成果简介：该项目采用高功率高效半导体单管激光器做为泵浦源，利用掺杂 双包层光纤、光子晶体光纤、双包层光纤光栅，采用特有的高效驱动电源技 术，为大功率光纤激光技术产业化提供最佳的解决方案。大功率光纤激光器是近年来发展的最新激光技术之一，是大功率激光器小型化、全固化、集成化发展的一个重要方向和趋势，是继灯泵固体激光器、半导体泵浦固体激光 器之后的第三代激光器，是当前国际上着力开发的新型激光器件，已成为激 光在军事和商业应用中的重要技术。该项目将实现 5

该成果提出了"黑盒"式互操作方法和技术，颠覆了传统"白盒"路线，将信息孤岛开放效率平均提升2个数量级，应用于国家大数据战略、国家安全和国防等重大工程，成为支撑我国大数据产业生态发展的一项共性关键技术。

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。

本项目创造了钻井法施工深(660m)、大（净 直径7.3m）井筒的新纪录，取得了井壁设计理 论和施工技术的重大创新，攻克了特厚冲积层 深大井筒钻井法凿井关键技术难关，并在板集 煤矿主、副、风三个井筒中得到了成功应用。

针对现阶段木竹材防腐处理技术对环境污染大、长期效果不佳等问题，研发的新型防腐技术具有高效、低毒、高渗透性、低流失性的优点，可广泛应用于木竹材防腐、防霉、防白蚁等领域，可满足木竹材防腐、人造板、木质包装等企业的相关需求,获国家发明专利授权4项。 季铵盐/硼酸盐复合防腐处理工艺。针对硼酸盐极易流失问题，开发了一种无机硼酸盐与季铵盐用两步法处理木材的复合防腐处理工艺。硼的流失率可从接近100%降至10%。处理材的耐腐性明显提高，对白蚁的毒性不强，具有环保特性。处理后物理力学特性及耐光老化性也得到提高。 有机微乳液型木竹材防腐防霉剂。以低毒、高效的有机杀菌剂为主要杀菌成分，用低挥发、高环保型有机溶剂替代高挥发性有机溶剂，制备微乳液型木竹材防腐防霉剂。可直接使用自来水进行稀释，采用常规防腐剂处理方法处理各种针阔叶材与竹材，防腐处理过程与防腐处理材均安全环保无污染。

数字化仿真技术又称数字化模拟技术，就是利用数字化技术组建虚拟系统模仿另一个真实系统的技术。在天气预报、温室效应评估分析、模拟核试验、军事训练和武器制造、交通训练与指挥、医学虚拟现实手术培训、医学虚拟现实手术培训、虚拟现实建筑物的展示、虚拟现实建筑物的展示、机电产品的虚拟制造与设计等领域得到应用。山东大学数字化仿真分析团队为山东钢铁集团有限公司、兖矿集团有限公司、济南二机床集团有限公司、山东玲珑轮胎股份有限公司等企业进行过H型钢轧制过程数字化仿真、皮带运输机滚筒优化设计、高速送料机器人轨迹优化、轮胎花纹网格自动化等实际应用。

研发阶段/n应用"减菌化工艺"原理，研究了冷却方式、时间、温度对初始细菌数的影响，形成了降低冷却猪肉初始菌数控制技术；开发了冷却肉嫩化保鲜综合技术，研发了纯天然冷鲜肉保鲜剂，使半真空包装保鲜期达到26-30天，托盘包装保鲜达到16-21天，货架期内，肉色稳定，商品状态很好；创建了先进的冷却肉"减菌化生产新工艺"和冷却肉的SVP包装新方法，此工艺有效地控制了冷却肉汁液流失，将汁3-7%液流失率降低到1-2%，托盘包装在18天后才出现微量汁液，效果明显。应用前景：我国肉类食品生产一直保持着快速持续发展的

　此项目荣获2008年中国石油和化学工业协会技术发明一等奖，并先后获得国家杰出青年基金、国家自然科学重点基金、863计划、国家科技支撑计划等项目支持。授权6项和公开4项发明专利已形成发明专利族。

针对炼铁高炉、炼钢转炉、连铸中间包、钢水包、鱼雷罐车等高温冶金容器及加热炉、高温管道等热力系统设备的共同结构和负荷特点，综合利用计算机仿真和现代电测及激光测试分析技术，开展其在生产过程中的热行为、变形行为、及强度行为的内部机理和外在表现的基础理论研究，形成了金属－耐材高温复合结构热－机械耦合行为的分析方法和设计理论，并成功地应用于300吨钢包裂纹生成分析及改制设计，转炉延寿技术及工艺确定、高炉下降煤气下降管的塌落事故评估和治理以及转炉等高温结构的设计和行为控制等方面。其中300吨钢包裂纹生成分析及改制研究工作明确了原有进口大型钢包裂纹的生成机理及防治方法，并首次将圆弧底和整体小耳轴应用于大型钢包，使新钢包的各处应力分布较为均匀，应力水平低，最大应力较原有钢包下降约40％。各种最大应力均避开了焊缝位置。焊缝和水口附近的应力水平下降了60％－70％。其结果使钢包的机械强度指标较原有钢包有了很大改进，特别是焊缝和水口附近改善明显。在提高钢包使用寿命、降低包重、减少维修费用等方面取得了令人满意的效果，并彻底替代了原有进口钢包，取得了巨大的经济和社会效益。该项成果现已在宝钢全面推广。

本技术利用自主研发的新型热电材料，加工成温差发电器件或者温差制冷器件。具有结构紧凑、没有移动部件、无工作噪声、使用寿命长、安全不失效、易于自动检修、无污染等优点。适于工厂废热发电，汽车尾气发电，及利用人体温度发电用于手机电池，医疗器件等供电领域。 这种发电装置可以灵活利用各种不同形式的热能，如工业冷却水、汽车发动机的余热、沙漠的地表热量等等。因此可以大大节约资源，减少污染，为国家带来可观的经济效益。热电转换材料微器件的另一个极有可能的应用在小功率领域，如各种传感电路、逻辑门和消错电路的短期μW、mW级电源，小的短程通讯装置以及生理学研究中的小型发电机等。