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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）兩個方向發展。物聯網（IoT）應用是“超越摩爾”技術路線中相當重要的一環，需要數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，將在整體上產生更大功耗并占據更大的空間。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合和組裝，構造了對不同環境變量進行檢測和分析的柔性硅芯片傳感器及其系統。這一思路不僅具有優異的可擴展性，還可與當前集成電路先進制造工藝相兼容。5月2日，相關研究結果以《面向智能數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，實現了多種環境參數探測功能的集成。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的光學顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統構造圖；(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。智能材料在環境刺激中可以發生折射率、顏色、晶體結構等方面的光學性質變化，但一般需要光譜設備或比色卡才能進行比對。而翻轉的硅薄膜光電晶體管由于沒有柵極金屬阻擋功能區域的光信號吸收，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，智能材料內部物理性質變化引起了微小光學性能改變，從而表現在輸出的光電流上，因此可以在同一個芯片上實現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構，頂層的智能薄膜材料對環境刺激發生響應，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，結合了傳統硅基光電子器件的高性能和硅納米薄膜超薄厚度下的優良柔性。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，表現出良好的彎曲性能。圖1C是單個器件功能區域的特寫，在藍色虛框部分集成不同智能材料即可實現對不同環境信號的檢測。圖1D是具有完備傳感與數據處理功能的柔性系統合成圖，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實現了對環境中濕度的實時、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。當環境發生變化（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，再利用差分電路處理，即可給出所檢測的環境參數的值。研究團隊開發了將智能材料與光電傳感結合的新穎傳感機制，并將傳感模塊與后續信號處理等模塊集成在一起，展示了其在氣體濃度、濕度、溫度等多種環境參數檢測方面的能力，已經初步具備了未來的“智能數字灰塵”的雛形。該策略也可以應用于其他的數字傳感系統，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的光學顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統構造圖；(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 ）

高效率制備高品質氮化鋁薄膜，并研究應用于 4G、5G 通信(智能手機和基站)的高頻濾波器。制備薄膜質量高于現有工藝，制備效率提高十倍以上。作為制備濾波器的關鍵薄膜性能指標，薄膜的取向性良好（XRD搖擺曲線半高寬2度左右）， 薄膜表面起伏小于 1 納米；薄膜制備效率比傳統工藝提高 10 倍以上 

CZTS薄膜太陽電池：雖然CIGS 是目前薄膜太陽能電池中光電轉換效率最高的太陽能電池，但是由于In和Ga元素是稀有金屬，在面向大規模生產時受到元素稀缺的制約。有機-無機雜化鈣鈦礦太陽電池：將無機材料電子遷移率高、機械性能良好、穩定性高和有機材料光吸收率較高、易加工的優點加以整合，發揮協同效應，提高光伏電池的整體性能，是未來太陽能電池最重要的研究方向。

LPKF ProtoLaser R4可針對敏感基材實現高精度加工

利用稀土元素有未充滿的 4f 殼層和 4f 電子被外層電子屏蔽的特性，將稀土 鋁酸鹽基質移植到聚合物基體中，生成具有夜光性的蓄光型紡絲液，所紡出的纖 維在受光時捕集激發態電子，停止光照后持續的發光躍遷。該項目得到了國家 “863”計劃和國家自然科學基金的資助。稀土夜光纖維是以紡絲原料為基體， 添加長余輝稀土鋁酸鹽發光材料，經特種紡絲制成夜光纖維。該夜光纖維吸收可 見光 10 分鐘，便能將光能蓄貯于纖維之中，在黑暗狀態下持續發光 10 小時以 上。夜光纖維色彩絢麗，且不需染色，是環保高效的高科技產品。該纖維及其織 物可廣泛應用于建筑裝潢、交通運輸、夜間作業、日常生活及娛樂服裝等領域。 目前，本研究室研發的夜光纖維已成功實現產業化，并得到企業，社會的廣泛好 評，取得了良好的經濟和社會效益。298 2 關鍵技術 （1）采用高溫固相法控制制備不同色光的高效儲能稀土夜光材料； （2）通過表面改性和功能助劑的雙重作用實現夜光材料在不同基體材料的 均勻分散； （3）通過復合紡絲技術制備不同色光的夜光纖維，同時保證其力學性能； （4）只需吸收紫外光或可見光 10 分鐘，便可持續 10 小時以上發光。 3 知識產權及項目獲獎情況 發表學術論文 30 余篇；申請專利 15 項，授權專利 3 項；所獲獎項： 2005 獲得江蘇省科技進步二等獎，2013 年獲紡織工業協會科技進步二等獎， 2013 年獲中國商業聯合會科技進步一等獎 4 項目成熟度 實現產業化生產。 5 投資期望及應用情況 目前已與部分企業合作，將夜光纖維應用于玩具、服裝等領域。 

本項目屬于電子信息功能材料技術領域。 特色及先進性：為了實現同一種單晶薄膜即可應用于磁光器件，又可應用于微波器件中，本項目提出了鉍镥鐵石榴石（BiLuIG）薄膜的設計體系，為了使其同時具有良好的磁光和微波特性，本項目很好的根據晶格匹配原則設計了材料配方，并選用無鉛液相外延技術，大大提高了薄膜的性能。本項目提出了在釓鎵石榴石（GGG）襯底上直接外延大口徑磁光BiLuIG單晶體的思路，解決我國無大晶格常數摻雜釓鎵石榴石（SGGG）晶圓片技術、無鉛液相外延大尺寸BiLuIG晶體圓片的不足，突破純GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶體這一難點科學問題。研究內容包括：（1）BiLuIG薄膜材料的配方設計研究：基于四能級躍遷模型，并結合離子替代規律和多離子摻雜技術，尋找最佳配方；（2）液相外延單晶薄膜材料的工藝技術研究：包括薄膜均勻性、缺陷控制、無鉛配方、生長速率和薄膜鏡面條件控制等；（3）材料在器件中的驗證研究，設計制備平面波導型磁光開關對材料磁光性能的驗證。 技術指標：（1）建成了我國第一條大尺寸磁光單晶薄膜液相外延的生產線，最大尺寸達到3英寸，單面薄膜厚度達到1μm－20μm。（2）單晶薄膜具體微波和磁光參數：4πMs=1500-1750Gs，△H=0.6-2.0Oe，Θf≥1.6-2.1度/μm＠633nm。（3） 掌握了進行單晶薄膜材料在磁光和微波器件中的設計、制備和測試工作。 促進科技進步作用意義：本項目突破了我國在3英寸石榴石系列單晶體材料以及相關器件研究上的瓶頸技術，獲得了高法拉第效應和低鐵磁共振線寬的大尺寸高質量石榴石單晶薄膜材料。滿足了國內在磁光、微波及毫米波集成器件方面對石榴石系晶體材料的需求，擺脫了完全依賴進口、受制于人的不利局面。該項目研制的材料已提供給中電集團41所、美國Delaware大學、天津大學、中國工程物理研究院、深圳市通能達電子科技有限公司（中電九所下屬）、陜西金山電器有限公司（4390廠）等單位使用，并為中電集團9所、33所等單位提供批量樣品，用于制備磁光和微波器件，受到好評。

本項目提出了在釓鎵石榴石（GGG）襯底上直接外延大口徑磁光BiLuIG單晶體的思路，解決我國無大晶格常數摻雜釓鎵石榴石（SGGG）晶圓片技術、無鉛液相外延大尺寸BiLuIG晶體圓片的不足，突破純GGG基片上外延超厚（1-20μm）磁光晶體這一難點科學問題。

本發明公開了一種基于紅外成像的薄膜測厚儀，包括光源、準直透鏡、分光棱鏡、參考路散射玻璃、參考路紅外濾光片、參考路反 射鏡、測量路散射玻璃、測量路紅外濾光片、測量路反射鏡、半透半 反分光鏡、成像透鏡、CCD；測量時參考物經反射鏡、分光鏡和成像 透鏡成像到 CCD 光敏面，被測物經反射鏡和成像透鏡也成像到 CCD 光敏面，CCD 將圖像傳送至計算機，經圖像處理后根據圖像的灰度值 求得被測物的厚度；如此形成雙光路測量系統，避免了光源光強變化 的影響；使用散射光透射成像的測量體系，避免了傳統紅外測厚裝置 中存在的干涉影響；設置具有多個局部標準厚度的參考物，該裝置可 以獲取參考物各個局部標準厚度，從而能夠更加精確地測量薄膜厚度。