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特色及先進(jìn)性；技術(shù)指標(biāo) 電子科技大學(xué)功率集成技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（Power Integrated Technology Lab.-PITEL）自2008年就已經(jīng)開展Si基GaN(GaN-on-Si)功率器件的研究，是國(guó)內(nèi)最早開展GaN-on-Si功率半導(dǎo)體技術(shù)研究的團(tuán)隊(duì)。近年來(lái)在分立功率器件如功率整流器、增強(qiáng)型功率晶體管及其集成技術(shù)方面取得了突出的研究成果。2008年在被譽(yù)為“器件奧林匹克”的國(guó)際頂級(jí)會(huì)議IEDM上報(bào)道了GaN-on-Si開關(guān)模式Boost轉(zhuǎn)換器，國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了GaN-on-Si單片集成增強(qiáng)型功率晶體管和功率整流器。 GaN-on-Si功率整流器 提出一種GaN功率整流器新結(jié)構(gòu)（Metal-Insulator-Semiconductor-Gated Hybrid Anode Diode），其結(jié)構(gòu)如圖2所示。新結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)GaN整流器具有更小的導(dǎo)通電阻，更低的開啟電壓和反向漏電。圖3為MG-HAD和傳統(tǒng)SBD正向開啟特性特比，可以看出MG-HAD具有較小的開啟電壓（0.6V）和導(dǎo)通電阻（1.3mΩ?cm2）。圖4可以看出器件直至150 ℃高溫仍然保持優(yōu)秀的反向阻斷能力，以10μA/mm 為擊穿電流標(biāo)準(zhǔn)，MG-HAD在常溫下?lián)舸╇妷撼^(guò)1.1kV的儀器測(cè)量極限，150 ℃高溫下?lián)舸╇妷簽?70V。本器件結(jié)果能同時(shí)具有低導(dǎo)通電阻和高擊穿電壓，因而其baliga優(yōu)值（BFOM）459 MW/cm2在已有GaN-on-Si功率二極管報(bào)道中為第二高值，見圖5所示。

項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容： 目前我國(guó)木材膠粘劑 95%以上為三醛膠。 三醛膠在制 膠過(guò)程以及膠粘劑的使用中都不斷有甲醛釋放，因此對(duì)產(chǎn)業(yè)工人，對(duì)膠粘 劑使用者，對(duì)環(huán)境都有嚴(yán)重污染。而利用淀粉開發(fā)的膠粘劑，主要原料為 玉米淀粉，但所制膠種吸水性強(qiáng)，不適合作為木材膠粘劑。本項(xiàng)技術(shù)采用 獨(dú)創(chuàng)的生物質(zhì)快速液化法， 在常壓溫和的條件下將黃化早米及稻桿、 麥桿、 玉米淀粉、木薯淀粉等轉(zhuǎn)化為高活性生物多元醇。進(jìn)而利用生物多元醇與

質(zhì)子交換膜燃料電池在車用動(dòng)力能源，分布式發(fā)電站，便攜式電子產(chǎn)品等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景，因而受到廣泛關(guān)注。然而應(yīng)用最廣的Nafion質(zhì)子交換膜存由于脫水導(dǎo)致電導(dǎo)率降低，無(wú)法在高溫下使用。聚苯并咪唑(PBI)是制備聚合物電解質(zhì)膜常用的材料，PBI 的熱穩(wěn)定性極好，熔點(diǎn)高于600oC，化學(xué)穩(wěn)定性好，并且具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，是一種優(yōu)異的聚合物電解質(zhì)膜材料。然而PBI 本身并沒有離子導(dǎo)電的能力，雖然采用離子基團(tuán)修飾的方法能夠提高PBI 的導(dǎo)電性，但是修飾之后的PBI 溶解性能發(fā)生變化

變色玻璃（又稱智能玻璃）是能夠按照人們的需求改變光線進(jìn)入（射出）強(qiáng)度和能量的功能化玻璃。通過(guò)對(duì)光線的調(diào)節(jié)可以使室內(nèi)亮度和溫度保持在合適的范圍，改善了生活質(zhì)量也降低了能耗。這在當(dāng)今全球能源緊缺的情況下更是意義重大。各發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)該領(lǐng)域的研發(fā)工作都非常重視。目前變色玻璃主要在美、日、韓等國(guó)生產(chǎn)，在歐、美、日有著廣泛應(yīng)用。國(guó)外變色玻璃已開始代替建筑玻璃用于各種建筑的門、窗、天棚。而且，變色玻璃

本項(xiàng)目以生物質(zhì)廢棄物作為原材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高成本碳纖維生產(chǎn)方法有利于將農(nóng)業(yè)與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合于生物經(jīng)濟(jì)中，制造可再生產(chǎn)品符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 高質(zhì)量的碳纖維以其高強(qiáng)度、低重量及耐熱性等卓越性能可作為自行車、汽車、風(fēng)車以及運(yùn)動(dòng)器械等諸多領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)材料。以生物質(zhì)廢棄物作為原材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高成本碳纖維生產(chǎn)方法有利于將農(nóng)業(yè)與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合于生物經(jīng)濟(jì)中，制造可再生產(chǎn)品符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。木質(zhì)素是世界上最豐富的生物聚合物之一，但其分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜且具有異質(zhì)性，且作為造紙及紙漿工業(yè)的廢棄物無(wú)法得到合理利用。

絕緣體-金屬相變材料領(lǐng)域。 利用簡(jiǎn)單易行的方法制備大尺寸高質(zhì)量二氧化釩單晶體，實(shí)現(xiàn)了二氧化釩單晶體電阻的快速溫度響應(yīng)。 

劉奇航及其合作者以最近由中科院物理所領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的ZnCu3(OH)6BrF為例，采用修正后的單體平均場(chǎng)密度泛函理論方法，對(duì)這一體系的本征和摻雜行為進(jìn)行了詳盡的模擬。研究發(fā)現(xiàn)，ZnCu3(OH)6BrF摻雜后，摻入的電子并沒有成為期待的“自由載流子”，而是局域在一個(gè)銅原子周圍，引起了局域形變。這種電子與束縛它的晶格畸變的復(fù)合體稱為極化子（如圖一所示）。本征材料的帶隙中形成新的電子態(tài)。因此，電子摻雜后，ZnCu3(OH)6BrF并沒有實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變。相比之下，具有類似CuO4局部環(huán)境的銅氧化物高溫超導(dǎo)體的母體材料Nd2CuO4顯現(xiàn)除了不同的隨摻雜濃度變化的導(dǎo)電性。研究發(fā)現(xiàn)，低摻雜濃度時(shí)，銅原子附近形成較為擴(kuò)展的極化子，因此在高摻雜濃度時(shí)，這些極化子之間的躍遷可以使系統(tǒng)導(dǎo)電性大大增加，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變，與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)很好地吻合。? 該研究圓滿地解釋了最近實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到的Kagome晶格的鋅銅羥基鹵化物在摻雜后并不導(dǎo)電的現(xiàn)象，指出要在量子自旋液體實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，僅僅找到量子自旋液體體系是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須實(shí)現(xiàn)有效摻雜，注入一定濃度的“自由載流子”，為耕耘在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)工作者提出了新的挑戰(zhàn)和實(shí)驗(yàn)方向。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣是一種復(fù)雜薄壁零件，其加工變形問(wèn)題是我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。機(jī)匣毛坯組織結(jié)構(gòu)的均勻性是影響機(jī)匣加工變形的主要原因之一。鎳基高溫合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，是航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣的主要原料。鎳基高溫合金鑄、鍛件組織結(jié)構(gòu)的無(wú)損檢測(cè)與定量評(píng)價(jià)是實(shí)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)均勻性檢測(cè)與評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，有助于準(zhǔn)確判斷毛坯制造質(zhì)量，表征制造工藝改進(jìn)的有效性，降低機(jī)匣加工變形概率。 超聲檢測(cè)具有穿透能力強(qiáng)，靈敏度和分辨率高、可定位和定量檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)大規(guī)格高溫合金構(gòu)件制造質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。超聲檢測(cè)信號(hào)特征值與材料組織結(jié)構(gòu)變化、二次相或沉淀物的形成相關(guān)，具備有效評(píng)價(jià)鎳基高溫合金的組織結(jié)構(gòu)的能力。現(xiàn)有鎳基高溫合金鑄、鍛件組織結(jié)構(gòu)的超聲檢測(cè)以噪聲波高為主要判據(jù)，指標(biāo)簡(jiǎn)單、閾值設(shè)置嚴(yán)格、誤判率高，無(wú)法適應(yīng)不斷改進(jìn)的制造工藝。 組織結(jié)構(gòu)超聲定量評(píng)價(jià)技術(shù)的核心是確定微觀組織特征參數(shù)與超聲檢測(cè)特征參數(shù)之間的定量關(guān)系模型，其本質(zhì)是以模型待定系數(shù)為決策變量，以評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題。超聲波在鎳基高溫合金中傳播時(shí)，受到晶界、相界、孿晶等復(fù)雜組織結(jié)構(gòu)的綜合作用，若采用聲速、衰減系數(shù)、非線性系數(shù)等單一超聲檢測(cè)參數(shù)對(duì)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模與評(píng)價(jià)，會(huì)因信息量的缺失而導(dǎo)致評(píng)價(jià)誤差大；若增加檢測(cè)參數(shù)規(guī)模，則會(huì)導(dǎo)致所對(duì)應(yīng)優(yōu)化問(wèn)題的困難性大幅增加。 本研究以鎳基高溫合金組織結(jié)構(gòu)定量評(píng)價(jià)為主要研究對(duì)象，圍繞如何利用協(xié)同進(jìn)化算法求解定量評(píng)價(jià)的大規(guī)模優(yōu)化問(wèn)題、以及如何同時(shí)利用多種微觀組織特征參數(shù)對(duì)鎳基高溫合金進(jìn)行綜合表征展開研究。科研成果為航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣鎳基高溫合金毛坯制造質(zhì)量檢測(cè)、評(píng)價(jià)、性能預(yù)測(cè)提供技術(shù)支持，為制造工藝改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持，也可進(jìn)一步推廣至其它高溫合金、鈦合金等材料中。

基于CMOS工藝，設(shè)計(jì)了大量射頻、毫米波收發(fā)機(jī)和頻率源芯片； CMOS 90nm 60GHz 接收機(jī)芯片，集成片上天線，傳輸效率優(yōu)于IBM芯片90%； CMOS 90nm 21dBm 60GHz功率放大器，性能優(yōu)于Hittite商用GaAs芯片； CMOS 60GHz 移相器芯片，為開發(fā)毫米波相控陣芯片奠定良好基礎(chǔ)；

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:目前鋰離子電池的能量密度已經(jīng)越來(lái)越不能滿足其在電動(dòng)汽車、智能手機(jī)和大規(guī)模儲(chǔ)能方面的應(yīng)用。鋰離子電池的能量密度低主要是因?yàn)樗捎玫恼?fù)極材料的比容量較低，尤其是負(fù)極材料石墨，其理論比容量為 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商業(yè)化前景的負(fù)極材料為硅基負(fù)極材料，其理論比容量為 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。據(jù)招商證券預(yù)計(jì)，硅基負(fù)極材料在 2020 年的市場(chǎng)使用量接近于 5 萬(wàn)噸，銷售額接近于 50 億。 然而硅基材料在充放電過(guò)程中較大的體積變化率（>300%）限制了其商業(yè)化應(yīng)用，較大的體積變化導(dǎo)致極片碎裂以及電解液在材料表面持續(xù)分解，從而造成其循環(huán)性能劇烈下降。另外，硅基材料為半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性較差，從而導(dǎo)致硅基負(fù)極材料的倍率性能較差。如何解決硅基負(fù)極材料這兩大缺點(diǎn)是普及硅基材料在鋰離子電池應(yīng)用的關(guān)鍵。 陳永勝教授課題組結(jié)合在納米技術(shù)和石墨烯材料領(lǐng)域的專長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)近 10 幾年的研究，采用低成本的原材料、易工業(yè)化的工藝技術(shù)制備了石墨烯包覆的硅基負(fù)極材料，主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)包括：1）采用獨(dú)特的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的納米技術(shù)將大粒徑的硅粉進(jìn)行納米化處理，納米化大大緩解了硅在充放電過(guò)程中體積變化的問(wèn)題，從而從根本上解決了硅基負(fù)極材料循環(huán)性能差的問(wèn)題；2）石墨烯包覆則充分發(fā)揮了石墨烯導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、機(jī)械性能優(yōu)異、電化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，改善了材料的鋰離子擴(kuò)散性能和電子導(dǎo)電性，大大提高了功率特性； 14隔絕了硅與電解液的直接接觸，抑制副反應(yīng)造成的電解液分解和材料侵蝕，提高了首次效率，延緩了使用過(guò)程中的壽命衰減；進(jìn)一步減緩了充放電過(guò)程中硅的體積變化，維持材料結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，極大地提升了循環(huán)特性。效益分析:陳永勝教授課題組發(fā)明的石墨烯包覆硅基負(fù)極材料，從制備過(guò)程上講，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、易工業(yè)化的特點(diǎn)；從性能上講，具有比容量高、穩(wěn)定性好、壓實(shí)密度大等優(yōu)點(diǎn)，與高比容量正極組成的鋰離子電池的能量密度是當(dāng)前商業(yè)化鋰離子電池能量密度的數(shù)倍以上。