一、产品简介      目前四象限探测为比较理想的线性定向传感器，本实验仪为四象限探测与光电定向相关的实验装置，包含硬件电路设计对探测信号的处理包括信号的加减等，最终将测量结果显示在数字表头上；单片机采集探测信号，并对信号进行处理，将实验结果显示在显示屏上，或者上传给上位机，上位机对数据进行处理并显示在显示器上。 二、实验内容 1、系统组装调试实验 ；   2、红外发射管伏安特性实验； 3、红外接收管暗电流和光电流测量实验； 4、PWM脉冲波调节激光发射器电压实验； 5、四象限探测器输出脉冲信号放大实验； 6、四象限探测器输出脉冲信号展宽实验； 7、由电阻构成的硬件和差运算电路实验； 8、由运算放大器构成的硬件和差运算电路实验； 9、坐标计算实验； 10、四象限探测器输出信号数据采集实验； 11、四象限位置测量系统设计实验（LCD128*64显示测量坐标）； 12、上位机软件实验； 13、扫描寻光实验； 14、半自动跟踪实验； 15、全自动跟踪实验； 16、外接驱动信号跟踪实验； 17、四象限探测外接信号调制解调实验； 三、平台配套文件资料   实验指导书1本；  

2025年2月10日，复旦大学基础医学院代谢分子医学教育部重点实验室潘东宁团队在《自然-通讯》（Nature Communications）期刊发表了题为“Non-catalytic mechanisms of KMT5C regulating hepatic gluconeogenesis”的研究论文。该研究揭示组蛋白甲基转移酶KMT5C通过非催化机制调控肝糖异生的全新作用模式。

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。 

1. 痛点问题 目前硅基太阳能电池占据着太阳能电池的主导地位，其中单晶硅电池转换效率已可以达到25%左右，但它们需要比较多的单晶硅材料，生产成本高。而对于多晶硅，由于缺陷较多，转换效率比较低。III-V族材料转换效率高，但是材料和生产成本居高不下，难以推广使用。虽然可以利用纳米柱阵列来提高光吸收能力及减少材料成本，但是由于纳米柱结构具有很大的表面积，载流子较大的表面复合严重影响着器件的性能，而且需要昂贵的设备生长径向异质结和控制掺杂浓度。 2. 解决方案 本项目提出一种磷化铟纳米柱径向同质结阵列结构的简单制备方法，目前已完成高效太阳能电池验证和原型器件的制备，另还有可见光探测器等在研。 本方法是在磷化铟纳米柱制备过程中，利用刻蚀气体中加入氢气，可以同时实现了磷化铟纳米柱阵列和径向同质结的制备，通过控制刻蚀时间及氢气含量，精确控制磷化铟表面掺杂浓度及深度，相比于其他生长径向同质结的方法，本方法设备简单，制备效率高。在降低成本方面，纳米柱结构相比于平面结构具有更好的陷光效应，只需使用少量的材料便可以实现高效光吸收。 合作需求 本项目下一步发展需求主要集中在与太阳能电池相关企业的技术和产品合作，优化和固定产品制作工艺流程，降低生产成本。其次是资本投资、政府政策等方面的扶持。需要的外部资源主要是产业的工程化和市场资源。

一种具有微纳结构的α-Fe2O3光电极的制备方法，具体作法是：取不锈钢片和钛片，用砂纸抛光，清洗，将洗净的材料超声处理，取出备用；配制电镀液，以钛片做阴极，不锈钢片做阳极，采用稳压直流电源电镀时间分别3-5s，室温30℃，电镀完后将钛片取出，洗净，晾干，得纳米铁立方体，再将覆盖有纳米铁立方体的钛片至于马弗炉中焙烧，取出即得微纳结构的α-Fe2O3光电极。该方法设备简单，能耗低，适合大规模生产；同时用该法制备的所制得的微纳结构的α-Fe2O3呈球形，可以对光进行全方位的反射，同时微米球表面分布很多纳米带，可进一步增强电极的比表面积，作为光电极，其光的利用率高，电流密度大。

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。

本实用新型涉及一种集控制功能与I/O功能于一体的智能控制器，包括主板电路和罩体，所述主板电路包括MCU单元、电源单元、UI单元、UO单元、DI单元、DO单元、通讯单元，所述UI单元包括模数转换单元、开关量输入处理单元、电平量输入处理单元，所述UO单元包括数模转换单元、外接继电器驱动单元，所述通讯单元包括以太网通讯处理单元、485通讯处理单元、无线通讯处理单元，所述UI单元、UO单元、DI单元、DO单元和通讯单元皆与MCU单元相连，所述电源单元对MCU单元、UI单元、UO单元、DI单元、DO单元和通讯单元进行供电。本实用新型具有最精简的计算机控制结构，采用 CPU 主控单元独立完成控制与运算，其结构紧凑，集成度高，产品具有多种通讯方式，可操作性强。

太赫兹（THz）科学技术既是重大的基础科学问题，也是国家的重大需求。然而，作为一段全新的的电磁波谱，实现THz波传输与控制的相关器件极为匮乏，大大限制了THz科学技术的发展及应用。本项目提出了THz波物质探测、低损传输、高速控制的新理论和新技术，研制出多种实用化THz功能器件。本项目的主要成果包括：(1) 提出了THz波吸收的理论模型，研制出吸收率达到85%以上的窄带、多带和宽带太赫兹吸收材料，解决了传统电磁波吸收材料无法有效工作于THz频段的技术难题；(2)提出“人工电磁结构”与“电子功能材料”相结合构建可调谐太赫兹功能器件的思想，研制出开关速率达到0.1ms的太赫兹开关、调制速率达到10Mbps的太赫兹波调制器，带内透射达到80%的太赫兹带通滤波器，以及高效太赫兹功率衰减器；（3）基于高阻Si的深能级掺杂技术和石墨烯二维晶体材料，研制出宽带太赫兹波空间调制器，开关速率达到5MHz，空间调制面积达到3英寸，为提高太赫兹成像速率和分辨率奠定了基础；(4)提出极化约束实现太赫兹波导低损耗传输的新概念。基于“聚合物空芯波导”与“周期性金属光栅结构”的集成，研制出一种双面光栅聚合物空芯波导实现了单模的传输,大幅度降低太赫兹传输损耗到0.68dB/m，达到了实用化的要求。 这一研究成果既加深了对THz波谱特性和基本物理现象的理解，也解决了THz传输、控制、波谱识别和应用成像的多个关键科学问题。本项目成果的实施，可望实现载波300GHz以上高速无线通信，为太赫兹波无线通信、雷达探测、医疗诊断以及以及波谱成像等应用系统提供了重要的技术支撑。在Appl. Phys. Lett., Sci. Rep., Opt. Lett., Optics Express, J. Opt. Soc. Am.等国际主流期刊上发表SCI 论文66 篇。申请国家发明专利22 项，已授权专利7 项，获得教育部自然科学一等奖1项。跟国内外综合比较，本项目的研究成果总体上处于国际先进水平，对推动太赫兹科学快速进入实际应用领域具有重要的科学意义。

项目成果/简介:利用现代可控生物发酵与定向酶解技术，结合即墨老酒传统生产工艺，对海洋优质蛋白源牡蛎进行精深加工，加工过程有效脱除牡蛎具有的腥味，同时将牡蛎所富含的蛋白质、牡蛎多肽、牡蛎多糖、多不饱和脂肪酸、牛磺酸、维生素和矿物质等营养物质尽可能的转化进入黄酒中，研制出新型保健黄酒——牡蛎黄酒。牡蛎黄酒中氨基酸比普通黄酒提高2%，其中的4种必需氨基酸缬氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸增幅明显；非蛋白质氨基酸含量增加了83.6%，牛磺酸含量为普通黄酒134.9倍，氨基酸营养价值大为提高；牡蛎黄酒矿质元素含量比普通黄酒增加 68.5%，其中锌元素为普通黄酒的 3.30 倍，矿质元素营养价值也大为提高。项目阶段:工业化生产阶段效益分析:黄酒在中国被誉为“国酒”，是中国历史最悠久的传统酿造酒，含有丰富的碳水化合物、氨基酸、维生素、微量元素以及多种活性物质。黄酒酿造工艺独特，以糯米、黍米、玉米、小米、小麦等为主要原料，经蒸煮、加曲、糖化发酵、压榨、过滤、煎酒、贮存、勾兑而成。随着人们生活水平的提高和保健意识的增强，开发具有特殊保健功效的新品种功能黄酒，成为黄酒行业发展的重要趋势。牡蛎(Oyster)又名海蛎子、蚝、蛎黄等，是世界上第一大养殖贝类，也是我国四大养殖贝类之一。自古以来牡蛎就被视为名贵海珍，中国有“南方之牡蛎，北方之熊掌”的说法，欧洲人称其为“海洋的牛奶”，古罗马人称其为“海上美味——圣鱼”，日本人则称其为“根之源”。牡蛎肉中含有丰富的蛋白质、糖原、必需氨基酸、牛磺酸、多种维生素以及锌、硒等具有特殊生理作用的矿物质，具有很高的食用和药用价值，是我国卫生部批准为第一批既是药品又可作为食品的保健疗效品。文献报道，牡蛎提取物具有抗疲劳、抗氧化、抗肿瘤、保护心血管、护肝等多种生理功能。牡蛎中生物活性物质牛磺酸含量丰富，约在9％～1.0％之间，具有良好的醒酒作用。因此，该技术生产的牡蛎黄酒，充分利用牡蛎中的各种营养成分，并兼具保健功能，具有广阔的市场前景。知识产权类型:发明专利 、 软件著作权知识产权编号:ZL201610017868.1 ZL201210032675.5技术成熟度:通过中试技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

搅拌球磨机在粉碎过程中具有能量利用率高、应用范围广等诸多优点，目前已经在超细粉体制备领域得到广泛应用，具有广阔的市场应用前景。开发多功能实验室微波搅拌球磨机，不仅能够满足不同物料对搅拌球磨机高效环保性能的要求，同时提高搅拌球磨机对不同粉碎工艺（如干法和湿法粉碎工艺）的适用性，具有十分重要的实用价值和潜在的经济效益。该实用新型由机架、球磨桶、搅拌器、电机、微波发生器及微波源控制系统组成，集搅拌球磨、微波干燥、微波化学合成、微波高温烧结等多功能于一体。其中，球磨桶由筒体和密封盖板组成，搅拌器从密封盖板的中心开口插入筒体内部，微波发声器的信号出口通过管道与内衬桶外壁相接，内衬桶设置有与所述微波源控制系统相接的测温仪，搅拌器底部设置有刮板器。该实用新型具有结构简单、操作方便、多功能且高效等优点，可以进行湿法或者干法研磨并有效保持物料的纯度，极具推广应用价值。