为了追求极限性能，越来越多的电子系统需要在低温条件下工作。例如，在量子计算机、高性能传感器、深空观测以及一些经典信息处理系统中，通常使用工作温度为2K甚至是mk温区的低温器件，从而在噪声、速度和灵敏度等方面实现接近量子极限的性能。对于这一类低温系统，信号读取与处理通常采用两种方式：第一种是采用超导数字电路SFQ（单磁通量子技术）来实现高性能计算和处理；第二种是将信号传送至几十K的温区，再采用低温CMOS技术对进行信号处理。然而，不论采用何种技术路径，数字电路的功耗都必须控制在极小范围之内，从而保持极低温的工作环境，维持低温器件的高性能。随着应用需求的提高和低温阵列器件规模的扩大，低温电子系统性能受到信号处理和传输技术的制约，急切需要新的方案进行解决。 图1. (a) 采用超导纳米线结构实现的12门控或逻辑门；(b) 超导纳米线数字编码器芯片照片。针对此问题，南京大学吴培亨院士领导的超导电子学研究所团队，赵清源教授和康琳教授课题组设计出新型多门控超导纳米线逻辑器件(superconducting nanowire cryotron, nTron)，并利用此器件搭建经典二进制数字编码器；在1.6K的温度下，成功实现数字信息编码，总功耗小于1微瓦(10-6瓦)。同时，他们还利用此编码器对超导纳米线单光子探测器阵列实现数字化读出，为低温阵列探测器的信号读出和处理提供第三种解决方案。图2. 超导纳米线逻辑芯片实现对单光子探测器阵列的数字化读取。半导体数字电路，经历了从电子管、晶体管、混合集成电路至大规模集成电路的发展过程。每一代技术的升级变革，其核心推力都是基础逻辑器件的更新换代。前沿技术领域对超导电子器件的应用需求，也正将超导电子技术推向数字化的发展时代。南京大学吴培亨院士团队基于超导纳米线技术，开展了新型超导逻辑器件(nTron)的研究工作。nTron为单层平面器件，利用局部超导相变，实现高速低功耗的开关逻辑。

简介：本发明公开了一种锡酸锑纳米线复合电子封装材料，属于结构材料技术领域。本发明锡酸锑纳米线复合电子封装材料的质量百分比组成如下：锡酸锑纳米线65‑80％、聚乙烯醇3‑5％、聚苯乙烯3‑5％、丙烯酸‑丙烯酸酯‑磺酸盐共聚物0.05‑0.5％、异丙醇铝3‑6％、聚偏氟乙烯7‑14％、水3‑5％，锡酸锑纳米线的直径为50nm、长度为20‑30μm。本发明提供的锡酸锑纳米线复合电子封装材料具有耐老化及耐腐蚀性能优良、易加工、绝缘性好、热膨胀系数小、导热系数高及制备温度低等特点，在电子封装领域具有良好的应用前景。

已有样品/n在主流硅基FinFET集成工艺基础上，通过高级刻蚀技术形成体硅绝缘硅Fin和高k金属栅取代栅工艺中选择腐蚀SiO2相结合，最终形成全隔离硅基环栅纳米线MOS器件的新方法。并在取代栅中绝缘硅Fin释放之后，采用氧化和氢气退火两种工艺分别将隔离的“多边形硅Fin”转化成“倒水滴形”和“圆形”两种纳米线结构。

在基板支持快速蒸发结晶法的基础上，提出了一种湿法退火自组装技术，对 DAST 等材料进行自组装，成功制备出毫米 量级的纳米线，并且表面粗糙度达到但原子级别，在纳米线激光器的制备、集成 光路的电光调制等方面极具应用前景。

首次发现一类同时具有超高电子迁移率、合适带隙、环境稳定和可批量制备特点的全新二维半导体(硒氧化铋，Bi2O2Se)，在场效应晶体管器件和量子输运方面展现出优异性能。彭海琳课题组基于前期对拓扑绝缘体（Bi2Se3，Bi2Te3）等二维量子材料的系统研究，提出用轻元素部分取代拓扑绝缘体中的重元素，以降低重元素的自旋-轨道耦合等相对论效应，进而调控其能带结构，消除金属性拓扑表面态，获得高迁移率二维半导体。经过材料的理性设计和数年的实验探索，发现了一类全新的超高迁移率半导体型层状氧化物材料Bi2O2Se，并利用化学气相沉积(CVD)法制备了高稳定性的二维Bi2O2Se晶体。基于理论计算和电学输运实验测量，证明Bi2O2Se材料具有合适带隙（~0.8 eV）、极小的电子有效质量(~0.14 m0)和超高的电子迁移率。系统的输运测量表明：CVD制备的Bi2O2Se二维晶体在未封装时的低温霍尔迁移率可高于20000 cm2/V·s，展示了显著的SdH量子振荡行为；标准的Bi2O2Se顶栅场效应晶体管展现了很高的室温表观场效应迁移率（~2000 cm2/V·s）和霍尔迁移率（~450 cm2/V·s）、很大的电流开关比（>106）以及理想的器件亚阈值摆幅（~65 mV/dec）。二维Bi2O2Se这些优异性能和综合指标已经超过了已有的一维和二维材料体系。Bi2O2Se这种高迁移率半导体特性还可能拓展到其他铋氧硫族材料（BOX：Bi2O2S、Bi2O2Se、Bi2O2Te）。

可以量产/nInP基In(Ga)As量子阱在材料制备及器件工艺制作方面具有诸多优势。除了具 有高质量，低成本的衬底材料，InP基激光器因其兼容传统通讯用激光器的成熟工 艺，且易与其它器件实现集成等优势而具有更好的工业应用前景。我们拥有采用 MOCVD制备大晶格失配In(Ga)As/InP量子阱外延芯片、半导体激光器工艺制作以及 器件测试封装的全套技术。我们制备的激光器外延芯片波长可精确调控，其面内波 长不均匀性低至±3nm，相应的激光器件性能指达到国际先进水平。 目前市场对2微米激光器的应用需求主要

中试阶段/n作为第三代半导体的核心基础材料之一的 ZnO 晶体既是一种宽禁带半导体，又 是一种具有优异光电性能和压电性能的多功能晶体。中国科学院半导体研究所的科 研人员研究掌握了一种生长高质量、大尺寸 ZnO 单晶材料的新型技术方法-化学气 相传输法（CVT 法）。III 族氮化物 GaN、AlN 及其三元组合化合物是制造波长为 190nm-350nm 的发光器件和新型大功率电子器件的基础材料。AlN 具有高热导率 （3.4W/cmK），与高 Al 组份的 AlGaN 材料和 GaN 材料晶格匹配等

光掩膜版(又称光罩，掩膜版，英文 Photo-mask )是芯片制作中实现设计图形转移的载体，是决定其微细结构和线宽精度的核心材料和工具。 目前中国半导体掩膜版的国产化率10%左右，90%需要进口，高端掩膜版国产化率3%，miniLED和microLED产业升级也需要更多高端掩膜版。随着中国市场需求的持续提升，掩膜版产能严重不足。并且中国半导体掩膜版的产业起步较晚，技术滞后，核心技术和装备基本让国外公司垄断，特别是在设备、材料领域众多技术处于“卡脖子”状态，例如掩膜版制造的核心装备光刻机、检测机、测量机、修复机和贴膜机等都依赖进口，严重制约中国半导体产业的发展。华中科技大学徐智谋教授团队致力于全套高端半导体光掩膜版的关键核心技术研发与量产，为“卡脖子”技术研究而努力。 具有建立180 nm技术节点半导体掩膜版量产线相关核心技术；具备130 nm至28 nm半导体掩膜版研发、设计及验证能力。主要研究成果如下： 1） 工艺突破 团队掌握了掩膜版MEMS微纳加工量产核心技术，如电子束光刻、激光光刻和纳米压印光刻等MEMS微纳加工工艺的各类技术参数的搭配和优化，以及大数据量软件快速处理、补偿等。 2） 装备国产化 A. 超高精度二维测量装备 尺寸测量是验证掩膜版技术指标的核心，主要包括关键尺寸测量(CD)和长尺寸测量(TP)。团队已掌握掩膜版的关键测量技术，达到国内先进水平，具有整套设备的整机制造能力。 TP测量是掩膜版制作的核心指标，直接影响到客户的套合精度，该测量设备一直由国外极少数厂商垄断，且价格昂贵，一般在1000万美元以上，高端限制对中国出口。团队目前正在攻克该项技术，已取得阶段性成果。 B. 缺陷修复装备 掩膜版修补技术是提升良品率的关键手段，该技术一直为国外垄断。团队已熟练掌握UV、DUV激光化学沉积技术及皮秒飞秒激光金属处理技术，具备整机制造能力，可降低设备采购成本70%以上。 C. Pellicle自动贴膜装备 随着产品精度的提升和应用领域的高端化，掩膜版贴膜是个不可缺少的重要环节。在IC制造领域100%掩膜版需贴Pellicle，在IC封装领域90%以上需贴膜，在LED领域80%以上需贴膜。该贴膜设备一直国外公司垄断，国内厂家没有提供，国外采购全自动贴膜设备需100万美元左右。团队具备研发制造该设备的能力，贴膜精度±0.1mm,且有设备正式在产线运营，制造成本可节约90%以上。 3） 厂房建设关键技术 团队对MEMS及其掩膜工厂工艺设备厂务设计有丰富经验，掌握高等级防微震厂房结构和设备平台的设计施工，可达到VC-D级技术标准，满足纳米级生产技术要求。 【技术优势】 （1）掌握了高性价比掩膜版量产的关键核心技术，包括部分装备的国产化，解决“卡脖子”技术难题，量产线建设成本节约30%以上； （2）具备28 nm及以下技术节点掩膜版设计开发能力和验证平台，验证周期可缩短3倍； （3）拥有一支20多年以上掩膜版量产、研发和销售经验的队伍，成熟的企业管理经验，保证企业稳步成长，确保投资风险可控。 【合作方式】 股权投资合作共建或政府孵化+中试线。

主要作了以下几方面探索： 在低维纳米结构的合成、纳米光电器件制造与性能分析方面有良好的研究基础。在纳米光电器件方面，长期从事纳米光电器件的研究与开发，已经成功地合成了一系列纳米结构以及它们异质和复合纳米结构，如TiO2、ZnO、ZnS、ZnS/ZnO 等，并在此基础上制造了基于单个纳米结构的光电器件，测试了其性能。其中发表在国际顶尖一区期刊《Advanced Materials》上的论文被美国加州大学、中科院重点实验室、澳大利亚昆士兰大学等相关课题组报道，被《Nature Communications》、 《Advanced Materials》、《Advanced Function Materials》、《Scientific Reports》等国际著名刊物引用达 123 次；发表在国际顶尖一区期刊《Advanced FunctionMaterials》上的论文被北京大学、清华大学、香港理工大学、台湾国立大学、新加坡南洋理工大学、日本东北大学、美国华盛顿大学等国际名校相关课题组报道，被《Advanced Materials》、《Advanced FunctionMaterials》、《Scientific Reports》、《Energy & Environmental Science》等国际著名刊物引用达 62 次。 在YBa2Cu3O7-δ/ La1-xCaxMnO3氧化物超导与铁磁双层结构中，观察到磁相关的近邻和耦合效应。证明了超导层中的迈斯纳电流与磁层耦合提供的磁场之间存在的相互作用，并明确了来自于超导层的空穴电荷传输到反铁磁层内，使得在靠近超导层的反铁磁薄层内电荷的重新分布，进而发生了铁磁性转变的物理机制。在锰氧化物和铜氧化物组成的铁磁/超导/铁磁/反铁磁异质结中观察到大的负磁阻峰，这是在接近超导转变温度附近的混合态所具有的独特现象，是自旋相关的界面散射的实验证据；另外，我们还发现该类氧化物铁磁/超导异质结中系统发现磁阻峰即随温度变化，其磁阻峰发生正、负性逆转的奇特效应，这是YBa2Cu3O7-δ正磁阻和La0.7Sr0.3MnO3负磁阻相互竞争的结果。其次，利用飞秒激光泵浦探测技术对YBCO/LCMO 异质结进行了泵浦探测，观测了低温下铁磁序和超导序的竞争情况，为进一步研究 YBCO/LCMO 的近邻效应打下了基础。 在 具 有 不 同YSZ(yttria-stabilized zirconia) 掺 杂 量 的YBCO/YSZ 准多层膜中观察到 YSZ 掺杂薄膜发生了化学反应，导致了具有纳米数量级钙钛矿异质相BaZrO3粒子的形成。BaZrO3粒子的形成促使了晶格的不匹配以致沉积中形成了c-轴关联的缺陷。角度相关的J c (H,T)在 H//c区域附近出现的二次峰揭示了c-轴关联缺陷的存在。基于各向异性磁通钉扎理论，我们分离了各向同性钉扎和各向异性钉扎对临界电流密度的贡献。分析表明所研究的准多层膜中产生了各向异性的缺陷，由此形成强钉扎中心，使得准多层膜在高场下仍具有较高的临界电流密度。 应用唯象含时Ginzburg-Landau 理论并使用有限元方法研究了二维、三维介观超导体的涡旋态性质。对于具有不同形状和不同方向外场作用下的介观超导体中观察到了涡旋管交叉缠绕现象。其次，通过对电流驱使下的含弱连接的介观超导带的分析，观察到了介观超导带磁化强度随时间的周期性变化。另外,在我们所研究的小超导环中出现了稳定多涡旋态。随着内半径的增长,我们发现了稳定基态的(l:L)和(2:L)多涡旋态现象。 该项目已获上海市自然基金项目立项支持。