本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 基于新材料、新架构的硅基高密度集成信息功能器件的自主发展是国家重大战略需求。本项目围绕新型低维半导体材料的大规模可控制备、物性调控及其电子、光电器件展开系统研究，主要技术创新点有： 一、二维半导体材料及其异质结构的大规模可控制备。本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。在晶圆级二维半导体材料的基础上构建出大规模的二维异质结构，得到了具有高可靠性和稳定性的集成器件。相关成果发表在Science Advances、Advanced Materials等国际知名刊物上，共计40余篇，授权专利16项；与中国电子科技集团公司第十三研究所等合作，成功实现了非层状GaN在大失配硅基衬底上的高质量外延，为第三代半导体的硅基集成提供了新的技术路线。 二、基于低维半导体材料的高灵敏光电器件。本项目通过发展高质量硫族半导体的外延生长新工艺，系统研究了MoTe2、PbS、CdTe等30余种二维半导体材料的光电性质，极大地拓展了传统的半导体光电材料体系；首次提出一种桥接的异质结构筑方式，大大降低了范德华间隙引入的光生载流子注入势垒，获得了高性能二维异质结光电器件；发展了纳米线场效应晶体管器件表面修饰方法，调节晶体管特性为强增强型，利用这种设计，实现了“锁钥”式高选择性、高灵敏度气体检测器件。本项目实现了从深紫外区到中远红外区的宽波段高灵敏度检测，相关成果发表在Science Advances、ACS Nano等国际知名刊物上，共计30余篇，授权专利6项。 三、后摩尔时代新型低维电子信息器件。本项目基于低维半导体材料及其异质结构的物性调控，首次提出了二维半导体材料中的“增强陷阱效应”物理模型，实现了高性能的亚带隙红外探测器和非易失性光电存储器；利用双极性沟道中横向载流子分布的特定电场依赖性，在二维黑磷晶体管中实现了室温负微分电阻特性；通过构筑亚5 nm沟道二维铁电负电容晶体管，使得亚阈值摆幅突破玻尔兹曼物理极限，有效降低了器件能耗；创新性的提出多层二维范德华非对称异质结构，实现了器件高性能与多功能的集成，器件性能为当时最高指标；发展了新型存算一体架构电子器件技术，首次演示了兼具信息存储和处理能力的二维单极性忆阻器，有望突破当前算力瓶颈，提供集成电路发展的新途径。相关成果发表在Nature Electronics、Nature Communications等国际知名刊物上，共计60余篇，授权专利7项。

本发明公开了一种非易失性高密度三维半导体存储器件，该存 储器件由芯壳型纳米线作为 NAND 串组成，所述 NAND 串垂直于衬 底。利用芯壳型纳米线作为 NAND 串制作存储器件，不仅使器件的结 构更加简单，也减少了原有器件制作过程中复杂的制造工艺步骤，简 化了制备过程，对降低制造成本有积极作用

本发明公开了一种传输线和漏波天线复用器件及其波束扫描方法，所述器件包括介质基板，分别位于介质基板上下表面的金属条带和金属地板，以及通过过孔连接金属地板和金属条带的周期性交替排列的电容和变容二极管。金属条带包括两端的渐变微带线结构和中间的人工表面等离激元结构。当变容二极管的容值与固定电容的容值一致时，该器件的表面阻抗一致，实现传输线的功能；当变容二极管的容值与固定电容的容值不一致时，该器件的表面阻抗得到周期性调制，实现漏波天线辐射功能。采用电压作为调节手段，随着电压的改变能够实现波束定频扫描； 该器件制造简单、操作方便、容易集成，只需要一步光刻过程，不仅节省造价，而且避免了多层结构引发的加工误差。

本发明公开了一种基于光纤声光模互作用的温度和应变同时测 量方法，利用光纤中激发的某一个光模与对应激发的多声模之间的互 作用产生多峰布里渊增益谱，从多峰布里渊增益谱中任意选取两个增 益峰的某一特征量进行比对测量，或任意选取一个增益峰的某两个特 征量进行比对测量，获取布里渊频移和/或布里渊增益系数随温度和应 变的感知灵敏系数，构成系数矩阵，通过求解矩阵方程获取温度和应 变，实现温度和应变的同时测量；本发明提供的温度和应变同时测量 方法，在消除温度和应变交叉敏感不利影响的同时，无需引入额外的 测量机制或设

本发明公开了一种基于光纤声光模互作用的温度和应变同时测 量方法，利用光纤中激发的某一个光模与对应激发的多声模之间的互 作用产生多峰布里渊增益谱，从多峰布里渊增益谱中任意选取两个增 益峰的某一特征量进行比对测量，或任意选取一个增益峰的某两个特 征量进行比对测量，获取布里渊频移和/或布里渊增益系数随温度和应 变的感知灵敏系数，构成系数矩阵，通过求解矩阵方程获取温度和应 变，实现温度和应变的同时测量；本发明提供的温度和应变

本发明公开了一种用于光纤激光器的包层光剥离器及其制作方 法，该剥离器包括包层光纤、多段光栅和冷却管套，其制作方法是在 裸露的光纤内包层外表面上涂覆折射率大于或等于内包层折射率的紫 外光刻胶，然后在紫外光刻胶上刻蚀多段光栅，通过多段光栅的衍射 将内包层内残余光剥离出来；将制作好的多段光栅套在金属管中，并 用密封套密封，该金属管壁铺满吸热材料，将剥离出的内包层光吸收， 通入流通的冷却水将产生的热量带走。本发明通过采用不同

本发明公开了一种基于回流焊的光纤光栅磁传感器的制备方法， 该方法包括以下步骤：1)选取长方体形状的硅片并进行超声清洗；2) 用磁控溅射的方法在硅片上溅射一层一定厚度的磁致伸缩薄膜；3)选 取可以在高温条件下使用的光纤光栅并进行超声清洗；4)用磁控溅射 的方法在光纤光栅上溅射一层一定厚度的金属薄膜；5)将镀了金属薄 膜的光纤光栅固定在磁致伸缩薄膜上；6)采用回流焊的方法，将镀了 金属薄膜的光纤光栅焊接在磁致伸缩薄膜上，

本发明公开了一种用于光纤激光器的包层光剥离器及其制作方 法，该剥离器包括包层光纤、多段光栅和冷却管套，其制作方法是在 裸露的光纤内包层外表面上涂覆折射率大于或等于内包层折射率的紫 外光刻胶，然后在紫外光刻胶上刻蚀多段光栅，通过多段光栅的衍射 将内包层内残余光剥离出来；将制作好的多段光栅套在金属管中，并 用密封套密封，该金属管壁铺满吸热材料，将剥离出的内包层光吸收， 通入流通的冷却水将产生的热量带走。本发明通过采用不同结构的光 栅来调整包层光的透过率,达到高效均匀剥离的目的，避免剥离器出现 过热点，保

本发明公开了一种基于光纤萨格纳克干涉仪的声波传感测量装 置，包括单色光源、光纤耦合器、第一单模光纤、少模光纤、第二单 模光纤、长周期光纤光栅、第三单模光纤、光电探测器和示波器；在 光纤耦合器的第三端和第四端之间的第一单模光纤、少模光纤、第二 单模光纤、长周期光纤光栅、第三单模光纤依次连接构成了萨格纳克 闭环结构；长周期光纤光栅与少模光纤在萨格纳克闭环内实现了级联； 当外界声波作用于该装置的长周期光纤光栅时，其曲率受到

一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 与传统人工焊接技术相比，激光焊接技术具备加工精度高、加工速度快、加工质量稳定等优点，被广泛应用于制造加工行业，随着激光加工技术以及焊接机器人系统的不断发展，激光焊接机器人技术也因此得到了发展。激光焊接技术搭配上智能工业机器人系统，可以代替人工焊接，实现焊接过程的自动化。蓝光半导体与光纤激光复合焊接机器人系统配合上数控设备能实现生产制造的全自动化，拥有着生产效率高、生产产品质量好以及可以在人不适合的工作环境下运行等优点，可以完美符合这一需求。蓝光半导体激光器产生的450nm蓝光在铜材料焊接上有不可比拟的优势，适用于铜等金属材料的高吸收率使得焊接热影响区减小，同时恰当功率的蓝光激光焊接时可以避免高功率光纤激光焊接时产生的飞溅影响，而这也是在汽车动力电池、航空航天和电气等高精细度要求的领域中蓝光半导体激光焊接最强有力的优势。