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寧波大學(xué)晶體材料實驗室在國際上首次成功開發(fā)鎢酸鎘(CWO)閃爍單晶的坩堝下降法生長技術(shù)，自主掌握CWO單晶材料制備專利技術(shù)。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 閃爍單晶是廣泛應(yīng)用于高能射線探測成像技術(shù)的光學(xué)功能材料。寧波大學(xué)晶體材料實驗室在國際上首次成功開發(fā)鎢酸鎘(CWO)閃爍單晶的坩堝下降法生長技術(shù)，自主掌握CWO單晶材料制備專利技術(shù)。近年來所制備閃爍單晶性能完全達(dá)到射線探測器制造所要求實用化指標(biāo)，CWO閃爍單晶材料可廣泛應(yīng)用于安檢設(shè)備、集裝箱檢查系統(tǒng)、CT診療儀等技術(shù)領(lǐng)域。迄今已經(jīng)形成單晶原坯、多規(guī)格晶片和單晶陣列的批量生產(chǎn)能力，相關(guān)材料產(chǎn)品已銷往國內(nèi)外相關(guān)射線探測成像設(shè)備制造廠商。 

針對汽車電子、5G通訊基站、航空航天及電力電子設(shè)備等功率電子元器件難以在高溫、大電流/電壓、潮濕等惡劣工作環(huán)境下服役的難題，并且要求芯片封裝互連接頭尺寸更小、高溫穩(wěn)定性更好、可靠性更高，本團(tuán)隊首次采用超聲輔助納米燒結(jié)的新型互連工藝，利用納米銀包銅顆粒作為焊料，成功獲得大功率器件高溫高可靠服役要求的互連接頭，為高功率芯片貼裝高導(dǎo)熱界面制造提供了新材料和新工藝。

本項目通過多年研究，發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)/結(jié)構(gòu)在太赫茲波段產(chǎn)生的共振、吸收、折射、濾波、偏振等多種新現(xiàn)象和新效應(yīng)。發(fā)展了太赫茲波物質(zhì)探測、低損傳輸、高速控制和光譜成像的新手段和新方法。在太赫茲波譜應(yīng)用和功能器件研究方面取得了重要進(jìn)展，研制出多種實用化的太赫茲功能器件。近5 年來在Appl. Phys. Lett., Optics Letter, Optics Express, J. Opt. Soc. Am.等國際主流期刊上總共發(fā)表SCI 論文57 篇。申請國家發(fā)明專利22 項，已授權(quán)專利7 項。本項目多項研

本發(fā)明公開了一種基于憶阻器件的神經(jīng)元電路，本發(fā)明中，突 觸陣列的憶阻器選用部分易失性雙極性電阻轉(zhuǎn)變器件，表達(dá)神經(jīng)元膜 電位的憶阻器選用易失性電阻轉(zhuǎn)變器件，構(gòu)建神經(jīng)元電路，并具有突 觸基本單元。該神經(jīng)元電路能夠?qū)崿F(xiàn)生物神經(jīng)元中的整合放電功能， 表達(dá)出局部分級電位，突觸具有部分易失性，可以表達(dá)活動時序相關(guān) 的可塑性，與生物學(xué)上神經(jīng)元與突觸在信息存儲、傳遞與處理方面有 極大相似性。本發(fā)明可以為硬件模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供基

新型光電器件中載流子傳輸層與金屬鹵化物鈣鈦礦單晶異質(zhì)原位集成的關(guān)鍵問題，在無機(jī)電子傳輸層上異質(zhì)原位生長高質(zhì)量全無機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦單晶方面取得研究進(jìn)展 在全無機(jī)電子傳輸層

本發(fā)明公開了一種隧道結(jié)單元及磁隨機(jī)存儲器，包括依次連接 的第一電極、第一自由層、非磁性絕緣層、釘扎層和第二電極，還包 括連接在第一電極與第一自由層之間的第二自由層，第二自由層的橫 截面積小于自由層的橫截面積；第二自由層和第一自由層一起形成了 復(fù)合自由層結(jié)構(gòu)；第二自由層用于聚集電流，使得第二自由層處的電 流密度大于第一自由層處的電流密度，從而使得第二自由層的磁矩先 于第一自由層發(fā)生翻轉(zhuǎn)；由于第二自由層和第一自由層之間的

本發(fā)明公開了一種隧道結(jié)單元及磁隨機(jī)存儲器，包括依次連接 的第一電極、第一自由層、非磁性絕緣層、釘扎層和第二電極，還包 括連接在第一電極與第一自由層之間的第二自由層，第二自由層的橫 截面積小于自由層的橫截面積；第二自由層和第一自由層一起形成了 復(fù)合自由層結(jié)構(gòu)；第二自由層用于聚集電流，使得第二自由層處的電 流密度大于第一自由層處的電流密度，從而使得第二自由層的磁矩先 于第一自由層發(fā)生翻轉(zhuǎn)；由于第二自由層和第一自由層之間的

（一）項目背景 當(dāng)前以硅、砷化鎵為代表的第一和二代半導(dǎo)體接近其物理極限，以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是當(dāng)前國際競爭熱點，也是我國發(fā)展自主核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)換道超車的難得機(jī)遇。氮化鎵（GaN）特別適合制作高頻、高效、高溫、高壓的大功率微波器件，是下一代通信、雷達(dá)、制導(dǎo)等電子裝備向更大功率、更高頻率、更小體積和抗惡劣環(huán)境（高溫抗輻照）方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。 目前氮化鎵基射頻器件已接近于商用，需解決從走出實驗室到小量中試的最后“1 公里”，重點攻克其在可靠性工藝和量產(chǎn)穩(wěn)定性的瓶頸。 以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體是當(dāng)前國際競爭熱點，也是我國發(fā)展自主核心半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)換道超車的難得機(jī)遇。 半導(dǎo)體作為信息時代的“糧食”，將成為 5G 基建、特高壓、城際高鐵和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等“新基建”七大領(lǐng)域發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。而氮化鎵為代表的寬禁帶半導(dǎo)體先進(jìn)電子器件，憑借其高效、高壓、高溫等優(yōu)勢，將在“新基建”中大放異彩，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件的技術(shù)瓶頸，滿足更高性能器件要求。 （二）項目簡介 5G 要求更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，發(fā)射機(jī)的效率會出現(xiàn)指數(shù)級的下降。這種下降可以使用包絡(luò)跟蹤技術(shù)來修復(fù)，該技術(shù)已經(jīng)在較新的 4G/LTE 基站以及蜂窩電話中采用。基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用 GaN 技術(shù)才能實現(xiàn)。諸如 GaN 助力運(yùn)營商和基站 OEM 等實現(xiàn)了 5Gsub-6-GHz 和 mmWave 大規(guī)模 MIMO 的目標(biāo)。 GaN 可以說為 5Gsub-6-GHz 大規(guī)模 MIMO 基站應(yīng)用提供了眾多優(yōu)勢：1、在 3.5GHz 及以上頻率下表現(xiàn)良好，對比其他產(chǎn)品優(yōu)勢明顯。2、GaN 的特性能轉(zhuǎn)化為高輸出功率，寬帶寬和高效率。采用 DohertyPA 配置的 GaN 在 100W 輸出功率下的平均效率達(dá)到 50%至 60%，明顯降低了發(fā)射功耗。3、在高頻和寬帶寬下的效率意味著大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)可以更緊湊。4、可在較高的工作溫度下可靠運(yùn)行，這意味著它可以使用更小的散熱器。 根據(jù) Strategy Analytics 的數(shù)據(jù)，預(yù)計 5G 移動連接將從 2019 年的 500 萬增長到 2023 年的近 6 億。所以需求還將不斷上漲。 根據(jù)Strategy Analytics的數(shù)據(jù)，預(yù)計5G移動連接將從2019年的500萬增長到2023年的近6億。所以需求還將不斷上漲。 Efficient Power Conversion 的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Alex Lidow 討論5G時也說道：“基站中的包絡(luò)跟蹤需要高速，高功率和高電壓，這些只有使用GaN技術(shù)才能實現(xiàn)。根據(jù)Yole Development公司發(fā)布的2018年度報告數(shù)據(jù)顯示，隨著全球整體數(shù)據(jù)流量的激增，我國5G產(chǎn)業(yè)將迎來大規(guī)模的需求增長。預(yù)計到2022年，我國5G基站規(guī)模將達(dá)到千億市場，5G基站數(shù)量將達(dá)百萬個。所以未來氮化鎵基射頻器件是5G通信基站收發(fā)端的核心。 氮化鎵基射頻器件是華為和中興發(fā)展 5G 通信產(chǎn)業(yè)的核心器件，西安電子科技大學(xué)氮化鎵射頻器件研究團(tuán)隊自 2016 年起就與華為西安研究所、中興西安研究所等國內(nèi)主流5G通信公司協(xié)同攻關(guān)開展氮化鎵基射頻器件的研究，目前承擔(dān)的流片服務(wù)項目合計約 500 萬元。 2017 年，西安電子科技大學(xué)與西安市高新區(qū)、西電電氣集團(tuán)等聯(lián)合成立“陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心”，中心致力于推動陜西第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)以氮化鎵為代表的射頻器件、功率器件等加速產(chǎn)業(yè)化，2019 年團(tuán)隊向陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心轉(zhuǎn)讓專利 35 項，作價 2000 萬元，雙方正在聯(lián)合推進(jìn)搭建第三代半導(dǎo)體中試平臺，平臺將會立足西安，服務(wù)全國，提升氮化鎵基射頻器件量產(chǎn)工藝可靠性，實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。 （三）關(guān)鍵技術(shù) 本項目由西安電子科技大學(xué)作為技術(shù)攻關(guān)的主要單位，制定技術(shù)路線，保障國家重大科技專項“高效 GaN 微波功率器件及可靠性研究”和“5G 移動通信 GaN 芯片可靠性機(jī)理研究”研究，與華為和中興聯(lián)合開展工程合作項目實施，加快解決器件工藝可靠性工程問題，重點開展氮化鎵微波功率與太赫茲器件工程技術(shù)研究，突破高性能低缺陷外延材料生長、高效率高可靠氮化鎵微波功率器件工藝技術(shù)等關(guān)鍵瓶頸問題，協(xié)助規(guī)模量產(chǎn)高效率 S-Ku 波段典型氮化鎵功率器件和模塊、5G 基站核心射頻模塊。

近日，清華大學(xué)航院、柔性電子技術(shù)研究中心馮雪教授課題組在《國家科學(xué)評論》（National Science Review）在線發(fā)表了題為“可抑制運(yùn)動噪聲的類皮膚可穿戴連續(xù)血壓監(jiān)測系統(tǒng)”（Wearable skin-like optoelectronic systems with suppression of motion artifact for cuff-less continuous blood pressure monitor）的論文，描述了課題組制備的一種柔性超薄光電傳感器件與電路系統(tǒng)，能夠自然貼附在人體皮膚上實現(xiàn)醫(yī)學(xué)意義上的連續(xù)血壓和血氧測量，并實時無線傳輸數(shù)據(jù)到智能設(shè)備終端。該系統(tǒng)利用類皮膚可延展傳感技術(shù)建立了新型連續(xù)血壓測量方案，為解決血壓和血氧長期動態(tài)監(jiān)測提供了一條新途徑。同時，此類柔性可穿戴設(shè)備是遠(yuǎn)程醫(yī)療的重要突破，能夠為遠(yuǎn)程監(jiān)測提供醫(yī)療級硬件，解決精準(zhǔn)醫(yī)療數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程獲取難題。 類皮膚連續(xù)血壓監(jiān)測系統(tǒng)示意圖 心血管疾病及其相關(guān)并發(fā)癥已經(jīng)成為威脅人類生命和健康的重大隱患。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）估計，每年大約有1790萬人死于心血管相關(guān)疾病，占全球死亡總數(shù)的31％。目前，最常用的血壓測量方案為袖帶加壓法。該方法需要袖帶捆綁在人體手腕或手臂處，測量過程不方便，也無法實現(xiàn)連續(xù)血壓監(jiān)測，影響個人的生活質(zhì)量和自我監(jiān)測長期依從性，在便利性及連續(xù)測量等關(guān)鍵問題上仍未突破。 類皮膚血壓監(jiān)測器件實物圖 針對上述問題，馮雪教授課題組發(fā)展了基于光學(xué)原理的血壓監(jiān)測方案，利用生物兼容性材料制備了可以與人體自然共形貼附的光電系統(tǒng)。通過測量血液對不同波長的光波吸收情況，判斷血液的容積和流速變化，從而測量出血氧和血壓值。 馮雪課題組結(jié)合多年的力學(xué)研究基礎(chǔ)和可延展柔性電子器件設(shè)計經(jīng)驗，通過虛功原理建立了專門應(yīng)用于柔性光電子系統(tǒng)的血壓測量模型，并提出了基于多波長測量的光路差分方法，用來抑制由人體活動等帶來的噪聲干擾，從而精確測量脈搏波播速，實現(xiàn)連續(xù)血壓的精確監(jiān)測并動態(tài)實時傳輸?shù)街悄芙K端。臨床試驗表明，與有創(chuàng)連續(xù)血壓測量相比，該類皮膚血壓監(jiān)測系統(tǒng)測量的血壓值絕對誤差小于10 mmHg，具有重要的臨床應(yīng)用價值。 清華大學(xué)馮雪課題組長期致力于研究可延展／超柔性等超常規(guī)微器件與大規(guī)模集成技術(shù)，所發(fā)展的柔性電子技術(shù)應(yīng)用于健康醫(yī)療、智能感知及重大裝備，近年來在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）、《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）、《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）、《力學(xué)和固體物理學(xué)期刊》（Journal of the Mechanics and Physics of Solids）等期刊發(fā)表一系列高水平論文。 航院、柔性電子技術(shù)研究中心李海成博士為文章第一作者，馮雪教授為論文通訊作者，參與該工作的還有北京清華長庚醫(yī)院許媛主任團(tuán)隊。該項研究得到了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）、國家自然科學(xué)基金等的資助。