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借助石墨烯实现Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长
北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心沈波和杨学林课题组与俞大鹏、刘开辉课题组合作，成功实现了Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长，相关工作于2019年7月23日在Advanced Functional Materials上在线刊登 [doi.org/10.1002/adfm.201905056]。 GaN基宽禁带半导体具有带隙大、击穿电场高、饱和电子漂移速度大等优异，能够满足现代电子技术对高温、高频、高功率等性能的要求，对国家的高技术发展和国防建设具有重要意义。由于缺乏天然的GaN单晶衬底，GaN基半导体材料和器件主要在异质衬底上外延生长。因具有大尺寸、低成本及易于集成等优点，Si衬底上外延GaN成为近年来学术界和产业界高度关注的热点领域。 目前用于GaN外延生长的Si衬底主要是Si(111)衬底，其表面原子结构为三重排列，可为六方结构的GaN外延提供六重对称表面。然而，Si(100)衬底是Si集成电路技术的主流衬底，获得Si(100)衬底上GaN外延薄膜对于实现GaN器件和Si器件的集成至关重要。但Si(100)表面原子为四重对称，外延生长时无法有效匹配；同时Si(100)表面存在二聚重构体，导致GaN面内同时存在两种不同取向的晶畴。迄今国际上还未能实现标准Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长。图 Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长 沈波和杨学林课题组创造性地使用单晶石墨烯作为缓冲层，在Si(100)衬底上实现了单晶GaN薄膜的外延生长，并系统研究了石墨烯上GaN外延的成核机理和外延机制。该突破不仅为GaN器件与Si器件的集成奠定了科学基础，而且对当前国际上关注的非晶衬底上氮化物半导体外延生长和GaN基柔性器件研制具有重要的指导价值。
北京大学
2021-04-11
晶圆级二维半导体单晶薄膜外延生长的研究
主流硅基芯片CMOS（互补金属氧化物半导体）技术正面临短沟道效应等物理规律和制造成本的限制，需要开发基于新材料和新原理的晶体管技术来延续摩尔定律。高迁移率二维半导体因其超薄的平面结构和独特的电子学性质，有望成为“后摩尔时代”高性能电子器件和数字集成电路的理想沟道材料，进一步缩小晶体管的尺寸和提高其性能。为满足集成电路加工工艺和器件成品率对沟道材料的苛刻要求，二维半导体单晶薄膜的大面积制备尤为关键与重要。然而，现有二维半导体材料体系（过渡金属硫族化合物、黑磷等）薄膜制备仍未满足现实要求，因此亟需实现晶圆级二维半导体单晶薄膜制备技术的突破。 该研究瞄准二维半导体材料的晶圆级单晶制备，率先实现了同时具有高电子迁移率、合适带隙、环境稳定的二维半导体（硒氧化铋，Bi2O2Se)单晶晶圆的外延生长。他们基于自主设计搭建的双温区化学气相沉积系统，在商用的钙钛矿单晶基底【SrTiO3，LaAlO3，或(La, Sr)(Al,Ta)O3】上，利用Bi2O2Se与钙钛矿完美的晶格匹配性及较强的界面相互作用，促使Bi2O2Se晶核同一取向外延并融合生成晶圆级单晶薄膜。Bi2O2Se单晶薄膜在晶圆尺寸上表现出优异的材料和电学均匀性，可被用于批量构筑高性能场效应晶体管。基于晶圆级二维Bi2O2Se单晶薄膜的标准顶栅型场效应晶体管展现了高的室温表观迁移率（>150 cm2/V s）、大的电流开关比（>105）和较高的开态电流（45μA/μm）。相关成果发表在Nano Letters (Wafer-Scale Growth of Single-Crystal 2D Semiconductor on Perovskite Oxides for High-Performance Transistors. Nano Lett. 2019, 19, 2148)。
北京大学
2021-04-11
单壁、少壁碳纳米管的水分辅助CVD可控生长
CNT纯度>99%（无须后处理），CNT阵列高度10m-1mm，CNT直径2nm-15nm。技术创新点： 采用水分辅助CVD技术，催化剂效率大大提高，可获得极高的碳纳米管纯度。
上海理工大学
2021-04-13
一种绝缘栅双极型晶体管及其制造方法
提供一种绝缘栅双极型晶体管(IGBT)及其制备方法，该IGBT包括N型基区、P型基区(28)、背P+阳极区(21)、N+阴极区(26)、栅氧化层(24)、阳极(20)、栅电极(25)和阴极(27)，所述的N型基区由依次层叠的N+扩散残留层(29)、N-基区(23)和N+缓冲层(22)组成，所述的N+扩散残留层(29)和N+缓冲层(22)从与N-基区(23)的边界起始向外掺杂浓度逐渐增加。IGBT在N-基区(23)正面设置N+扩散残留层(29)，提高了N型正面的离子掺杂浓度，降低了结型场效应晶体管(JEFT)电阻的影响，从而有效降低IGBT的导通压降，同时对IGBT的正向阻断电压(耐压)的影响降低到最小。
浙江大学
2021-04-13
人源黑皮质素受体4原子分辨率晶体结构
上科大iHuman研究所在肥胖症药物靶点研究上获重要突破，首次解析 人源黑皮质素受体4（Melanocortin-4 Receptor，MC4R）原子分辨率晶体结构。该成果以“Determinationof the Melanocortin-4 Receptor Structure Identifies Ca2+ as a Cofactor forLigand Binding”为题，于4月24日在国际顶级学术期刊《科学》在线发表。上科大Stevens课题组博士研究生于静为文章的第一作者，iHuman研究所创始所长Raymond C. Stevens和密歇根大学教授Roger D. Cone为共同通讯作者，上科大是第一完成单位。领导这项研究工作的Stevens实验室专注于多肽配体调控的G蛋白偶联受体（GPCR）及与肥胖症和代谢类疾病相关受体研究。肥胖症增加了其它并发症的患病风险，如二型糖尿病、心血管疾病等。MC4R主要在下丘脑中表达，参与控制食物摄取、能量消耗、体重维持等。实验和临床证据也表明，MC4R是肥胖症治疗的重要靶点。但针对MC4R结构与功能的研究及药物研发一直充满挑战。通过与密歇根大学Roger Cone实验室以及南加州大学合作者的共同努力，最终解析了人源MC4R与环形多肽配体SHU9119复合物2.8埃分辨率的晶体结构。研究团队发现钙离子（Ca2+）结合在MC4R正构结合口袋中，同时与受体及候选药物发生相互作用，这也是首次观察到功能性Ca2+与GPCR的结合模式。同时，他们发现Ca2+有助于稳定受体-候选药物复合物，并使内源性激动剂α-黑素细胞刺激激素（α-melanocyte stimulating hormone, α-MSH）的亲和力和效力得到了极大的提高，但Ca2+对内源性拮抗剂刺鼠相关蛋白（Agouti related protein, AgRP）却无类似的作用效果。“MC4R是一个神秘而有趣的蛋白分子，还有许多未被发现的故事。MC4R-SHU9119-Ca2+复合结构第一次揭下了MC4R的神秘面纱。”于静说道，“将对活化状态的结构、MC4R与G蛋白、与其它蛋白之间的相互作用，以及同源/异源二聚体形成等方面进一步研究”。这项工作由上科大生命科学与技术学院和iHuman研究所的Raymond Stevens与赵素文团队、密歇根大学的Roger Cone实验室以及南加州大学的科研人员共同开展。
上海科技大学
2021-04-11
苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白的结构与功能研究
相对于人类病原微生物，生物防微生物与宿主互作的分子机理研究起步较晚。对杀虫防病功能蛋白质的结构和功能进行分析，不仅对揭示这些蛋白分子的作用机理具有重要意义，同时也是构建新型高效广谱微生物农药的基础。本项目选择我国分离的苏云金芽胞杆菌中具有自主知识产权的重要的杀虫功能基因，通过解析其蛋白质的空间构象和开展生物学功能研究，揭示这些蛋白质的分子作用机理。同时进行蛋白与昆虫中肠蛋白的互作，以明确其在昆虫中肠的作用靶点，为分子设计此类蛋白以提高毒力和扩大杀虫谱提供科学的理论依据。
北京理工大学
2021-04-13
辐射探测器用高电阻CZT晶体材料及其应用技术
西北工业大学
2021-04-14
晶体硅太阳能电池产业化及应用产品开发
欧洲太阳能协会主席赫尔曼・舍尔博士日前认为，世界经济应该从依靠矿物资源向太阳资源转变，太阳型世界经济将推动第二次工业革命 。太阳能发电是一项高新技术，以太阳能为资源基础的生产将是一种可持续的发展模式从阳光直接转变成电流的太阳电池也将不再是昂贵的市场空缺。全球太阳能产品的年销售额达14亿美元，其中12亿美元来自太阳能电池的销售。太阳能工业的年增长率估计在20
西安交通大学
2021-01-12
高性能系列铌酸锂、钽酸锂晶体和光电器件
光电晶体及其器件作为激光技术的关键材料和器件，被诸多国家列为优先发展的技术领域。本项目在国家 863 计划、天津市重大科技攻关、国防科工局民口配套等项目支持下，瞄准国家需求，围绕产品化关键技术攻关，取得了以下主要科技创新：
（1）自主设计基于经验数据库的智能计算机晶体生长自动控制系统，并开发了晶体生长成套装备，应用于多种晶体生长，得到批量推广应用。
（2）发展了两种非固液同成分共熔配比晶体的制备方法，实现了 SLN 晶体和 SLT 晶体的批量、廉价制备。
（3）开发了宽温度范围工作铌酸锂电光调 Q 晶体及电光调 Q 开关，在-55℃～70℃温度区间稳定工作，大幅提高了军用激光系统的温度稳定性。（4）以高温度稳定性电光调 Q 开关为核心技术自主研发的系列高温度稳定性铌酸锂电光调 Q 激光系统，实现了批量生产和应用。
（5）开发了满足激光雷达等长期在线工作的低内电场铌酸锂电光调 Q 晶体和电光调 Q 开关。
（6）开发了高抗光损伤阈值的钽酸锂电光调 Q 晶体和电光调 Q开关，典型 1064nm 波段的激光损伤阈值比铌酸锂晶体提高两个数量级以上，且能够满足军工宽温度范围要求。
南开大学
2021-04-13
生长因子类蛋白植物油体生物反应器研制
随着新功能基因的分离,克隆以及各种农作物高效表达技术平台的逐步建立,植物反应器的研究越来越深入.本实验利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)油体系统表达植物油体蛋白-角质细胞生长因子-2(Keratinocyte growth factor-2,KGF-2).首先人工合成植物密码子偏好性的KGF-2基因,并通过PCR技术克隆了拟南芥油体蛋白Oleosin基因,构建由种子特异性启动子驱动的,含有油体蛋白和KGF-2融合基因的植物油体特异表达载体;通过农杆菌介导法转化野生型拟南芥,采用Basta筛选之后,获得26株转基因拟南芥.
吉林农业大学
2021-05-04