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大功率射頻LDMOS器件以其線性度好、增益高、輸出功率大、熱穩定性好、效率高、寬帶匹配性能好、價格低廉等方面的優勢已經成為基站、廣播電視發射機、航空電子、雷達等領域等應用最廣泛的射頻功率器件。 本團隊利用優化的法拉第屏蔽罩結構和版圖布局技術，基于國內8英吋工藝技術平臺，研制出大功率L 和S 波段RF LDMOS 器件（圖1），能夠提供完整的RF LDMOS器件的設計與研制方案。目前已制作出頻率0.5GHz，輸出功率>500W，功率增益>18dB、漏極效率>50%的單芯片RF LDMOS 器件；頻率1.2GHz，輸出功率>600W，功率增益>20dB、漏極效率>40%的L波段RF LDMOS 器件；頻率3.1GHz，輸出功率>80W，功率增益>10dB、漏極效率>35%的單芯片S波段RF LDMOS 器件（圖2）。 (a) (b) 圖1 RF LDMOS器件：(a)晶圓顯微照片 (b)封裝器件 a b c 圖2 RF LDMOS器件功率測試曲線：(a)P波段 (b) L波段 (c) S波段

本團隊利用優化的法拉第屏蔽罩結構和版圖布局技術，基于國內8英吋工藝技術平臺，研制出大功率L 和S 波段RF LDMOS 器件，能夠提供完整的RF LDMOS器件的設計與研制方案。

我國是世界最大的鋁生產國和消費國，鋁產量占世界總產量的40%多，而且仍處于高速增 長中。但我國鋁土礦儲量僅占世界2.3%，按現有鋁工業發展速度靜態計算，我國鋁土礦資源 將只能用10年。煤炭是我國最主要的能源資源，不僅是重要的燃料，還是重要的化工原料。煤 炭開采的副產物煤矸石，其排放量約占煤炭開采量的10%-25%，目前我國煤矸石堆積量約40億 噸；煤燃燒利用的必然產物粉煤灰，占原煤質量的15%-40%。目前我國粉煤灰堆貯量已超過30 億噸，而且每年以超過3億噸的量繼續產生。煤氣化、液化等產生的煤化工灰渣在我國年排放 約4000萬噸，未來40年我國將產生煤化工灰渣100-250億噸。由于地質構造原因，我國的煤系固 廢中氧化鋁含量較高，具有回收利用鋁資源的巨大潛力。 本項目采用界面活化方法誘導產生鋁硅酸鹽結構缺陷，在少量助劑協同作用下激發配位體 大量重組而最終提高煤系固廢的反應活性，并以工業大量副產稀鹽酸或硫酸為浸取劑，獲取多 種高附加值化工產品；對于提鋁殘渣，課題組有成熟技術生產保溫建筑材料,導熱系數小于0.1 W/m.K，防火等級達到A級，成本低于泡沫混凝土；另外還可用于生產其它高性能建材產品。 伴隨我國勞動力成本持續上升與環境保護日趨嚴峻，加大環境保護力度、緩解資源供給 瓶頸、推動循環經濟形成較大規模、促進資源循環利用產業轉型升級是廢物資源化科技創新的 準則。本項目的開發成功可有效地解決煤化工灰渣的規模化處置和資源化難題，提供新型鋁資 源，并將形成能源、資源、化工、冶金、環保新型循環產業鏈，帶動我國新型煤化工技術進步 和相關產業升級。

新能源汽車的迅猛發展，為動力電池產業提供了萬億級的市場容量，到 2020 年底，城市公交、出租車及城市配送等領域新能源車保有量達 60 萬輛。目前使 用的石墨類伏擊材料容量低，無法滿足高能量密度的需求。該項目通過為動力電 池廠商提供高性能硅碳負極及其他負極材料，以提高純電動汽車的續航里程 2 倍以上。硅負極材料具有極高的理論容量(~4200 mAh/g)，其容量是現有商業化 的石墨負極的 10 多倍。但其充放電過程中產生的大體積膨脹(~400%)會嚴重影響 其循環壽命。我們團隊經過數年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉進行包 覆“均勻+可控”功能層的工藝過程實現“性能+成本”的最優產業升級。美國能 源部高度評價了該項研究成果（2015 年僅有 2 項研究成果受此殊榮）。

太陽能作為一種潔凈和相對易于獲取的能源在未來的動力產品中將占有越來越大的比份。如何發展高光電能量轉換效率、高可靠性和低成本的太陽能電池是目前太陽能利用領域所面臨的關鍵問題。相對于第一代和第二代太陽能電池(轉換效率<<50％)，各國科學家紛紛研究不同的應用于第三代太陽能電池的新材料和新結構，目標是使光電轉換效率大于5 0％。近年來，一種具有微、納米量級特殊結構的光伏材料成為太陽能電池的研究熱點。利用飛秒脈沖激光在極短的持續時間內激發出極大的峰值能量，其在硅片的相互作用過程中具有很強的非線性效應，聚焦燒蝕硅表面很小的一塊面積，形成規則排列的微納米結構。這種微納米結構由于表面積增大，對入射光波有很大的吸收，且對光的敏感性提高了數百倍，這些性質對我們提高光電轉換效率具有很大的指導意義。這種材料與本底未處理材料的性質相比，材料帶隙減小，對光的敏感性提高了數百倍，這使得其對波長為250—2500 nm的入射光波有大于90％的吸收；另外，黑硅比傳統材質的硅的比重低。這些奇特的光電和物理性質能進一步提高太陽能電池的光電轉換效率。根據光吸收效率，激子光量子效率，化學電勢效率以及填充因子計算總的光電轉換效率，普通硅基太陽能電池光電轉換效率只有1 5％，而基于微納結構光伏材料的太陽能電池轉換效率可望達到50%-60%。 針對國民經濟可持續發展在太陽能光伏技術方面的重大需求，發展利用超短脈沖激光制備具有優異光電轉化效率的微納結構光伏材料的新方法，以及通過探測光伏材料中非平衡載流子的能帶結構及微分負電導等特性，探知光伏材料的光電轉換效率，從而篩選出轉換效率較高的微納結構光伏材料，最終在發展新型、高效太陽能電池的新原理和新技術方面取得創新性突破，為我國研發具有自主知識產權的高效第三代光伏電池打下堅實基礎。

利用大規模集成硅基納米光量子芯片技術，實現對高維度光量子糾纏體系的高精度和普適化量子調控和量子測量。 （圖一）基于硅納米光波導的大規模集成光量子芯片(可實現對高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量)       集成光學量子芯片技術，基于量子力學基本物理原理，使用半導體微納加工工藝實現單片集成光波導量子器件（包括單光子源、量子操控和測量光路，以及單光子探測器等），可以實現對量子信息的載體單光子進行處理、計算、傳輸和存儲等。集成光學量子芯片具有集成度高、穩定性高、性能好、體積小、制造成本低等諸多優點。因此，該技術被普遍認為是一種實現光量子信息應用的有效技術手段。      利用硅基納米光波導技術實現的光量子芯片具有諸多獨特優點，例如與傳統微電子加工工藝兼容、可集成度高、非線性效用強、以及工作波長與光纖量子通信兼容等。然而，迄今為止光量子芯片的復雜度僅限于小規模的演示，如集成少數馬赫-曾德干涉儀對光子態進行簡單操控。因此，我們迫切需要擴大集成量子光路的復雜性和功能性，增強其量子信息處理技術的能力，從而推進量子信息技術的應用。       相干且精確地控制復雜量子器件和多維糾纏系統是量子信息科學和技術領域的一項難點。相對于目前普遍采用的二維體系量子技術，高維體系量子技術具有信息容量大、計算效率高、以及抗噪聲性強等諸多優點。最近，多維度量子糾纏系統已分別在光子、超導、離子和量子點等物理體系中實現。利用光子的不同自由度，如軌道角動量模式、時域和頻域模式等，可以有效編碼和處理多維光量子態。然而，實現高保真度、可編程、及任意通用的高維度量子態操控和量子測量，依然面臨很多困難和挑戰。       針對上述問題，英國布里斯托爾大學、北京大學、丹麥技術大學、德國馬普研究所、西班牙光學研究所和波蘭科學院的科研人員密切合作，并取得了突破性進展。研究團隊提出并實現了一種新型的多路徑加載高維量子態方式，即每個光子以量子疊加態的形式同時存在于多條光波導路徑，從而實現了一個高達15×15的高維量子糾纏系統。通過可控地激發16個參量四波混頻單光子源陣列，可以制備具有任意復系數的高維度量子糾纏態。通過單片集成通用型線性光路，可對高維量子糾纏態進行任意操控和任意測量。因此，該多路徑高維量子方案具有任意通用性。與此同時，團隊充分利用集成光路的高穩定性和高可控性，實現了高保真度的高維量子糾纏態，如4、8和12維度糾纏態的量子態層析結果分別為96、87% 和 81%保真度，遠超其他方式制備的高維量子糾纏態性能。       更重要的是，團隊通過硅基納米光子集成技術，實現了目前集成度最復雜的光量子芯片（圖一所示），單片集成550多個光量子元器件，包括16個全同的參量四波混頻單光子源陣列、93個光學移相器、122個光束分束器、256個波導交叉結構以及64個光柵耦合器，從而達到對高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量。       研究進一步利用該高維光量子芯片技術，驗證高維度量子糾纏系統的強量子糾纏關聯特性，包括普適化貝爾不等式和EPR導引不等式等，證明量子物理和經典物理定律的重要區別。例如，對4維度量子糾纏態，實驗觀察得到了2.867±0.014的貝爾參數，不僅成功違背經典物理定律61.9個標準差，而且超過普通二維糾纏體系的最大可到達值的2.8個標準差。研究還首次實現高維量子系統的貝爾自檢測和量子隨機放大等新功能，例如，對3維度最大糾纏態和部分糾纏態的自檢測保真度約為76%，對14維以下糾纏態均實現了量子隨機放大功能。

為了提高白炭黑的利用價值，將其轉化為高效吸附劑和催化劑載體，本課題組研發了一種具有自主知識產權（獲授權國家發明專利）、高比表面積的二氧化硅介孔材料，有望應用于氣體吸附和催化劑載體。

航空航天器、飛機、導彈、火箭、超低溫冷凍機、極寒冷地區工程機械和 高速列車等設備，在極低溫度條件下運行時，對密封材料要求很高，一旦出現 密封效果不佳或不可靠情況，會出現嚴重后果，極端情況會造成機毀人亡等重 特大事故，形成嚴重的財產和人員損失。密封材料大多采用有機高分子材料， 在低溫條件下，密封材料中分子熱運動減少，分子鏈段會變得僵硬甚至凍住， 使之失去彈性，導致密封效果差甚至失去密封作用。因此密封材料應用于上述 設備和地域時，必須采用特殊制備的耐低溫硅橡膠才能保證安全及設備的穩定 運行。這就要求密封材料必須具備優良的耐低溫性能，使其具有耐低溫穩定性， 才能達到相應的密封要求。 本研究開發的耐超低溫有機硅密封膠，采用特殊原料和工藝，克服了傳統 密封材料的弱點，使有機硅密封膠在-100℃以上時具有良好的密封性能。 

1、成果簡介：   本研究組一直以來從事納米材料的生化分析研究，完成了多種量子點和微球的合成、修飾和相關的生化分析檢測，在多色量子點的標記和光譜識別研究中做了大量的工作。我們掌握了多種量子點和石墨烯量子點、納米金等納米材料的制備方法和表面修飾技術，成功地檢測了生物樣本中的多種重要成分。  我們創新性地設計了可用于檢測的多色熒光編碼的納米硅球，具有包含多個量子點的獨特結構和可調諧的熒光比率信號，功能修飾后的探針不僅提高了腫瘤標志物檢測的靈敏度，

本發明公開了一種高功率大帶寬鍺硅光電探測器。該探測器是 模擬光子通信系統和微波光子系統中的硅基關鍵集成光電子器件，其 特征在于包括多個并聯鍺層結構和電感。多個并聯的鍺層結構的多個 鍺層尺寸是可以不同的，以實現對寄生電阻的調控，在提高器件飽和 功率的同時保持了寄生參數不至顯著增加。同時，通過引入片上和片 外電感，實現對器件寄生電感的調控，抬升器件高頻處頻率響應，提 升器件工作帶寬。本發明提出的光電探測器采用集總電極結構