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未來裝配式建筑構(gòu)件若實現(xiàn)工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化制造，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是要求構(gòu)件成型模具拆裝靈活，便捷高效，可重復(fù)使用，并具通用性。高性能磁性固定器件就是為簡化預(yù)制混凝土構(gòu)件模具安裝而設(shè)計開發(fā)的一種新型無損模具固定裝置，旨在解決傳統(tǒng)螺栓錨定對生產(chǎn)平臺的破壞性、難拆卸、通用性差的技術(shù)難題。

為了追求極限性能，越來越多的電子系統(tǒng)需要在低溫條件下工作。例如，在量子計算機、高性能傳感器、深空觀測以及一些經(jīng)典信息處理系統(tǒng)中，通常使用工作溫度為2K甚至是mk溫區(qū)的低溫器件，從而在噪聲、速度和靈敏度等方面實現(xiàn)接近量子極限的性能。對于這一類低溫系統(tǒng)，信號讀取與處理通常采用兩種方式：第一種是采用超導(dǎo)數(shù)字電路SFQ（單磁通量子技術(shù)）來實現(xiàn)高性能計算和處理；第二種是將信號傳送至幾十K的溫區(qū)，再采用低溫CMOS技術(shù)對進行信號處理。然而，不論采用何種技術(shù)路徑，數(shù)字電路的功耗都必須控制在極小范圍之內(nèi)，從而保持極低溫的工作環(huán)境，維持低溫器件的高性能。隨著應(yīng)用需求的提高和低溫陣列器件規(guī)模的擴大，低溫電子系統(tǒng)性能受到信號處理和傳輸技術(shù)的制約，急切需要新的方案進行解決。 圖1. (a) 采用超導(dǎo)納米線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的12門控或邏輯門；(b) 超導(dǎo)納米線數(shù)字編碼器芯片照片。針對此問題，南京大學(xué)吳培亨院士領(lǐng)導(dǎo)的超導(dǎo)電子學(xué)研究所團隊，趙清源教授和康琳教授課題組設(shè)計出新型多門控超導(dǎo)納米線邏輯器件(superconducting nanowire cryotron, nTron)，并利用此器件搭建經(jīng)典二進制數(shù)字編碼器；在1.6K的溫度下，成功實現(xiàn)數(shù)字信息編碼，總功耗小于1微瓦(10-6瓦)。同時，他們還利用此編碼器對超導(dǎo)納米線單光子探測器陣列實現(xiàn)數(shù)字化讀出，為低溫陣列探測器的信號讀出和處理提供第三種解決方案。圖2. 超導(dǎo)納米線邏輯芯片實現(xiàn)對單光子探測器陣列的數(shù)字化讀取。半導(dǎo)體數(shù)字電路，經(jīng)歷了從電子管、晶體管、混合集成電路至大規(guī)模集成電路的發(fā)展過程。每一代技術(shù)的升級變革，其核心推力都是基礎(chǔ)邏輯器件的更新?lián)Q代。前沿技術(shù)領(lǐng)域?qū)Τ瑢?dǎo)電子器件的應(yīng)用需求，也正將超導(dǎo)電子技術(shù)推向數(shù)字化的發(fā)展時代。南京大學(xué)吳培亨院士團隊基于超導(dǎo)納米線技術(shù)，開展了新型超導(dǎo)邏輯器件(nTron)的研究工作。nTron為單層平面器件，利用局部超導(dǎo)相變，實現(xiàn)高速低功耗的開關(guān)邏輯。

① 酞菁納米材料制備。使用四苯氧基金屬酞菁，采用混合溶劑緩慢揮發(fā)的方法，得到一維的酞菁納米線；② 器件組裝。使用梳狀電極，將酞菁納米線搭在梳狀電極兩端，形成電路。得到的酞菁器件對 808 nm光敏感，可以迅速產(chǎn)生響應(yīng)，恢復(fù)時間短，課重復(fù)響應(yīng)。

在利用太陽能分解水制取氫氣的催化劑研究上取得新進展。該研究工作借鑒自然界光合作用，在多個光敏中心多個催化中心產(chǎn)氫器件構(gòu)筑的基礎(chǔ)上，進一步將其植入到金屬有機框架材料中，模擬自然界酶催化環(huán)境中質(zhì)子和電子的傳輸與轉(zhuǎn)移，在有效規(guī)避分子基催化劑穩(wěn)定性差的同時，極大地提高了光催化產(chǎn)氫性能，為人工模擬光催化劑的設(shè)計和構(gòu)筑提供了新的思路。? 人工模擬光合作用，利用太陽能在催化劑作用下分解水制取氫氣，是實現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)化為清潔的化學(xué)能，解決人類社會面臨的能源危機和環(huán)境污染問題的理想途徑。在早期，我校化學(xué)學(xué)院蘇成勇教授和石建英副教授研究團隊發(fā)展了空間上相互獨立、功能上相互等價，集合8個光敏金屬有機釕中心和6個催化Pd2+中心于一體的金屬-有機分子籠產(chǎn)氫器件[Pd6(RuL3)8]28+(MOC-16)，在單一分子籠內(nèi)構(gòu)筑出多個相互獨立的能量傳遞和電子轉(zhuǎn)移通道，獲得了高達380 μmol h-1的初始產(chǎn)氫速率和635的TON(48h) [Nature Communications, 2016, 7: 13169]。雖然金屬有機分子籠提高了分子基催化劑的產(chǎn)氫性能，但光照條件下的穩(wěn)定性仍然是制約其進一步應(yīng)用的決定因素。       最近，我校化學(xué)學(xué)院蘇成勇教授和石建英副教授研究團隊又基于配位組裝策略實現(xiàn)了Au25(SG)18納米簇在金屬有機ZIF-8主體框架內(nèi)部和外表面的可控組裝[Advanced Materials, 2018, 30,1704576]。采用相似策略，他們將MOC-16植入到ZIF-8主體內(nèi)，進一步將ZIF-8轉(zhuǎn)化為Znx(MeIm)x(CO3)x (CZIF)，獲得了MOC-16@CZIF催化劑。

已有樣品/n在主流硅基FinFET集成工藝基礎(chǔ)上，通過高級刻蝕技術(shù)形成體硅絕緣硅Fin和高k金屬柵取代柵工藝中選擇腐蝕SiO2相結(jié)合，最終形成全隔離硅基環(huán)柵納米線MOS器件的新方法。并在取代柵中絕緣硅Fin釋放之后，采用氧化和氫氣退火兩種工藝分別將隔離的“多邊形硅Fin”轉(zhuǎn)化成“倒水滴形”和“圓形”兩種納米線結(jié)構(gòu)。

已有樣品/n基于AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)材料體系，通過采用導(dǎo)電機制融合和能帶分區(qū)調(diào)控的先進技術(shù)路線改變傳統(tǒng)氮化鎵肖特基二極管正向電壓與反向電流等參數(shù)之間的經(jīng)典調(diào)控規(guī)律，采用無損傷工藝，提升了器件的均勻性和可靠性，進一步提升了氮化鎵肖特基二極管的性能。測試結(jié)果達到1700V反向耐壓，正向開啟電壓達到0.38V以及高防浪涌能力，為肖特基二極管器件市場提供了一種新選擇。

已有樣品/n通過石墨烯缺陷工程控制活性電極離子向阻變功能層中注入的路徑尺寸和數(shù)量，集中化/離散化陽離子基阻變器件中導(dǎo)電通路的分布來調(diào)控其穩(wěn)定性,此工作是該領(lǐng)域首次在相同結(jié)構(gòu)阻變器件中實現(xiàn)電流-保持特性的雙向調(diào)控，這種通用的基于二維材料阻擋概念的離子遷移調(diào)控方法，也能夠移植應(yīng)用到離子電池，離子傳感等研究領(lǐng)域。

項目簡介本成果提出新型微結(jié)構(gòu)光纖器件，提出基于非對稱耦合理論的實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換、波分 復(fù)用等功能器件。已申請發(fā)明專利 6 項，其中已授權(quán)發(fā)明專利 3 項（ZL200810021652.8、 ZL200810021651.3、ZL200910032535.6）。 性能指標(biāo) （1）模式轉(zhuǎn)換效率可達 80%以上，帶寬在 100 nm 以上。 （2）實現(xiàn) 1310、1550 nm 波長復(fù)用、解復(fù)用，消光比低于-25 dB。 適用范圍、市場前景 適用范圍：高速光通信關(guān)鍵器件，組成高速、大容量光 通信