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高性能大动态范围 CMOS 图像传感器的研发
成果与项目的背景及主要用途：该项目是天津市科技发展计划项目，通过了科委组织的专家验收。项目组采用自顶向下的设计方法，完成了 CMOS 图像传感器 1024×768 像素阵列的版图设计，通过了仿真验证，结果达到了设计要求。在 Chartered 公司0.35um 工艺线上成功试制了关键模块和小规模完整的 CMOS 图像传感器样片。样片工作正常，能够正确的拍摄运动物体，各项指标均满足设计要求。
背景：CMOS 图像传感器是当前已广泛用于民用、工业、科技和国防领域的各类图像摄取系统，近年来民用电子产品领域发展迅猛，如照相手机、PC 机、像机等。该成果主要用于图像摄取系统的核心部件—CMOS 图像传感器设计中。
技术原理与工艺流程简介：CMOS 图像传感器利用成熟的 CMOS 工艺制作光敏像素单元，因此可以把光电接收器和信号处理电路集成在单个芯片上。
主要设计内容包括：像素阵列、消噪放大电路、模数转换器、时序控制电路和测试系统设计。采用自顶向下的设计方法，首先根据功能要求对系统进行架构设计，将系统分为时序控制电路部分（数字电路实现）和从像素阵列到 AD 转换的信号处理部分（模拟电路实现）。版图设计完成后，导出 GDSII 文件，在新加坡 Chartered 公司 0.35um 工艺线进行流片，然后进行封装。根据芯片工作对外界的要求设计 PCB电路板，搭建测试系统，对芯片功能和各项电学指标进行测试分析。
技术水平及专利与获奖情况：技术水平属国内先进。
应用前景分析及效益预测：该项目取得了 CMOS 图像传感器的核心设计技术，可用于各种CMOS图像传感器设计中，中国CMOS图像传感器市场需求庞大，年复合成长率达到 60%，因此有着广阔的应用前景。目前国外同类产品的销售价格远远高于芯片的开发成本，因此存在很大的利润空间，将产生很好的经济效益。功能上可完全兼容、并替代进，通过合作根据市场需求，随时调整产品种类和指标，使经济效益最大化。
应用领域：CMOS 图像传感器广泛应用于消费类、工业和科技等各个领域。
民用领域：拍照手机、数码相机、可视门镜、摄像机、汽车防盗等；工业领域：生产监控、安全监控等。
天津大学
2021-04-11
综采过断层采煤机动态参数的测试与研究
通过该项目的实施，测试出采煤机在过断层时各种条件下的动态参数，分析研究岩石截割反力危害的规律，找出避免或减少其危害的方法和措施，达到过断层时快速推进、改善工作面安全条件、提高综采工作面产量、减少搬家次数、扩大综采战场的目的。
本项目完成后，对提高煤碳资源回收率、延缓矿井衰老起着极其重要的作用，具有很大的经济和社会效益，可在相似地质条件的综合机械化工作面推广应用，前景广阔。
1.在矿井下环境条件允许下，尽可能增加机身的质量，可降低机身和滚筒沿各个方向上 振动的幅值和频率。
2.过断层时，要合理选择采煤机的牵引速度。
3.要消除轴向载荷的增加对采煤机振动的影响，可以对采煤机的结构进行改造。
4.在不影响采煤机工作效率和工作产量的前提下，在过断层时可以优先采用截齿齿形。
5.采煤机在过断层时，要注意保持采煤机工作过程中轨道的清洁，保持其结触质量，能 有效地降低采煤机的振动，提高机器的工作性能和使用寿命。
6.采煤机过断层时，温度变化较大，牵引速度和截割速度直接影响采煤机温度，过断层 时要控制采煤机速度。同时岩石硬度对温度影响较大，截割硬性岩石时温度升高较大，岩石 硬度高时要进行破岩。
安徽理工大学
2021-04-13
金属功能材料
通过对烧结钴铁氧体进行热等静压烧结，得到钴铁氧体陶瓷材料的样品内部孔隙大大减少，致密度大于 99％；平行方向磁致伸缩系数绝对值大于 150ppm；磁致伸缩激励场低于 2000Oe。对钴铁氧体磁致伸缩材料进行热等静压处理促进了其在低场高频磁致伸缩领域的应用。 通过凝胶注模、磁场取向及常压烧结及热处里工艺，得到的钴铁氧体磁致伸缩材料<100>方向取向度大于 40％，致密度大于 99％，垂直取向方向磁致伸缩系数绝对值大于 300ppm，对应的激励场低于 2000Oe。
北京科技大学
2021-02-01
人工电磁材料
人工超材料是指亚波长尺度单元按一定的宏观排列方式形成的人工复合电磁结构。由于其基本单元和排列方式都可任意设计，因此能构造出传统材料与传统技术不能实现的超常规媒质参数，进而对电磁波进行高效灵活调控，实现一系列自然界不存在的新奇物理特性和应用。然而，传统的电磁超材料和超表面都是基于连续变化的媒质参数，很难实时地操控电磁波。 以程强教授为核心团队的课题组在国际上首次提出“数字编码与可编程超材料”，提出用二进制数字编码来表征超材料的思想，通过改变数字编码单元“0”和“1”的空间排布来控制电磁波。这一概念的提出不仅简化了超材料的设计难度和优化流程，构建了超材料由物理空间通往数字空间的桥梁，使人们能够从信息科学的角度来理解和探索超材料。更重要地是，超材料的数字化编码表征方式非常有利于结合一些有源器件（例如二极管和MEMS开关等），在现场可编程门阵列（FPGA）等电路系统的控制下实时地数字化调控电磁波，动态地实现多种完全不同的功能。 在该工作中，作者利用优化算法，设计相应的时空三维编码矩阵，超表面将入射波能量分散到空间任意方向和任意谐波频谱上，这一特性很好地缩减了雷达散射截面（RCS），未来有望应用于新型的计算成像系统。更重要的是，引入时间维度的编码之后，可以扩展传统的空间编码比特数，降低了实现高比特可编程超表面的系统复杂度。例如，一款2比特的可编程超表面，只要设计相应的时空编码矩阵，就可以在中心频率和谐波频率实现等效的360度相位覆盖，这是传统可编程超表面无法实现的，可用于实现波束塑形等一系列实用功能。 本工作得到了国家科技部重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项“微波毫米波数字编码和现场可编程超构材料的理论体系与关键技术”，以及国家自然科学基金等项目的资助，相关实验测试工作在东南大学毫米波国家重点实验室完成。
东南大学
2021-04-11
龋齿修复材料
浙江大学
2021-04-10
交通吸音材料
我院自主研发的新型无机基复合吸音材料具有吸声隔声性能好，抗强气流冲击，耐侯，防水，防火，环保，美观，施工、安装、维护方便等特点，性能与国外的相当，价格只有进口价的1/5。
南京工业大学
2021-01-12
Lehn功能材料
综述了人工钾离子通道或运输载体选择性设计及其功能特性，特别是选择性运输钾离子的功能设计，有助于进一步探究活性结构作为“过滤器”或“门控”蛋白在离子传输过程中的动态过程。综述指出人工钾离子通道一般具有以下特征：（i)钾离子结合的大环识别位点。配位后大环通道获得的能量可以补偿钾离子脱水后能量损耗。即使体系中存在过量的Na+离子，大环通道也只识别K+离子。从机理上看，该识别系统具有协同动态效应，K+离子的增加也协同驱使着大环通道对钾离子的选择性增大；（ii)能够实现分子间自组装的氢键供体与受体；(iii)具有可以嵌入疏水双层膜结构的疏水链。 该综述分析和总结了该类材料体系中跨膜传输钾离子的机理与机制；总结了人工设计自组装高选择性钾离子通道的特征，并对比了一系列的人工钾离子通道单晶结构特点及其跨膜运输的特点。
中山大学
2021-04-13
D 木塑材料
木塑复合材料(wood-plastics composites,简称WPC)是利用热熔塑胶（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等以及它们的共聚物）作为胶粘剂,用木质粉料（如木材、农植物秸秆、农植物壳类等生物质物粉料）为填充料,经挤压法成型或压制法、注塑法成型所形成的复合材料。木塑复合材料不仅具有原木特有的木质感,而且它具有较好的机械性能、尺寸稳定性好,耐水性、耐磨性、耐化学腐蚀性优良,不怕虫蛀,易于着色,维护要求低,使用寿命长,易于成型,可二次加工等众多优异性能。被广泛的应用到建筑、室内潢、汽车、包装、仓储等领域代替木材使用；得到了广泛应用。 另外它还可充分利用回收木材、余料、木屑等原来被废弃的木料,大幅度提高天然木材的利用率,并可解决废弃木料所造成的垃圾污染及处理问题,具有保护环境,提高人造木材制品附加价值的功效，被誉为绿色环保新型材料,具有广阔的发展前景。
西安交通大学
2021-04-11
电磁防护材料
北京工业大学电磁防护与检测研究室开发出四种类型的电磁防护材料，取得了多项具有自主知识 产权的科研成果，包括： 近场干扰抑制材料、频率选择表面、新型电磁屏蔽材料、电磁波吸收材料 上述材料具体包括：近场干扰抑制贴片、磁耦合隔离薄膜；频率选择表面材料及其加工技术；柔 性电磁屏蔽织物、磁屏蔽薄膜、电磁屏蔽涂料、高导电粉体、导电弹性体；柔性吸波材料、高温吸波材料。
北京工业大学
2021-04-13
负泊松比材料
该综述系统地总结了负泊松比材料的最新研究进展，分析了应变，微观结构等调控材料泊松比的方法。最后阐述了各种功能材料中多种负系数特性（负泊松比，负热膨胀以及负压缩性）以及它们之间可能的共存现象，并提出了负泊松比材料的潜在研究方向和调控泊松比的新方法。 作为基本的弹性变量，泊松比（Poisson’s ratio）定义为在垂直与加载方向与加载方向之间的形变量比值。它表征了材料在载荷作用下发生形状畸变或者体积变形之间的竞争，为衡量材料受力下的弹性形变提供了最基本的度量标准，并在材料和力学等领域得到广泛的应用。 综述了负泊松比材料的研究进展,包括负泊松比材料理论研究、天然和人工制备，特别是当前各类热门材料（包括生物材料，有机大分子材料，3-D打印材料，金属有机骨架材料和碳纳米管、黑磷以及诸多电子氧化物外延薄膜等低维材料）的负泊松比现象。分析了负泊松比材料所具备的几何/内在晶体结构，确定材料结构-负泊松比特性之间的关系。探索泊松比随材料结构和外界环境（温度和压强）的可变性，通过比较各类调控方式，寻找负泊松比材料，并对未来负泊松比材料的力学性能研究及应用进行了展望。
南方科技大学
2021-04-13