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基于相变材料的片上光电存算一体化器件的研发
现阶段所设计的存算一体器件单元结构如图 1 所示: 器件的基本结构由波导和功能层(由下到上分为加热层、电极层、保护层、相变材料(硫系化合物)层)所构成。拟通过在当前流行的绝缘层上硅(SOI)光子平台上集成四氮化三硅光波导的方式实现器件的光学读取功能,即在非常厚的硅衬底层上生长一层绝缘层二氧化硅和波导层,然后在基片上通过光刻、显影、刻蚀等工艺制备四氮化三硅波导。功能层主要用于实现器件的电学写入功能。加热器层的主要用途是与相变材料层形成电接触,通过较小的接触面积使接触处的热量集中,从而可以在较小的电压或电流下使相变材料发生相变。因此需要加热器层具备较好的导热和导电性能,同时在近 C 波段具有较低的光损耗,可采用石墨烯。电极层可用于提供相变材料器件单元所需要的编程电脉冲。当前拟采用硒掺杂的相变材料合金(如 GSST)作为器件的核心功能层的相变材料。该材料在通信/非通信波段显示了极低的光损耗和更高的品质因数,且相变前后在通信 C 波段具有足够大的光学常数反差,可在更恶劣的高温环境下进行操作,适用于硅基光子器件应用。 采用的主要技术手段包括: ① 依托于相变材料的电致和光致相变特性,通过电学编程、光学读取的方法实现器件的存储、算术运算和逻辑运算功能:  存储功能的实现:拟利用相变材料晶态低透过率和非晶态高透过率分别代表二进制中的‘1’和‘0’,实现数据存储(编程)功能。例如在电极两端施加合适的电脉冲,所产生电流流经加热层时,生成的热量主要集中在加热层和相变材料层接触处,使得接触处的相变材料发生相变,实现存储功能。在完成上述编程操作后,从器件波导输入端输入读取连续光。由于相变材料功能层对光强的吸收能力在编程和非编程区域间存在着显著的差异,因此当输入光经过波导后,其能量会因为相变材料编程区域的吸收而发生改变,进而显著改变输出光强能量。所以通过测量输入输出光强的能量之比(即透过率),可实现对先前编程区域的读取。  算术和逻辑功能的实现:通过调整编程电脉冲的幅度和宽度可以动态调控相变材料的相变程度,使得器件的中间透过率值可用于代表不同的数值,实现多级存储功能。所以拟采用输入脉冲数量对应加数的方法实现标量加法计算。同时由于所设计器件的读取连续光输出功率可视为读取连续光输入功率和器件透过率的乘积,因此可采用将输入功率和透过率作为被乘数和乘数的方法实现基本乘法运算。除此之外还可以将器件功能层的初始状态设置为非晶相,把晶化脉冲幅值和不足以产生晶化的脉冲幅值分别作为输入逻辑‘1’和‘0’;同时设定一个判定阈值并与编程后器件透过率的变化率进行对比,把高于和低于阈值的透过率变化率分别作为输出逻辑 ‘1’和‘0’;通过合理选择编程脉冲有望实现各种逻辑功能输出。 ② 基于器件透射率可调特性验证其实现神经突触的可行性。并依托所设计人工突触构建人工神经网络芯片,实现图像、语音和文本识别功能:  突触可塑性是大脑记忆和学习的神经生物学基础,也是人工类脑器件需要实现的首要功能。为实现突触可塑性,拟把相变材料和波导之间的耦合区域视为仿生神经突触,左右两端电极分别代表突触前和突触后,分别施加在两端电极上的电脉冲则作为突触前和突触后刺激。通过调节从左右两端电极输入耦合区域的电脉冲时间差对耦合区域的光透过率进行连续调控,进而依托于上述存算理论模型和实物器件仿真和实验实现仿生神经突触的脉冲时序依赖可塑性(Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  将不同波长的光脉冲序列输入所设计的突触单元, 经过相变材料的作用,脉冲强度发生变化,对应于乘法器。进而借助于微环结构,将不同波长的脉冲导入进同一波导中,该功能类似加法器。相加后的脉冲光强较小时,读取光与微环发生共振,在输出端口没有光强输出。当光强达到一定的阈值后,读取信号不再和微环发生共振,而是传播到输出端口。这一过程类似神经元脉冲信号的激发,实现了非线性激活函数的功能。利用上述的单个神经元结构,验证其监督式机器学习和非监督式机器学习。对于监督式机器学习,权重的数值通过外部管理器设置;对于非监督式机器学习,不再需要外部管理器来设置权重值,而是通过输出光脉冲进行反馈控制,调整权重值。在单个神经元结构的基础上,更复杂的光学脉冲神经网络结构,证明该结构的可扩展性。拟设计的神经网络中的每一层结构包括三个功能单元,即收集器、分发器和神经突触结构。收集器将上一层不同波长的光脉冲信号收集到同一根波导中,分发器将光脉冲分发给多个神经元,神经突触结构则产生光脉冲信号,输入给下一层结构。基于上述结构实现图片、语音和文本的识别。 创新性分析:①首次研究了一款基于“电学编程、光学读取”模式的光电混合存算一体化器件。与传统电学存算一体化器件相比,拟研发的器件可以进行长距离的信息传输,具有传输带宽高、信号间延迟低、损耗低、抗干扰、集成密度高等优点。②采用硒(Se)掺杂的相变材料作为存算一体化器件的核心功能材料。与采用其他相变材料的存算一体器件相比,以硒参杂的相变材料作为功能材料的存算一体器件有望展现出极低的光损耗。③提出了一种基于“电学脉冲刺激、光学权重调节”的人工神经突触。该突触器件有望成为未来通用型人工神经突触,填补了光电混合型人工突触的技术空白。 先进性分析:①所提出的光电混合工作模式使得该存算一体化器件不但具有传统集成电路的高密度特性,且兼具光通信技术的宽频带、低延迟、抗干扰的优越性能。②所采用硒参杂的相变材料不但继承了传统材料具有的快速相变转化速度、低功耗和稳定性强等特性,且本身在通信波段非晶态透明的同时还保持了相变前后足够大的光学性能差异的特点。③所设计的突触继承了人工电子突触和全光突触的优点,具有高集成度、低功耗、超快响应时间、稳定性强等优点。 独占性分析:根据已取得成果正在撰写专利,以获得该关键技术的独有权。 
南京邮电大学 2021-05-11
间二甲苯绝热硝化制备一硝基间二甲苯新技术
成果与项目的背景及主要用途: 间二甲苯经一硝化可制得 2,4-二甲基硝基苯和 2,6-二甲基硝基苯,再经还原 可分别得到 2,4-二甲基苯胺和 2,6-二甲基苯胺,广泛应用于染料、医药、橡胶助 剂及塑料等领域,是重要的有机中间体之一。目前的混酸常规硝化法,反应温度 低,耗水、耗能大,反应时间长,过程不易控制,废酸难处理。因此开发先进的 间二甲苯一硝化方法很重要。 本工艺首次采用间二甲苯绝热硝化制得硝基间二甲苯。绝热硝化反应开始后, 利用自己反应放出的热来提高物料的反应温度。虽然混酸浓度不断降低,但由于 反应温度的提高,因此仍能使混酸具有足够的硝化能力,从而保证了反应速度。 该法比常规混酸硝化优点多,如反应温度高,无需冷却水,耗能小,反应时间仅 为半小时,设备生产能力比常规硝化法提高至少 2 倍。所用设备仅为常规的硝化 及分离设备,无需特殊加工。硝化后废酸可经闪蒸后全部回用,减少了环境污染。 技术原理与工艺流程简介: 间二甲苯与混酸经良好搅拌混合后,快速绝热升温进行硝化反应,反应结束 后硝化分离得硝基物和高温废酸。硝基物供进一步还原,可以制备其它有机物或 中间体。高温废酸经闪蒸提浓可回收再利用。 技术水平及专利与获奖情况: 已完成成熟小试工艺,国内外技术领先。本技术可降低能耗 50~60%,收率 提高 5~10%,硝基物收率可大于 95%,二硝基物小于 6000ppm,原料消耗定额 降低 5~10%,设备生产能力提高约 2 倍。 应用前景分析及效益预测: 绝热硝化法不仅可服了常规硝化法的诸多不足,而且具有许多新优点。用本 技术生产一硝基间二甲苯,可使成本下降约 10%。按年产 600 吨计,可比常规 法净增利润 200 多万元。并可回收利用废酸,解决废酸污染问题。 应用领域:有机中间体。 技术转化条件(包括:原料、设备、厂房面积的要求及投资规模): 25天津大学科技成果选编 生产规模及产量:600 吨/年。 所需厂房面积:300m2。 主要设备:硝化锅、硝化分离器、硫酸高位槽、硝酸高位槽、混酸高位槽、 混酸配制罐、稀碱配制罐、稀碱高位槽、水洗及分离器、碱洗及分离器、闪蒸器、 真空泵。 主要原材料及来源:间二甲苯、硫酸、烧碱、硝酸,国内均有现货供应。 设备投资:110 万元。 合作方式及条件:面议。 
天津大学 2021-04-11
一个新的细胞因子在抑制炎症和抑制肥胖的开发应用
项目简介 该成果在国际上首次发现并研究了一种新的人类细胞因子重组蛋白,可以用于治疗炎症和肥胖,实验室动物实验结果显示能够明显抑制急、慢性炎症;抑制肥胖、抑制脂肪肝形成、降低血糖并提高胰岛素的敏感性,动物实验结果明确。重组真核蛋白与重组原核蛋白(大肠杆菌表达)具有同样的生物学活性。这个基因的转基因老鼠未见任何异常(类似长毒实验)。希望寻求感兴趣的企业,进一步开发该项目成为我国真正的I类新的生物药。应用范围 该成果主要用于治疗溃疡性结肠炎、结肠癌;抑制肥胖和脂肪肝;抑制血糖升高。具有良好的潜在应用前景。 项目阶段 该项目目前主要进行了实验室的研究,包括细胞水平和动物实验以及作用机制研究。知识产权 已经申请3项发明专利,其中2项已授权,具有自主知识产权。合作方式 共同开发、技术转让。
北京大学 2021-04-11
基于超表面的光偏振控制的透反射一体式转换器
本发明涉及一种基于超表面的光偏振控制的透反射一体式转换器,包括上层的纳米二聚体阵列和下层的衬底,衬底平面为xy轴平面,x轴垂直于y轴,两个结构材质完全相同的半导体圆柱体纳米结构间隔固定距离排列构成纳米二聚体,纳米二聚体中两个圆柱体中心连线方向为二聚体轴方向,即x轴方向;衬底平面上的纳米二聚体阵列为沿x轴、y轴周期排列的纳米二聚体阵列。
上海理工大学 2021-04-10
一类自愈型超交联高分子-金属有机笼(HCMOPs)复合膜
南开大学化学学院张振杰研究员与利默里克大学的MichaelJ.Zaworotko教授、药物化学生物学国家重点实验室陈瑶研究员合作,首次提出超交联金属有机笼(hypercrosslinkedMOPs,简称HCMOPs)的概念,并成功制备一类新型的高分子-金属有机笼复合膜,即将可溶性的MOPs作为共聚单体参与聚合反应,同时MOPs作为高连接结点赋予膜材料优异的性能。该复合膜继承了MOPs(例如阳离子性质和永久孔隙率)和聚合物(例如自愈合能力、抗菌活性、高水通量和良好加工性)的优点。将MOPs引入高分子后,可显著提高膜材料的机械性能和选择性分离性能。自愈性能和抗菌活性也进一步扩大了HCMOPs膜的潜在用途(例如杀死病原体和改善膜的耐久性等),有望用于治理水资源中的病原体污染。HCMOPs膜不仅克服了传统混合基质膜的trade-off效应,并且提出一种用于制备高分子-MOPs复合膜的新方法。这个方法同样适用于其他可溶性多孔材料和其他高分子基质,为MOPs和膜材料的发展提供了一种新的方向。
南开大学 2021-04-10
OBC(充电机)+DC-DC二合一集成车载电源
普及电动汽车已成为国家实现节能减排的重要战略举措,而充电技术正是实现电动汽车普及的关键支撑技术。车载电源包括车载充电机(OBC)和DC-DC两个部分。OBC由两级构成,前级将电网交流电高效、高功率因数地转换为360V直流电,后级负责为动力电池组高效充电,完成200V~450V电压调节和电气隔离功能。DC-DC负责将动力电池组高电压高效地转换为14V直流电,为蓄电池充电,同时实现电气隔离。目前,市面上乘用车和大巴车两大类电动车,其动力电池母线电压范围分别为200-450V和450-800V。考虑DC-DC通用性,要求DC-DC在200V-800V的宽输入电压范围下为蓄电池充电,从而覆盖乘用车和大巴车两种车型的充电,实现一机多用。DC-DC的宽输入电压高变比也是本项目的特色所在。车载充电机和DC-DC的集成,具有优化束走向、易于整车布局、优化空间、降低整车重量及优化成本的多方面优势。
厦门大学 2021-04-11
一类调控CCR5和CXCR4基因的融合蛋白及方法
一种类转录激活因子(TranscriptionActivatorLikeEffectors,TALE),其特征在于所述类转录激活因子(TALE)能够与人类CCR5基因活性区域或者CXCR4基因活性区域中的DNA片段识别并结合,所述人类CCR5基因活性区域一共有3个,所述CXCR4基因活性区域一共有2个。TALE与核酸内切酶连接形成融合蛋白TALEN,利用该TALEN对CCR5基因或者CXCR4基因的特定位点进行剪切,可以使得进行基因调控后的细胞具备抵御HIV病毒的能力。
清华大学 2021-04-10
成都链安科技有限公司一站式区块链安全服务平台
作为中国信通院可信区块链联盟理事单位、全国信息安全标准化技术委员会成员单位、北京金融科技产业联盟会员单位、四川省区块链协会理事单位、区块链金融联盟理事单位,中国信通院区块链安全检测唯一的技术合作单位、国家互联网应急中心的“区块链安全技术检测中心”的技术合作单位,链安科技参与了工信部多项区块链安全标准和白皮书的撰写,参与《四川省区块链产业白皮书(2019年)》撰写,并入选工信部2018、2019《中国区块链产业白皮书》。链安科技以网络安全、形式化验证、人工智能和大数据分析四大技术为核心,打造了面向区块链全生态安全的『Beosin一站式区块链安全服务平台』。『Beosin一站式区块链安全服务平台』包含『四大核心安全产品』和『八大明星安全服务』,为区块链企业提供安全审计、虚拟资产追溯与AML反洗钱、安全防护、威胁情报、安全咨询和应急等全方位的安全服务与支持,实现区块链系统『研发→运行→监管』全生命周期的安全解决方案。申请软件发明专利和著作权16项,并以用户需求为根本,致力于搭建起我国“自主创新、自主可控”的区块链安全技术和保障体系,已经成为政府、公安、工信部、网信办、金融、军队、执法监管部门等的首选品牌。荣获『2018全国首届中小微企业『SaaS』应用创新创业大赛冠军』、『2018中国区块链企业百强榜』、『2018年度最专业安全服务机构』、『2019中国区块链安全领军企业』、『2019最佳区块链数据安全团队』、『2019年度区块链安全服务机构』、『2019年度区块链技术突破奖』、『2019产业区块链安全卫士』、『2019中国区块链技术创新典型企业』、『2019最佳安全服务机构』、『2019区块链百强企业』、2020首届人民网内容科技创新创业大赛全国总决赛『创业人气奖』等荣誉。点击上方按钮联系科转云平台进行沟通对接!
电子科技大学 2021-04-10
集直立运送与归集于一体的旋转导向秸秆收集装置
本发明属于农业机械技术领域,涉及一种应用于秸秆收割机的秸秆收集装置。秸秆收集装置,设置在秸秆收割机收割台处,其特征在于:包括上拨叉结构、中拨叉结构和下拨禾钩结构,所述上拨叉结构包括传动轴、安装在传动轴上的传动齿轮和分别安装在传动轴两端的两个上拨叉体,所述传动轴的两端分别为连接臂,传动轴与连接臂轴接,两个连接臂分别与两个上拨叉体轴接;所述传动齿轮与动力驱动装置相连;所述中拨叉结构包括拨叉杆和安装在拨叉杆上的中拨叉体;所述下拨禾钩结构包括禾钩杆和安装在禾钩杆上的禾钩,所述上拨叉体、中拨叉体和禾钩均为杆状结构,三者的方向近似平行。该装置可以有效控制秸秆的运送方向,保证秸秆的直立归集,定量定向的归集与堆放,方便对其捆扎成型。
青岛农业大学 2021-04-11
一个新的细胞因子在抑制炎症和抑制肥胖的开发应用
该成果在国际上首次发现并研究了一种新的人类细胞因子重组蛋白,可以用于治疗炎症和肥胖,实验室动物实验结果显示能够明显抑制急、慢性炎症;抑制肥胖、抑制脂肪肝形成、降低血糖并提高胰岛素的敏感性。已经申请3项发明专利其中2项已授权,具有自主知识产权。动物实验结果明确。重组真核蛋白与重组原核蛋白(大肠杆菌表达)具有同样的生物学活性。这个基因的转基因老鼠未见任何异常(类似长毒实验)。希望寻求感兴趣的企业,进一步开发该项目成为我国真正的I类新的生物药。
北京大学 2021-02-01
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