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通信感知一体化氮化镓光电子集成芯片
研究背景 芯片是人类最伟大的发明之一,也是现代电子信息产业的基础和核心。小到手机、电脑、数码相机,大到6G、物联网、云计算均基于芯片技术的不断突破。半导体光刻工艺水平的发展是以芯片为核心的电子信息产业的基石,目前半导体光刻的制造工艺几乎是摩尔定律的物理极限。随着制造工艺的越来越小,芯片内晶体管单元已经接近分子尺度,半导体制作工艺的“瓶颈效应”越来越明显。随着全球化以及科技的高速发展,急剧增长的庞大数据量要求数据处理模型和算法结构不断优化升级,带来的结果就是对计算能力和系统功耗的要求不断提高。而目前智能电子设备大多存在传输瓶颈、功耗增加以及计算力瓶颈等现象,已越来越难以满足大数据时代对计算力与功耗的需求,因此提高运算速度同时降低运算功耗是目前信息工业界面临的紧要问题。 如当年集成电路开创信息时代一样,当下已经普及的光通信正在成为新革命力量的开路先锋。与此同时,光子芯片正在从分立式器件向集成光路演进,光子芯片向小型化、集成化的发展趋势已是必然。相对于电子驱动的集成电路,光子芯片有超高速率,超低功耗等特点,利用光信号进行数据获取、传输、计算、存储和显示的光子芯片,具有非常广阔的发展空间和巨大的潜能。 项目功能 本项目瞄准光通信关键技术及核心芯片,基于量子阱二极管发光探测共存现象,探索关键微纳制造技术,研制出可以同时实现通信、感知功能的一体化光电子芯片。 技术路线 一、技术原理及可行性 本项目主要负责人王永进教授发现如图1所示的量子阱二极管发光探测共存现象,首次研制出同质集成发射、传输、调制和接收器件的光电子芯片,这些原创工作引起了业界相关科研小组地广泛关注,化合物半导体同质集成光电子芯片成为研究热点。香港大学的蔡凯威小组和申请人合作提出湿法刻蚀和激光选择性剥离技术,在蓝宝石氮化物晶圆上实现LED基同质集成光电子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉国王科技大学Ooi教授和美国加州大学圣巴巴拉分校Nakamura教授小组在蓝宝石氮化物晶圆上,研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院苏州纳米所孙钱小组在硅衬底氮化物晶圆上,研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK调制方式下,InGaN/GaN量子阱二极管可实现Gbps的光发射、调制和探测速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。这些工作表明研发基于光子传输的化合物半导体同质集成光电子芯片以实现片上光子通信是可行的。   二、总体结构设计及工艺流程 本项目提出的同时通信/感知一体化光电子芯片基于常规的蓝宝石衬底氮化镓基多量子阱LED外延片进行设计,无需特殊定制的外延结构。以典型的2寸氮化镓基蓝光LED外延片为例,其外延片结构如图2所示,从下至上依次为蓝宝石衬底、AlGaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层和P型GaN层,通过调节InGaN/GaN多量子阱层的参数(层厚度与In的比例等等)可制备具有不同中心波长的光源器件。   图3为本项目所提出的同时通信/感知一体化光电子芯片结构。在蓝宝石衬底的氮化物晶圆上通过刻蚀和沉积等一系列晶圆级微纳加工技术,制备出单片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N电极可以采用倒装技术直接与基板相连,光线从透明的蓝宝石衬底发出,这样不仅使得器件具有优良的电性能和热特性而且简化了其后期的封装工艺。 三、技术创新优势 1、同一块晶圆上集成LED和PD使得两者间距离大大缩短,不仅有助于增强PD对蓝宝石表面反射光线的耦合,提升感知系统性能,而且缩小了器件整体外形,符合集成电子器件小型化、便携化的发展趋势; 2、单片集成的LED和PD器件相比于传统异质的、分立的LED和PD简化了封装形式和工艺,不再需要对LED和PD进行单独的封装,而且同质集成器件的基板也较异质结构的简单统一,极大地缩短了集成系统的制作周期; 3、同时通信/感知一体化光电子芯片采用相同的工艺就可以制作出LED和PD,简化了生长异质材料的复杂性,缩短了器件流片的周期,使用同一工艺就可将LED和PD进行批量生产,有效地降低了生产成本。 四、实验验证 本项目团队所在的Peter Grünberg研究中心拥有完整的LED器件制备、光电性能测试与电学性能测试平台,并且项目成员积累了丰富的测试技术与经验,能够满足本项目的同时通信/感知一体化光电子芯片测试同时表征光电参数与电学参数的需求。下图4所示为器件形貌表征图,从左边依次是扫描电镜图、光镜图、原子力显微镜图。   基于通信感知一体化芯片,本项目利用单个多功能集成器件成功实现了对人体脉搏的监测功能,如图5所示。   另外基于通信感知一体化氮化镓光电子芯片,我们还实现了照明、成像和探测功能为一体的LED阵列系统,如图6所示。该系统可以在点亮照明的同时,实现对外界光信号的探测与感知,通过后端系统处理后,再将信息通过阵列显示出来,实现多种功能的集成。 项目负责人王永进教授是国家自然基金委优秀青年项目、国家973项目获得者,他以第一或通讯作者身份在Light-Sci Appl.等主流学术期刊发表一系列高质量研究论文,获授权中国发明专利23项,美国发明专利2项,被National Science Review、Semiconductor Today等做9次专题报道,荣获2019年中国电子学会科学技术奖(自然科学)、2019年南京市十大重大原创成果奖等。
南京邮电大学 2021-05-11
深圳博升光电科技半导体垂直腔体激光器(VCSEL)光芯片
深圳博升光电科技有限公司是由美国工程院院士常瑞华创办的中外合资企业,致力于研究生产用于3D感知领先世界的半导体垂直腔体激光器(VCSEL)光芯片。博升光电的创始团队来自加州大学伯克利分校、斯坦福大学、清华大学等国际知名高校。其中研发团队来自硅谷,工程生产团队来自台湾,市场运营团队来自美国及中国,在产品研发、生产、商业运营等方面经验丰富。博升光电成立后即获得业界顶级投资公司武岳峰资本、力合创投、嘉御资本、联想之星等超过1亿元人民币的A轮融资。点击上方按钮联系科转云平台进行沟通对接!
清华大学 2021-04-10
一种磁光电混合存储系统及其数据获取和存储方法
本发明公开了一种磁光电混合存储系统,该系统包括内存、固 态盘存储区、磁盘存储区和光盘存储区。上述三个存储区区域在逻辑 上构成统一的存储空间,维护一个全局文件地址映射表,使得用户或 者外部程序能够以统一一致性的方式进行数据寻址和存取。当存储数 据时,该系统存储管理区根据数据的存取行为,自动在上述三个存储 区选择合适的物理存储位置和数据组织方式。当存取模式发生变化时, 存储管理区动态地选择合适的物理存储位置和数据组织方式
华中科技大学 2021-04-14
光电催化二氧化碳和水制备乙醇
本专利技术由二氧化碳和水为原料,KHCO3作助剂,催化剂由配体功能化、金属沉积和染料敏化的TiO2-FTO玻璃电极构成的光阴极催化剂和Co-Pi修饰W参杂的BiVO4光阳极催化剂在光电池中模拟植物光合作用制备出高纯度的乙醇水溶液并放出氧气。人工光合成电池的效率可以达到0.3~0.6%,与大田农作物相似。光电池在模拟太阳光或室外太阳光照射下均能实现合成乙醇,将太阳能转化为碳基能源分子。电极催化剂制备简单、成本低廉、污染很小;生产乙醇的过程中无废水、废气和固体废物产生。催化电极的寿命长,可以直接扩大生产。生产环境需要阳光充沛、场地广阔,甘肃的戈壁滩最好。技术已经申请国家发明专利:申请号201510914432.8。 技术特点:生产成本低、原料经济易得、催化剂效率高、阳光为反应的驱动力、生产过程无三废排放。 主要指标:醇含量(>99%);乙醇>90%
兰州大学 2021-01-12
防爆本安型光电感烟探测器55000-640PRC
产品详细介绍55000-640PRC本质安全型智能光电感烟探测器 一、55000-640PRC特点:该探测器采用本质安全电路设计,低功耗并有效降低了电路板内的储能,使其电气性能符合安全环境的应用标准。可编址智能光电感烟探测器,通过配合使用阿波罗生产的通信协议转换器55000 - 855、55000- 856及安全栅29600-098可连接到安全区域内的智能火灾报警系统。 二、55000-640PRC应用: 55000-640PRC本质安全型智能光电感烟探测器可适用于建筑内多种危险区域,这些区域可能含有各种易燃易爆的气体或空气混合物。该探测器必须配合使用阿波罗生产的各种通讯协议转换器如55000 - 855,55000 - 856及安全栅。 三、55000-640PRC工作原理: 55000-640PRC本质安全型智能光电感烟探测器的工作原理类似于55000 - 620。 四、55000-640PRC技术要求: 二线制有极性要求,具有独立地址。有4级灵敏度可作高速根据不同环境及时间做出不同的设定,减低误报率。可通过插片设置地址与其它系统部件安装。如需连接远程报警指示灯,需采用高效的发光二极管,最大点灯电流ImA。 五、55000-640PRC技术参数: 接线端子           Ll  正极;L2  负极;+R  远程指示灯正极 工作电压           直流14 - 22V;两线制有极性 报警指示           红色发光二极管,红光; 静态电流           340 u A 远程LED报警电流  1mA 工作环境温度      - 20℃至+40℃  (T5)                   - 20℃至+60℃  (T4) 等级              E Ex ia IIC T5 (T4 Ta≤60 ℃) 认证              CCCF.BASEEFA
北京赢科迅捷科技发展有限公司 2021-08-23
JTY-GD-FT8101点型光电感烟火灾探测器
产品详细介绍功能特点: ◇ 无极性二总线制,电子编码; ◇ 全数字量传输,抗干扰能力强; ◇ 进口光电管、单片机; ◇ 表贴工艺,超薄设计; ◇ 独特的外观设计,用户可自行清洗维护; ◇ 两个超大指示灯指示,360度范围可见; ◇ 自补偿,自测试。主要技术指标: ◇ 工作电压:DC18V~28V; ◇ 静态电流:≤240µA ; ◇ 报警电流:≤2mA; ◇ 相对湿度:≤95%RH,不凝露; ◇ 环境温度:-10℃~60℃; ◇ 外形尺寸:Φ102mm×46.5mm; ◇ 指示灯:正常工作时红灯闪亮,火警时红灯常亮。适用场所 宾馆、医院、办公楼、计算机房、电梯房、图书室、档案室等及有电器火灾的场所。不适用场所 产生水蒸汽和油雾、有大量粉尘、正常情况下有烟滞留的场所。
郑州有机防火堵料有限公司 2021-08-23
电喷雾装置、利用电喷雾制备太阳能电池减反层的方法及太阳能电池
本发明公开了一种电喷雾装置及利用电喷雾制备太阳能电池减反层的方法,利用电喷雾的原理,在透明导电薄膜上制备一层倒置纳米碗微结构的减反层,形状类似于倒扣的半球形;通过调节喷液的流速,喷嘴的口径大小,高压发生器的电压以及金属喷嘴与透明导电层的间距等参数来控制倒置“纳米碗”的形状及大小;通过 PC 控制单元调节运动平台在 X 和 Y 方向的运动速度来控制倒置纳米碗的密度。本发明采用电喷雾技术来制备减反层,工艺环境要求低,整个工艺过程采用数字化控制,工艺参数易于控制;制备的减反层能有效地降低太阳能电池表面的反
华中科技大学 2021-04-14
抗脑缺血1类化学新药DBZ的开发
完成人简介:郑晓晖,西北大学教授,博士生导师,中草药现代化工程研究中心主任,西北大学深圳清华大学研究院共建"创新中药及天然药物研究"联合实验室主任,陕西省中医药管理局“中药复方效应成分分析”重点研究室主任,陕西新药技术开发中心特聘专家,九三学社中央促进技术创新工作委员会委员,九三学社陕西省委常委,陕西省九三学社教育文化专门委员会主任委员,九三学社西北大学主委,教育部“长江学者和创新团队发展计划”、“陕西省重点科技创新团队”团队带头人,入选国家百千万人才工程,授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号,享受国务院政府特殊津贴。 成果内容:丹参素冰片酯(DBZ)是课题组应用代谢物组学研究技术,采用HPLCMS、GCMS、GCFTIR、NMR等技术手段,在复方丹参方效应成分的基础上,依据传统中医药理论与“君使”对药的化合物设计方法,结合现代药物化学和药理学,设计、合成的一种治疗心脑血管疾病(抗脑缺血)的新药候选化合物。DBZ显著的抗脑缺血损伤活性,并从血管新生、神经炎症、氧化应激等方面深入全面地揭示了其多环节的作用机制,相关文章发表在药学领域国际权威期刊《英国药理学杂志》上。 DBZ具有易于制备、工艺可控、高效低毒等特点,是一个成药能力良好的化合物。现已完成大规模化的非光学活性DBZ生产工艺(20Kg/批),并建立光学活性DBZ拆分工艺,建立光学活性DBZ不对称合成工艺;同时开发出光学活性的右旋 DBZ 10公斤级合成工艺。建立了DBZ原料药质量标准、DBZ脂肪乳剂的工艺。 现已获中国发明专利授权4项, 1项PCT国际专利获58个国家及地区授权。 成果用途: 该项目研究内容及产品涉及治疗一种治疗心脑血管疾病(抗脑缺血)(1类化药)开发。 成果成熟度:中试产品阶段(已解决关键技术,需要合作进行产业化攻关) 转化方式:技术入股、合作推广,本项目欲融资8,000万元占股20%,按照国家 1 类新药的申报要求,展开研发、产业化的规范市场运作和资本运作。 成果知识产权情况 专利号 专利名称 专利状态 ZL 201410175950.8 一种混旋丹参素冰片酯的合成方法 授权 ZL 201310470979.4 一种丹参素冰片酯的工业化合成方法 授权 ZL200910023010.6 取代的苯甲酸衍生物及其合成方法和用途 授权 ZL200610042787.3  β-(3,4-二羟基苯基)-α-羟基丙酸冰片酯、其合成方法和用途 授权 PCT/CN2007/001550 取代β苯基α羟基丙酸衍生物、其合成方法和用途 授权
西北大学 2021-05-11
硬果壳化学连续活化法制备粒状活性炭
活性炭是现代化学工业,石油工业,食品工业,医药工业,饮用水处理等行业不可缺少的处理吸附,脱色,净化剂,应用范围十分广泛,尤以粒状活性炭最为重要,世界上许多国家和地区都十分重视它。在日本,丹麦,瑞典,美国等发达国家研究,生产应用活性炭的历史近百年;在中国虽然起步较晚,但在应用硬果壳制备活性炭的生产工艺方面有较大的成功,先后有采用核桃壳,椰子壳,棕榈壳,桃核,杏仁壳及木屑等为原料来制备粒状或粉状活性炭,由硬果壳制备的活性炭均为粒状,可再生重复使用,应用价值大;由木屑制备的粒状活性炭,生产成本较低,一般为一次性使用,不便于再生。活性炭生产方法可分为物理活化法和化学活化法两大类,各有优缺点,但化学活化法由于活化剂种类及浓度的不同而使活性炭的孔径大小,长短等主要技术指标有较大的差异,人们通过控制选择活化剂,活化剂浓度,PH值大小;活化温度高低等条件来达到制备出不同规格型号的粒状活性炭,以供不同用途选用。
武汉工程大学 2021-04-11
水处理技术精细化学品及应用
一、 项目简介SUT-Q01清洗剂是一种具有良好的渗透力和去污力的化学清洗剂,本产品不含有腐蚀性酸、碱,因此,不会对金属设备造成腐蚀。它可以渗透、湿润到污垢的内部,使油脂性污垢易于脱落并经流水带走,达到清洗目的。该清洗剂与预膜剂配合使用能增强预膜效果,提高金属设备的缓蚀能力。SUT-Q02清洗预膜剂系复合多功能性型药剂,通过物理及化学作用,能去除热交换设备金属表面上的油脂、污垢及浮锈,并在净化后的金属表面形成均匀和致密的保护膜,做到清洗预膜一步完成。SUT-S粘泥剥离剂  本产品为粘泥剥离剂,对由微生物引起的粘泥尤为有效,同时具有较好的杀菌灭藻效果。本产品属低毒类水处理剂,并对循环水系统有一定缓蚀作用。本品适用于电力、化工、冶金、石油、制冷等行业循环冷却水系统的粘泥剥离、菌藻控制。SUT-SH酸洗缓蚀剂适用于各种不同类型的锅炉、换热设备、循环冷却水管道、机车、船舶等系统的酸洗除垢。分固体与液体两种,两者均为酸洗时所用高效缓蚀剂,适用于各种酸、酸洗及各种不同材质的锅炉、换热设备清洗。缓蚀率达98%以上,缓蚀效果显著。SUT-X01消泡剂含有高效消泡剂及乳化剂,能够消除水体中含有的发泡物质所产生的泡沫,具有消泡能力强、使用范围广等特点。该产品主要用于工业冷却水系统的清洗及预膜过程,以消除水处理过程中所产生的大量泡沫。此外,亦可用于消除其它工业水由于污染而引起的泡沫。SUT-N01絮凝剂为高分子絮凝剂属阴离子型线状高分子聚合物,能很好地溶解于水,呈真溶液,由于它本身带有负电荷,当悬浮粒子带有不同的表面电荷时,则可相互中和,促使其凝聚,具有活性吸附机能,能将悬浮粒子相互凝集,形成大块絮凝团,因而具有澄清、净化、促使沉降、有利于过滤等作用。SUT-阻垢缓蚀剂含羧酸多元共聚物,是一类综合性能优良的阻垢缓蚀剂,对循环水中常见的磷酸钙、碳酸钙垢等均有显著的阻分散作用,并且有优良缓蚀性能。此药剂在高碱、高硬、高浊度、高pH值的水质中,不仅自身有优异的阻垢分散性能,而且可以与多种缓蚀剂复配发挥协同增效作用,从而提高药剂对碳钢的缓蚀率,可广泛用于钢铁、石化、电力、油田等行业的复杂水质的处理中。二、 项目技术成熟程度已完成成熟产品应用工作。三、 技术指标性能指标描述 :能完全达到国标的要求,申报发明专利或获得发明专利。四、 市场前景在钢铁、石化、电力、燃气、轻工等行业的循环冷却水处理或废水处理等方面得到广泛应用,具有良好的市场需求和前景。五、 规模与投资需求投资规模300-1000万元,需厂房及设备设施配套等。六、 生产设备反应釜、真空泵、离心泵、流量计、锅炉/蒸气、质量计等。七、 效益分析按每年生产3千吨计算,可获利约1000-1500万,八、 合作方式技术入股,技术转让等形式,或面谈。九、 项目具体联系人及联系方式项目负责/联系人:陈建新,邮箱: chjx2000@gmail.com ,电话:15002204052, 022-60202241转215
河北工业大学 2021-04-11
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