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        技術成熟度：技術突破         研發(fā)團隊以設計制備寬光譜超材料吸收器和像元級集成紅外探測器為研究主線，在超薄寬帶高吸收原理與策略、材料/器件設計與制備方面取得了突破性進展。圍繞器件吸收率低、噪聲等效溫差（NETD）大、集成兼容性差的難題，提出了無損與損耗型介質(zhì)結(jié)合、多模諧振耦合光吸收的思路，獲得超薄寬帶高吸收率材料；提出將超薄寬帶高吸收率材料與非制冷紅外探測器像元級集成新思路，獲得了寬譜、NETD小、多色探測的非制冷紅外探測器，NETD降低3倍，研究成果已在中國兵器北方夜視廣微科技應用轉(zhuǎn)化。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持

產(chǎn)品詳細介紹O3-A1臭氧傳感器技術參數(shù)：1）O3-A1臭氧傳感器測量范圍：0 - 2 ppm2）O3-A1臭氧傳感器靈敏度范圍： -600 to -1000 nA/ppm3）O3-A1臭氧傳感器線性：<5％滿量程4）O3-A1臭氧傳感器在20 ° C的響應時間：<100S

TDA（芯片熱設計自動化）軟件是清華航院曹炳陽教授團隊全自主研發(fā)的國際首個芯片跨尺度熱仿真與設計系統(tǒng)。TDA軟件可實現(xiàn)芯片從納米至宏觀尺寸的熱設計與仿真，支持芯片微納結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱輸運過程的模擬研究，直接提高芯片熱仿真精度與結(jié)溫預測準確度，進而提高芯片性能、壽命和可靠性。

具有超高電子遷移率、合適帶隙、環(huán)境穩(wěn)定和可批量制備特點的全新二維半導體芯片材料（硒氧化鉍，Bi 2 O 2 Se），在場效應晶體管器件、量子輸運和可見光探測方面展現(xiàn)出優(yōu)異性能。由Bi 2 O 2 Se制備成的原型光電探測器件具有很寬的光譜響應(從可見光到1700 nm短波紅外區(qū))，并同時具有很高的靈敏度(在近紅外二區(qū)1200nm處靈敏度高達~65A/W)。 而利用飛秒激光器組建的超快光電流動態(tài)掃描顯示Bi 2 O 2 Se光電探測器具有約1皮秒（10 -12 秒）的本征超快光電流響應時間。化合物由交替堆疊的Bi 2 O 2 和Se層組成，晶體中氧的存在，使其在空氣中具有極佳的穩(wěn)定性，完全可暴露于空氣中存放數(shù)月且保持穩(wěn)定。

產(chǎn)品詳細介紹 探頭式氧氣傳感器O2S  一、產(chǎn)品簡介：  氧氣傳感器采用兩個氧化鋯盤，在其中間是一個密封空間。其中一個盤起的功能是可逆氧氣泵，依次充滿樣品氣和抽空此小空間。另一個盤用于測量氧分壓差比率，得到相對應的傳感電壓。氧化鋯盤作為氧氣泵運行時，需要的700 °C 的溫度由加熱元件產(chǎn)生。氧氣泵使小空間范圍內(nèi)達到額定的最小和最大壓力所花的時間和環(huán)境中氧分壓值具有對應關系。  二、產(chǎn)品特性：  1) 非消耗性的氧化鋯傳感元件  2) 氧壓范圍 2 mbar...3 bar  3) 高穩(wěn)定性和精度，可測量0…100% 氧  4) 對于其他氣體無交叉干擾  5) 無需溫度穩(wěn)定  6) 內(nèi)置加熱元件  7) 加熱器電壓： 4.35 ±0.1 VDC (1.85 A)  8) 允許氣體溫度： -100...400 °C ；  三、產(chǎn)品參數(shù) 

成果與項目的背景及主要用途： 人類通過視覺系統(tǒng)獲取的信息占獲取信息總量的 80%以上，如果說計算機相 當于人類的大腦，那么圖像傳感器則相當于人類的眼睛。圖像傳感器作為圖像信 息獲取最重要和最基本的技術在信息世界中將占據(jù)著極其重要的地位。半導體圖 像傳感器相比傳統(tǒng)的膠片成像具有可實時處理和顯示、數(shù)字輸出、便于儲存和管 理等諸多優(yōu)勢，正在迅速成為圖像傳感器發(fā)展的主導力量。CMOS 圖像傳感器相 對于 CCD 圖像傳感器具有單片集成、低功耗、低成本、體積小、圖像信息可隨 機讀取等一系列優(yōu)點。在手機拍照、PC 攝像、機器視覺、視頻監(jiān)控等諸多領域 已經(jīng)取代了 CCD 圖像傳感器。 技術原理與工藝流程簡介： （1）時間延遲積分型 CMOS 圖像傳感器芯片 通過 0.18μm 1P4M CMOS 工藝完成了對最高 128 級線陣長度為 1024 像素的 TDI 型 CMOS 圖像傳感器芯片的設計、投片和測試工作。 （2）具有緊湊讀出的多次積分動態(tài)范圍擴展 CMOS 圖像傳感器 提出了一種通過多次積分擴展動態(tài)范圍的方法，采用緊湊讀出方式，以降低 對對讀出電路的工作速度要求。成功流片 128×128 陣列原型，動態(tài)范圍可以擴展 39dB,像素讀出時間相對于滾筒是曝光增加了 3 倍。 應用前景分析及效益預測： ?該領域開始向著高清專業(yè)攝像、高精度工業(yè)和醫(yī)療成像、抗輻射太空成像等 專業(yè)高端領域邁進。CCD 傳感器的衰退之勢難以挽回，CMOS 將在未來幾年保 持優(yōu)勢地位。2015 年，CMOS 出貨量將達到 36 億個，份額達 97%；而 CCD 出 貨量將下降到只有 9520 萬個，占 3%份額。 應用領域： CMOS 圖像傳感器廣泛應用于消費類、工業(yè)和科技等各個領域。民用領域： 拍照手機、數(shù)碼相機、可視門鏡、攝像機、汽車防盜等；工業(yè)領域：生產(chǎn)監(jiān)控、 安全監(jiān)控等。 技術轉(zhuǎn)化條件： 四十平方米以上的辦公用房，電腦、工作站若干，相應軟件。也可以和 RFID 天線制造單位，卡片封裝單位共同合作。 合作方式及條件：根據(jù)具體情況面議

該反應器可在較低工作溫度下實現(xiàn)甲醇高效重整制氫，在275oC下可以實現(xiàn)94%以上的甲醇轉(zhuǎn)化率，重整氣中H2含量為74%，CO2含量為25%，CO含量為1%。經(jīng)過36小時連續(xù)測試后性能穩(wěn)定。單片反應器輸出功率約12W。該反應器可與蒸發(fā)器進行集成，用于為小型便攜式燃料電池堆棧供燃料氣。相關研究結(jié)果已發(fā)表SCI論文兩篇，所申請發(fā)明專利處于實質(zhì)審查階段。成熟度：已有樣品技術創(chuàng)新類型：改革創(chuàng)新期望技術合作方式：技術入股

目前，國產(chǎn)集成電路“缺芯少減”的現(xiàn)象非常嚴重，特別是在編程邏輯器件被美國幾家著名大公司所壟斷.國內(nèi)與固外差距巨大，可編程器件目前廣泛應用于通信航天航空導航遙感遙測。大的應用需R和發(fā)展前展。本項目針對嵌入了處理器的SoPC芯片(SystemonPogrammableChip)具有該現(xiàn)狀，與成都華微公司合作,研制了完全自主可控的SoPC芯片。

硅芯片是當代信息技術的核心，當前正向“深度摩爾”（More Moore）和“超越摩爾”（More than Moore）兩個方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應用是“超越摩爾”技術路線中相當重要的一環(huán)，需要數(shù)量巨大的集成電路芯片來分析處理來自外部傳感器件的海量信號。目前，大多數(shù)傳感信號采集器件和信號處理單元均為分離設計，將在整體上產(chǎn)生更大功耗并占據(jù)更大的空間。由此，復旦大學材料科學系教授梅永豐課題組提出了將信號檢測和分析功能集成于同一個芯片器件中的全新概念。作為演示，研究團隊將單晶硅薄膜柔性光電晶體管與智能薄膜材料相結(jié)合和組裝，構(gòu)造了對不同環(huán)境變量進行檢測和分析的柔性硅芯片傳感器及其系統(tǒng)。這一思路不僅具有優(yōu)異的可擴展性，還可與當前集成電路先進制造工藝相兼容。5月2日，相關研究結(jié)果以《面向智能數(shù)字灰塵的硅納米薄膜光電晶體管多功能集成傳感器研究》（“Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust”）為題發(fā)表在《科學進展》（Science Advances）上。研究團隊從器件的傳感機理入手，利用柔性薄膜組裝集成芯片傳感器，實現(xiàn)了多種環(huán)境參數(shù)探測功能的集成。圖1：(A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍色為檢測電流。智能材料在環(huán)境刺激中可以發(fā)生折射率、顏色、晶體結(jié)構(gòu)等方面的光學性質(zhì)變化，但一般需要光譜設備或比色卡才能進行比對。而翻轉(zhuǎn)的硅薄膜光電晶體管由于沒有柵極金屬阻擋功能區(qū)域的光信號吸收，可以更容易獲得高靈敏的傳感特性。利用這一點，研究團隊將多種智能薄膜材料貼合在器件功能區(qū)，智能材料內(nèi)部物理性質(zhì)變化引起了微小光學性能改變，從而表現(xiàn)在輸出的光電流上，因此可以在同一個芯片上實現(xiàn)對多種不同信號的同時檢測。圖1A展示了傳感器件典型的功能層結(jié)構(gòu)，頂層的智能薄膜材料對環(huán)境刺激發(fā)生響應，進而改變下方硅單晶薄膜光電晶體管的輸出信號。具有2微米厚的熱氧化二氧化硅層則作為光電晶體管的封裝，對下方器件進行保護。硅薄膜光電晶體管完全由晶圓級先進集成電路工藝方法制備而成，結(jié)合了傳統(tǒng)硅基光電子器件的高性能和硅納米薄膜超薄厚度下的優(yōu)良柔性。圖1B是貼附于半徑僅為2毫米直徑玻璃管上的柔性器件陣列，表現(xiàn)出良好的彎曲性能。圖1C是單個器件功能區(qū)域的特寫，在藍色虛框部分集成不同智能材料即可實現(xiàn)對不同環(huán)境信號的檢測。圖1D是具有完備傳感與數(shù)據(jù)處理功能的柔性系統(tǒng)合成圖，包括傳感與參比器件、邏輯與存儲單元、信號放大器和電源。研究團隊利用該系統(tǒng)實現(xiàn)了對環(huán)境中濕度的實時、快速檢測，演示的信號為依次減小的三個濕度脈沖。整個過程中直接對環(huán)境變化做出響應的信號，即參比器件與傳感器件輸出電流隨時間的變化如圖1E中所示。當環(huán)境發(fā)生變化（如圖所示通入氫氣），傳感器件的輸出電流大幅增加，而參比電流保持平穩(wěn)，再利用差分電路處理，即可給出所檢測的環(huán)境參數(shù)的值。研究團隊開發(fā)了將智能材料與光電傳感結(jié)合的新穎傳感機制，并將傳感模塊與后續(xù)信號處理等模塊集成在一起，展示了其在氣體濃度、濕度、溫度等多種環(huán)境參數(shù)檢測方面的能力，已經(jīng)初步具備了未來的“智能數(shù)字灰塵”的雛形。該策略也可以應用于其他的數(shù)字傳感系統(tǒng)，在后摩爾時代中將具有巨大的應用潛力。論文主要由李恭謹博士，博士研究生馬喆和尤淳瑜合作完成，并獲得韓國延世大學Taeyoon Lee教授和中科院微系統(tǒng)所狄增峰研究員的合作支持。該工作得到國家自然科學基金委、上海市科委、復旦大學和專用集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室等大力支持。

（ (A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍色為檢測電流 ）