该项目研究成果已成功应用于中科院微电子所、中国电子科技集团第五十四研究所、东南大学等单位在全国产化毫米波、太赫兹系统研制。项目组研制的太赫兹芯片和模块应邀参加国家“十二五”科技创新成就展,受到了国家领导人的“检阅”。同时,太赫兹二极管及调制器集成应用于中国首套高速太赫兹无线通信系统。美国阿拉莫斯国家实验室太赫兹领域首席科学家评价为“这项成就开创了发展高性能太赫兹无线通信系统和成像系统的大道”。
[成果] 1800240062 江苏
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:该项目在科技部973计划前期预研项目、国家自然科学优秀青年基金、国家自然科学青年基金等6项国家和省部级课题的资助下,面向可见光通信,围绕硅衬底氮化镓基同质集成可见光通信芯片这一主题,从器件设计、微纳加工到系统集成,开展了深入而系统的研究,主要贡献如下: 1、面向可见光通信,揭示薄膜量子阱二极管器件的高出光效率、高响应速度的机理,研发悬空薄膜量子阱二极管器件,实现可见光通信小型化发射端,基于硅衬底氮化物晶片,研发了硅衬底剥离和悬空氮化物薄膜背后减薄技术,消除硅衬底吸收,减少厚膜的光损耗,降低阻抗和结电容,提升了悬空薄膜量子阱二极管光源性能。在量子阱二极管阵列和光电探测器阵列的表面制备纳米光子器件结构,调节器件界面态,提升出光效率和感光效率,实现可见光通信小型化收发端的芯片集成。 2、揭示激发光在悬空薄膜波导器件的传输机制,实现光源和波导的集成,为研发光源、波导和光电探测器同质集成的可见光通信芯片奠定基础,通过硅衬底剥离和悬空薄膜减薄技术,实现悬空氮化镓波导结构,调控激发光的内部传输,并用纳米光子器件实现激发光的耦合。即实现了平面波导集成器件,获得光源、光波导和光电探测器的可见光波段通信芯片的同质集成,又可以集成纳米光子器件结构,提高出光效率和光谱选择特性。并自主开发角分辨微纳光谱、可见光通信和高分辨多光谱成像等信息系统,基于傅立叶光学,利用共焦去噪,集成微机电控制单元,自主搭建角分辨微纳光谱系统。利用该系统揭示可见光通信芯片光载信息的物理内涵,发掘光谱通信和成像的关联机制。 3、阐明可见光波段谐振光子器件的工作机理,实现面向光传感、多通道光谱调控的悬空薄膜谐振光子集成器件,设计并制备了面向光传感、多通道光谱调控的悬空薄膜谐振光子集成器件。薄膜谐振光子器件对于器件结构、介质折射率灵敏度高,可作为可调光子、光传感器件。研发了偏振调控、多通道光谱调控的悬空薄膜谐振光子集成器件,并与氮化镓基量子阱二极管器件集成,提升了出光效率,调控了出射光谱,提高了可见光通信系统的频谱利用率。 4、发现量子阱二极管发光探测共存现象,阐明其物理机制,量子阱二极管的发射谱和探测谱存在重叠,量子阱二极管器件发光同时,产生的高能光子亦被吸收,并激发出电子空穴对。量子阱二极管器件同时存在电光、光电能量及信息转换。首次发现量子阱二极管的光发射和探测共存现象,即量子阱二极管器件在光发射同时也能进行光探测。 具有相同量子阱结构的量子阱二极管器件可以采用相同的工艺流程制备在同一块芯片上,通过波导互联,实现同质集成光电子芯片,为研发多功能同质集成光电子芯片打下坚实的基础。该芯片采用可见光而不是电子进行信息的传输,将通信频谱资源拓展到可见光领域,提升通信系统的信息传输速度。
[成果] 1800240069 江苏
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属半导体发光器件、材料设计和装备制造交叉领域。有机发光二极管(OLED)是优势明显的新一代显示和照明技术,中美日韩等国纷纷立足国家战略层面进行系统部署,抢占技术和产业制高点。新型器件结构的设计、关键材料的创新以及生产装备的国产化是中国实现OLED自主产业化的重要途径。该项目历经十多年攻关,在国家863计划、国家重点研发计划等项目的支持下,发明了叠层OLED新型器件结构、开发了系列核心有机发光材料、自主设计和制造了大面积OLED真空蒸镀装备、制备了国内面积最大的照明面板,实现了OLED照明从材料、装备、到器件和灯具的国产化全链条关键技术的突破和集成。获授权专利40多项;发表SCI论文逾150篇。 主要创新点如下: 1.针对OLED器件长寿命和高亮度的内在矛盾,在国际上首次发明了实用的叠层OLED器件,开发了系列内部连接层与电荷注入层等材料与结构,为大面积高亮度OLED电视屏和照明光源的设计,提供了可靠的技术方案。叠层OLED被视为OLED发明专利之后的又一个关键技术,促进了国内外OLED大面积显示和照明技术的商业化。全球市场上销售的大部分OLED电视屏和OLED照明光源正使用该技术发明。 2.为了实现高效OLED照明器件及核心材料的国产化,开发出一系列基于螺环结构的新型高效主体材料,用于深蓝光OLED的制备;开发出系列基于连咔唑结构的双极主体材料;同时开发出新型发光客体材料。这些具有自主知识产权的新材料,不仅适用于高效、长寿命、大面积OLED照明面板的制备,同时也具备较高的理论研究价值,对指导未来关键材料的国产化具有重要意义。 3.设计和制造了用于制备叠层OLED的系列真空蒸镀装备,填补了国内高端真空蒸镀设备的空白;研制了大面积OLED所需的线性蒸镀源加热装置,使蒸镀均匀性误差达到小于3%的国际先进水平,为中国大力发展大装备,提供了关键线性蒸镀源技术与核心专利;自主设计出国内首条大面积叠层OLED照明研发型装备,并采用该装备成功制备出国内发光面积最大(270 mm3270 mm)的OLED照明面板,为中国成套OLED生产线的自主设计和制造积累了技术经验。 该项目的叠层OLED技术使韩国LG、美国OLED Works、日本Panasonic、南京第壹有机光电等公司取得了巨大的经济效益。自主设计和生产的OLED系列真空蒸镀装备以及OLED自主核心材料2012年开始销往国内外高校和OLED产品生产厂家,相关销售额已达2.1亿元;自主设计和制造的、可用于制备大面积叠层OLED的研发型真空蒸镀装备,虽价格低廉(250多万元),却达到了价格为5000万元以上的国外进口装备所具备的主要功能。自主设计出的国内首条大面积OLED照明生产线,为中国OLED照明全链条自主产业化贡献了重要力量,同时为江苏境内的OLED显示和照明产业提供了重要技术。
[成果] 1800240078 江苏
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:硅光子集成融合微电子和光电子技术,是发展高端CPU、高性能计算机和高速光通信的下一代关键技术。该项目针对硅光子学中器件尺寸大和高密度集成困难的难题,发展了大规模光子集成的原理和方法、提出了解决光子集成串扰难题的全硅光隔离新器件、深入研究材料发光机理并实现硅基片上光源,在超级计算机和探测领域实现了重要应用。 1.该项目提出嵌入式新结构,解决了亚波长尺度下临近器件间的热、光和电串扰等严重影响光子集成芯片性能的关键难题,首次在同一芯片上集成了信号调制、可调延时、信号通道化等功能,实现了集成320个器件的任意波形发生芯片(Nature Commun. 2015,美国专利US 7369714),是当时世界上集成度最高的硅光子芯片。为突破光学衍射极限限制无法实现超大规模光子集成的难题,项目组利用纳米硅圆柱阵列的共振特性组成介质超构界面,首次发现并实验证实了零曲率半径的光束尖锐弯折操控机理,为未来实现更高密度的超大规模光子集成提供了新原理和新方案(Phy. Rev. Lett. 2011,Nano Lett. 2015),受到英国物理学会和美国物理学会专题报道。 2.光的单向传播是光子集成领域的关键难题和重要方向。项目组发现了利用硅基微环里的光非线性增强效应可实现光的非互易单向传输,研制了类比于集成电路中电二极管的光二极管,非互易性传播比高达28dB,解决了长久以来困扰光学界的非互易传播难题(Science 2012),入选ESI高引用论文。国内外多家科技媒体的专题报导认为该工作向以光为媒介的海量信息处理和光计算迈出了重要一步。 3.硅是间接带隙不能直接发光,在硅基上实现激光是世界性难题。该项目采用Si/Ge/GaAs结构,以Ge为过渡层,解决晶格失配难题;通过双原子台阶抑制外延生长薄膜中的反相畴,解决复合结构中的热膨胀和晶格失配,实现了硅基外延量子点激光器,最大输出功率达到165 mW(Appl. Phys. Lett. 2009,Appl. Phys. Express 2016),领先于国际同行。ZnO属于直接带隙是理想的发光材料,项目组发现ZnO内部缺陷能级可增加ZnO可见波长发光效率,并提供了有效的表征手段,为片上发光提供了关键机理支持,2篇主要论文SCI他引高达872次。 4.基于硅光子技术研制的高灵敏度可见光探测器芯片,打破了国外企业对在国内的市场垄断,产品已广泛应用于X光安检,截至2017年底硅光子产品实现销售6300万;基于硅光子集成芯片的56Gbps高速有源光缆产品,成为“天河二号”超级计算机唯一的国内供应厂商,基于该技术孵化的南通赛勒光电科技有限公司已获得国内知名基金投资。 该项目组推动立项并承担了国内众多重大硅光子项目,领衔了包括国家科技重大专项、科技部重点研发计划、中科院先导B类专项等多项硅光子项目。发表SCI论文102篇,包括Science 1篇,Phys. Rev. Lett 1篇,Nature Comm. 1篇,Nano Lett. 1篇。8篇代表性论文SCI他引1176次,最高单篇他引719次。部分成果实现了成果转化,打破了国外的技术垄断。主要完成人应邀在PIERS和GFP等国际会议做邀请报告30余次,在IBMM等国际会议担任大会主席或分会场主席8次。项目骨干人员中2人获国家优秀青年基金资助,2人获中科院百人计划,1人获上海市千人,2名博士获中科院院长优秀奖。
[成果] 1800240083 江苏
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:1、主要技术内容:项目产品基于碳化硅基功率器件相对硅基器件所具备的性能提升、能耗降低的巨大优势,可广泛运用于电动汽车和混合动力汽车功率控制器、充电桩功率转换器、光伏风能逆变器以及高铁、工业控制设备的功率电源转换设备等领域,具有可靠性高、系统成本低等优势。项目采用自主创新的电场调制终端保护设计、N型隐埋沟道结构、高稳定表面钝化工艺、高压器件封装工艺等核心技术,突破了碳化硅功率器件终端技术、高功率密度碳化硅MOSFET设计技术,解决高耐压、高功率密度的难点,实现1200V碳化硅功率器件产品。项目核心技术已获授权发明专利3件,授权实用新型专利5件,受理发明专利申请3件,项目核心技术获江苏省重大成果转化项目资金以及科技部重大专项、国家自然科学基金3项、江苏省战略新兴产业发展专项资金支持。 2、核心知识产权:授权发明专利3项:N型隐埋沟道的碳化硅DEMOSFET器件及制备方法,ZL201110122724.X;基于超级结的碳化硅MOSFET器件及制备方法,ZL201110169285.8;一种用MOS工艺结构集成的二极管芯片,ZL200910029292.0。授权实用新型专利5项:金属氧化物场效应二极管及MOS二极管,ZL201020022576.5;带屏蔽电极的功率MOSFET元胞,ZL201621005083.4;超纯水加热恒温水箱,ZL201620790520.1;高温扩散板舟,ZL201620641887.7;轻型硅板舟,ZL2016206447992。 3、技术经济指标:技术指标:10A和20A碳化硅JBS产品反向耐压高于1200V,反向漏电为86μA和73μA(VR=1200V),正向导通电压低于1.6V;碳化硅MOSFET产品栅压20V,漏源电压低于5V条件下达到额定电流,耐压高于1200V。经济指标:项目实现销售1800万元,利润360万元。 4、应用推广及效益情况:项目产品经中国测试技术研究院(中测测试技术有限公司)测试结果表明,项目产品性能指标符合项目设计要求,产品可靠性强、安全性高、耐高温、使用寿命长。产品性能在国内达到领先水平。 项目产品质量稳定,试用过程中,客户反馈良好,其中,电动汽车方面,上汽大众新能源汽车用于设计充电机样品,沈阳金阳光电气公司、上海鼎充公司等使用该公司碳化硅功率模块产品为大巴车制作逆变器装置,特变电工、英博电气等试用该公司碳化硅JBS器件,反馈良好,各项性能指标均能满足技术和实际使用要求。具有较强的竞争力,替代进口,打破国际上欧美日对中高端电力电子器件的垄断,推动中国电力电子产业的技术升级,同时提高国产电力电子芯片及器件在国际上的竞争力。
[成果] 1800220315 安徽
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:(一)项目所属的学科技术领域: 该项目属于半导体电子器件和非线性电路系统理论与应用学科技术领域,片上电感、忆阻器及以其为基础的系统设计是电子电路设计技术的关键问题之一,缺乏高性能片上电感成为制约集成电路发展与高性能芯片系统实现的主要瓶颈之一。忆阻器是一种具有记忆特性的非线性电路元件,忆阻器基复杂系统的构建、分析、同步及参数辨识是其应用于保密通信、微弱信号检测等领域的前提。 (二)主要研究内容: (1)通过多路径交叉连接技术,抑制了螺旋电感趋肤效应与邻近效应,提高了片上螺旋电感的品质因数。提出了零点影响因子来表征零点对传递函数的影响,实现了高精度、宽频带片上螺旋电感模型的建立。(2)提出了基于传输线理论的去嵌技术去除测试结构对测试数据的影响,提高了测试精度,并通过电磁仿真软件,验证了去嵌技术的正确性与精确性。(3)基于磁控忆阻器模型,构建了新的忆阻型混沌Lorenz复系统、忆阻型超混沌LÜ复系统,从仿真的角度,基于Lyapunov指数、时域波形图、相图等对两个系统动力学行为进行了分析。(4)基于Lyapunov稳定性理论及自适应控制方法,为同构忆阻型混沌Lorenz复系统设计了修正投影同步控制器;为含未知参数的同构忆阻型超混沌LÜ复系统设计了自适应广义复同步控制器和参数辨识更新率,为含未知参数的异构忆阻型混沌复系统及其他混沌复系统设计了自适应广义复同步控制器和参数辨识更新率。 (三)科学发现点和科学价值: (1)提出的多路径交叉连接技术能够提高片上电感品质因数,该技术可应用于片上单端电感、差分电感、叠层电感及变压器等元件设计中。提出的片上元件宽带建模技术可以实现片上元件微波及毫米波建模。(2)提出的去嵌技术不仅能去除片上元件的开路寄生与短路寄生,还能够去除连接金属线引入的寄生,提高元件测试精度。(3)构建的忆阻器基Lorenz复系统与忆阻器基超混沌LÜ复系统具有对称与不变性、耗散性,具有无穷多个稳定或不稳定的平衡点,比忆阻器基实系统具有更为复杂的动力学行为,如周期、分岔、混沌、超混沌、瞬态混沌、动力学行为初值敏感性等。(4)提出的自适应广义复同步方法能使忆阻器基混沌(超混沌)复系统间的同步得以快速实现,未知参数得以准确辨识,将其应用于混沌保密通信,可以提高通信的安全性能和传输效率。 (四)同行引用评价: 该项目在IEEE Transactions on Electron Devices、Entropy等国际著名学术期刊和会议上发表论文20余篇,其中8篇代表作Google Scholar他引58次,SCI他引36次。引用者来自16个国家/地区。该项目申请实用新型专利3项,第一完成人主持完成的安徽省自然科学基金结题评价为优秀。
[成果] 1800220146 安徽
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:课题组选择LED封装关键技术及智能照明控制系统研发与应用为研究对象,在安徽省科技计划重点项目“LED日光灯光源封装技术研究与应用”等课题的支持下,围绕LED封装技术与智能照明控制系统,在LED封装结构、散热系统设计、全光束空间发光、LED驱动电路设计、LED智能照明控制以及新产品的开发及利用等方面进行了系统的研究与实践,相关研究历时7年,主要取得了以下创新性成果: 1.开展了360度LED光源封装技术的研究:突破了业内360度LED光源封装技术的瓶颈,应用此方法生产出来的LED光源,360度全光束空间发光,打破了传统LED光源发光角度的局限性。该成果已授权发明专利保护,拥有独立的知识产权,突破了业内360度LED光源封装技术的瓶颈,处于国内外技术领先水平。研发成果得到了有效转化,期间应用产品获得20项国家实用新型专利证书、1项国家重点新产品证书。 2.优化了LED日光灯发光元器件封装工艺:改善了LED日光灯封装结构、散热、光学系统设计体系,采用新型模块化封装技术简化了工艺流程,节省了封装材料,降低LED热阻,由原先点光源发光改善为面光源发光,从而改善LED日光灯发光效果。安徽科发信息科技有限公司在2012年举办的中国首届创新创业大赛中以优异的先进技术获得“全国226家优秀企业之一”称号,并在2013年5月通过安徽省科技厅科学技术成果认定。 3.开发了一系列LED智能照明控制系统:通过微电子技术、计算机技术和无线技术等特定技术手段,实现对照明设备的控制,推动LED智能化照明控制系统的发展。如开发了一种软启动电路,实现了LED灯具亮度、色彩、自然补光、远程控制等自动控制功能,并将相关成果应用于植物照明、舰船照明、工矿照明、消防安全、公共照明等特殊场合。此类研究获得授权发明专利2件,实用新型专利40多项,获安徽省科技厅科学技术成果认定2项。 综上所述,该项目获授权发明专利3项;获获安徽省科技厅科学技术成果认定3项;6项高新产品获得省级认定,研发的“高光效低热阻COB型LED日光灯”获国家、省重点产品。举办了多期各种形式的培训班,培训了大批LED行业的科技骨干。并将相关的产品和技术成果推广应用,新增产值5.88亿元,产生经济效益1.73亿元。
[成果] 1800220160 安徽
TN1 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于国家重点支持的高新技术领域/电子信息技术/新型电子元件/半导体发光技术领域。项目成果源于国家863计划“道路照明用智能化LED灯具光效和可靠性提升研发及示范”课题(编号:2013AA03A114)。 1.主要技术内容: (1)关键荧光材料开发。该项目制备的YAG:Ce荧光粉室温下发光内量子效率达到99%、100℃下热猝灭小于2%。 (2)高光效LED器件封装。藉助该项目荧光粉研发和德豪润达倒装芯片技术突破,德豪润达开发的北极光S4系列大功率LED器件光效达到173.2lm/W。 (3)光色品质控制与荧光粉涂布技术。利用荧光材料克服LED器件发光颜色随温度漂移,实现了在25-85℃温度范围内发光颜色漂移量控制在色坐标CIE(⊿X<0.008,⊿y<0.005),色温漂移量控制在⊿CCT<300K,提高了发光颜色的热稳定性。 (4)光提取技术。采用取消遮挡光的结构面设计、耐候性高透光材料、透镜表面加镀减反射膜、二次光学透镜设计与高折射率硅橡胶填充技术集成,使LED路灯整灯光提取效率(含电源效率)提高到86.8%。 (5)灯具散热匹配技术。通过精细化光源模组设计和灯具散热通道结构优化,采用轻量化散热模块搭配主动散热系统,使LED结温降至65℃以下,热损从7%降至2%,光源模组结构材料减少30%。 (6)提高光效、寿命与可靠性。通过高光效高可靠大功率LED器件选型、驱动控制及散热匹配、灯具光提取技术、光色品质控制技术、高可靠电源与LED结温控制技术集成,使LED路灯整灯光效达到145.6lm/W,色温4108K;6000小时光衰为2.51%,使用寿命大于5万小时。 2.专利、论文与技术标准: (1)已获国家发明专利授权7项、实用新型专利授权8项。 (2)发表SCI论文19篇,培养博士4名、硕士16名、工程师32名。 (3)参编国家半导体照明工程及产业联盟主导的LED路灯标准2个,实施企业标准4个。 3.技术经济指标: 该项目开发的LED路灯光效达到145.6lm/W,较市面上常规灯具光效高出约30%。以该项目150W路灯替换传统400W高压钠灯为例,单灯可年节电1390度,节省电费1112元,节约标准煤约562Kg,减少CO2排放1386Kg,经济和环保效益卓著。该项目开发的LED路灯使用寿命大于5万小时。使用寿命和可靠性的提高,大幅减少路灯维护费用,降低了道路照明运营成本甚至交通事故。 4.应用推广及效益: 近三年(2015-2017)新增销售10.91亿元,新增利润5690.43万元。该项目开发LED荧光粉被芯瑞达、易美芯光、晶科电子、台湾亿光、韩国LG等众多封装厂家使用;该项目开发LED器件用于制作室内外灯具、汽车灯和手机闪光灯;该项目开发LED路灯在芜湖、蚌埠等地示范,并远销“一带一路”沿线国家,市场前景广阔,经济效益良好。
[成果] 1800220191 安徽
TN2 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:激光显示是以红绿蓝三色激光作为光源的新一代图像信息终端显示技术,具有色域广、寿命长、亮度高、节能环保和易实现高分辨大屏幕显示等优点。它能保证在高亮度条件下,寿命超过3万小时;色域覆盖率是LED显示的2.5倍以上,为观众提供前所未有的彩色视觉享受。激光显示是少数几个市场潜力超过千亿美金的行业之一,在未来5年内,激光显示的市场份额将会达到每年1000亿美元,与液晶显示、LED显示一起成为市场的三大主流产品。激光显示已列入国家战略性新兴产业规划,是中国具有核心竞争力的主要领域之一,其技术及产业已被作为重点扶持对象。《产业结构调整指导目录(2011年)》将激光显示等作为推动产业化结构调整和优化升级的重要内容;《“中国制造2025”重点领域技术路线图》将激光显示等多个激光新技术列入国家战略计划;十三五国家重点研发计划将激光显示及其关键技术和产业示范列入指南。 激光散斑抑制、颜色管理、光学引擎架构等是激光显示整机共性关键技术,是激光显示产业发展的基础。该团队在合肥市新型显示平台支持下,在高效率光学引擎架构、散斑抑制、颜色管理、光源模组等关键科学技术获得了重要进展,取得了一系列重要研究成果,已获授权相关专利20项,发表SCI论文10多篇。相继获得国家重点研发计划《面向三基色LD激光显示整机关键技术基础研究》及安徽省科技重大专项《高亮度激光放映机及关键技术研究》的支持。将散斑的统计性质与人眼视觉特性相结合,使用可变焦的液晶透镜模拟人眼纪录散斑特性,进而发明了二元光学与光纤传输技术相结合的纯静态实用散斑抑制技术,降低了散斑对比度,低于3%(国际上实用散斑对比度为5%);利用时分、空分复用的三维光学引擎设计,解决了光效,散热和集成化等一系列问题,提高激光显示系统合束效率和光效,光光效率大于100流明/瓦(国际:50-60流明/瓦),合束效率超过92%(国际:<90%)。通过关键技术集成先后研制出适用于不同场合1000-50000流明2K和4K系列全LD激光显示样机,其中6000流明激光显示样机已通过了安徽省科技厅主持、欧阳钟灿院士为专家组组长的科技成果鉴定,鉴定意见是“整机国际先进,散斑抑制及光效国际领先”。另外开发了大色域、低噪声和高效率的激光显示光源模组,获得2015年日内瓦国际发明展银奖。团队的全色激光显示项目参加2017安徽区创响中国创新创业大赛,并获得了二等奖。 该项目已经得到了大地院线、安徽六安市政建设公司等许多合作单位的实际应用,产生间接经济效益规模超过2亿元。该团队的全色激光显示技术获合肥高新产业投资有限公司投资3000万元,技术估值7000万元,成立合肥全色光显技术股份有限公司。激光放映机应用于全国科技活动周的科普宣传;放映的图片被中国光学学会的“国际光日”科普图册收录;多次在国际显示展会上展出,取得良好经济、社会效益。
[成果] 1800240443 江苏
TN3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:旨在研究面向柔性光电子的微纳制造关键技术和装备,实现新颖材料/器件的绿色制造。 21世纪进入光子时代,在新一轮产业和国防创新领域中,微纳尺界面与光电子相互作用的新颖效应,是超颖材料、薄膜成像、透明导电、电磁隐身等研究基础,微纳结构数字化设计制造是获得先进材料/器件的新途径。由于微纳3D形貌对光子特性有显著影响,因而,大面积微纳制造一直是国际重大共性难题。 项目目标: 1、研究解决高精度、3D结构与高效率加工之间的矛盾,攻克大面积柔性衬底上微纳工艺可控化技术瓶颈。 2、通过微纳结构功能化实现绿色制造。 3、研发高端微纳柔性制造工艺装备,推进产业应用。 “十二五”期间,国家对智能制造和绿色制造提出更高要求。在国家重大科学仪器设备开发专项、国家“863计划”先进制造领域-重大项目和国家自然科学基金重点项目等支持下,该项目自主建立了“数字化设计的微纳制造工艺平台”,研制“数字光场微纳3D直写设备”、“结构光场调控的纳米光刻设备”和“柔性双面纳米压印/转印工艺设备”等先进核心装备,攻克了应用工艺瓶颈。配置并建设了多条功能产线,成果(材料/器件/设备)在国内外产业规模应用。该项目成果为柔性光电子材料/器件的创新和应用,提供了源头性技术。
[成果] 1800240494 江苏
TN2 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:实际工程零部件(车辆/船舶/桥梁/航空航天等)形状各异,不可避免带有一些小孔、圆角、底角、转角、拐角、弯曲边缘区或者其他一些空间结构,以及高载荷、高压、高速旋转和恶劣环境下工作的需求,迫切需要新的表面强化技术。激光冲击强化优势明显,但激光冲击强化技术应用于工程结构细节还存在许多未解决的理论和工程技术难题。大能量激光冲击强化对高强度材料和大厚度件的强化有较显著的效果,但大能量激光冲击容易产生工艺变形,并且价格昂贵,中国大能量激光冲击设备技术较为落后,国外实行技术封锁和设备禁售。因此,研究激光冲击强化设备小型化与采用复合强化技术,满足工程结构细节疲劳件强化要求,有效地降低成本和提高对工艺变形与表面质量的控制,成为迫切的任务和要求。 项目组在国家自然科学基金、国家重大项目子项、国家科工局项目子项基金等5个项目的支持下,以产、学、研结合的创新科研模式,历时9年,取得如下主要成果: (1)研发了一种小能量激光冲击强化工艺方法,揭示了孔壁应力峰值与功率密度(峰压)的内在联系及其与表面应力的对应关系,以及工程结构细节的三维残余应力调控、疲劳源转移机制、几何效应和外载效应,提出了三维残余应力调控、预测和工艺参数选择原则。 (2)研发了一种激光冲击和超声振动挤压等组合方法和装备,揭示了一定频率、振幅和模态的功率超声与激光冲击波产生的协同强化作用,提出了激光冲击、超声挤压等的复合强化关键技术和方法,解决了小能量激光冲击工艺因不同结构细节、材料和几何尺寸等因素作用存在的固有困难。经过激光冲击复合强化后,增益最小为133.21%,最大可达378.46%,增益稳定,中值疲劳比值置信区间(2.4679,4.9841)。 (3)完成了不同厚度/材料、不同工程结构细节等情况下的一系列S-N曲线的制作和研究。形成了一整套的理论解决方案和工艺技术,在国内首次把激光冲击及复合工艺技术用于型号飞机结构的抗疲劳强化,并创新地应用于电梯设备、码头机械、发动机、阀门等工程结构件。有3项与项目相关的专利转让并成功实施。 项目弥补了激光冲击强化技术不足,打破了国外的技术封锁和设备禁售,开创性地实现了激光冲击和超声振动挤压复合方法和装备,工艺稳定性好,疲劳寿命增益显著,使用可靠性高,社会效益良好。项目具有完全的自主知识产权,有望实现产业化。 近两年新增销售额68478万元,新增利润5148.7万元。获得国家发明专利授权20项,PCT专利2项,发表SCI/EI收录论文44篇(JCR-1区11篇、JCR-2区7篇),“项目具有显著的创造性和实用价值,整体上达到国内领先,国际先进水平”;“工艺技术显著改善了疲劳关键件的寿命,工艺稳定性好,大大提高了主导产品的使用可靠性”。2016年获镇江市产学研奖一等奖,2017年获江苏省优秀研究生工作站。培养博士研究生3人、硕士研究生38人。
[成果] 1800170190 浙江
[TM91, U46] 应用技术 电子器件制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于电气工程学科,涉及电力系统及其自动化等专业。 发展电动汽车产业是落实国家能源和节能减排战略的重要手段。大力推进充换电基础设施技术研究与应用,是发展电动汽车产业的重要保障。一直以来,充换电设施还存在技术体系及标准欠缺、设备通用性和安全性不完善、成组电池寿命不高和退役处理存在困难等技术难题,直接制约了电动汽车产业的发展。该项目聚焦于电动汽车电能补给领域,在国家高技术研究发展计划(863计划)、国家电网公司科技项目计划等支持下,产学研用单位历经六年协同攻关,对电动汽车充换电技术进行了系统研究,形成了一系列充换电技术与装备的自主知识产权及技术标准。主要技术创新如下: 1.创建了纯电动乘用车电池更换技术体系。提出了适应于快换电池箱的连接技术与通信接口,研制了通用电池箱,创新构建了充换电设施建设运营模式,开发并部署了电动汽车充换电设施运营监控系统,首次建成城际互联的电动汽车充换电服务网络。 2.研制了全系列电动汽车充换电核心装备。包括多规格的充电设备、换电设备和测试装置,其中全自动换电机器人采用双目视觉高精度定位、全景安全防护等技术,实现了多车型电动汽车电池箱全自动更换,创造并保持了整车换电时间1分24秒的高速换电纪录。 3.突破了动力电池寿命提升及梯次利用技术。提出了外部均衡技术和全时并发内部均衡技术,延长动力电池寿命2-3倍,研制了基于退役动力电池的储能系统,实现了退役动力电池免拆解、免分选直接再利用。 项目共取得授权发明专利46项,其中美国专利2项;软件著作权4项;出版专著1本;发表论文9篇,其中SCI检索2篇、EI检索3篇;牵头制定国家标准2项、能源行业标准2项,参与制定国家标准4项、能源行业标准5项。 项目成果自2012年起陆续应用于华云能源、时空电动汽车等省内多家单位及省内816座充换电站,累计实现充换电次数718万次,充换电电量34852万千瓦时,燃油替代1.5亿升,二氧化碳减排10万吨,一氧化碳减排2866吨,颗粒物减排178吨。项目成果还推广至北京、上海、江苏等十余个省市。项目近三年直接经济效益约22亿元,极大地推动了浙江省构建涵盖整车生产研发、电池材料、电机电控、充电设备制造及运营等完整的产业链体系,为浙江省抢占新能源汽车产业制高点、打造人与自然和谐共生的美丽浙江作出贡献。
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