拥有人工微结构科学与技术协同创新中心、固体微结构物理国家重点实验室、半导体节能器件及材料国家地方联合工程中心以及江苏省光电信息功能材料重点实验室等科研平台，在硅基纳米结构材料与性能调控，硅基光子学器件和新型能源器件等基础研究领域具有很强的影响力。近年来，在硅基太阳能电池片研发及其新型结构材料在电池片上应用等方面开展了全方位的研究，承担完成了国家重点基础研究发展计划课题和国家自然科学基金重点项目等相关课题的研究。提出了渐变带隙的纳米硅量子点电池结构，利用渐变带隙进一步拓宽电池的响应光谱范围，发展了包

1. 痛点问题 目前硅基太阳能电池占据着太阳能电池的主导地位，其中单晶硅电池转换效率已可以达到25%左右，但它们需要比较多的单晶硅材料，生产成本高。而对于多晶硅，由于缺陷较多，转换效率比较低。III-V族材料转换效率高，但是材料和生产成本居高不下，难以推广使用。虽然可以利用纳米柱阵列来提高光吸收能力及减少材料成本，但是由于纳米柱结构具有很大的表面积，载流子较大的表面复合严重影响着器件的性能，而且需要昂贵的设备生长径向异质结和控制掺杂浓度。 2. 解决方案 本项目提出一种磷化铟纳米柱径向同质结阵列结构的简单制备方法，目前已完成高效太阳能电池验证和原型器件的制备，另还有可见光探测器等在研。 本方法是在磷化铟纳米柱制备过程中，利用刻蚀气体中加入氢气，可以同时实现了磷化铟纳米柱阵列和径向同质结的制备，通过控制刻蚀时间及氢气含量，精确控制磷化铟表面掺杂浓度及深度，相比于其他生长径向同质结的方法，本方法设备简单，制备效率高。在降低成本方面，纳米柱结构相比于平面结构具有更好的陷光效应，只需使用少量的材料便可以实现高效光吸收。 合作需求 本项目下一步发展需求主要集中在与太阳能电池相关企业的技术和产品合作，优化和固定产品制作工艺流程，降低生产成本。其次是资本投资、政府政策等方面的扶持。需要的外部资源主要是产业的工程化和市场资源。

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。

本发明公开了一种非易失性高密度三维半导体存储器件，该存 储器件由芯壳型纳米线作为 NAND 串组成，所述 NAND 串垂直于衬 底。利用芯壳型纳米线作为 NAND 串制作存储器件，不仅使器件的结 构更加简单，也减少了原有器件制作过程中复杂的制造工艺步骤，简 化了制备过程，对降低制造成本有积极作用

本发明公开了一种传输线和漏波天线复用器件及其波束扫描方法，所述器件包括介质基板，分别位于介质基板上下表面的金属条带和金属地板，以及通过过孔连接金属地板和金属条带的周期性交替排列的电容和变容二极管。金属条带包括两端的渐变微带线结构和中间的人工表面等离激元结构。当变容二极管的容值与固定电容的容值一致时，该器件的表面阻抗一致，实现传输线的功能；当变容二极管的容值与固定电容的容值不一致时，该器件的表面阻抗得到周期性调制，实现漏波天线辐射功能。采用电压作为调节手段，随着电压的改变能够实现波束定频扫描； 该器件制造简单、操作方便、容易集成，只需要一步光刻过程，不仅节省造价，而且避免了多层结构引发的加工误差。

本发明公开了一种近红外响应主链型液晶弹性体及其制备方法，该近红外响应主链型液晶弹性体是通过化学交联的方法制备出来的，而不是传统的物理掺杂，从而大大提高了光热转换效率，帮助形状记忆材料在近红外光刺激下做出快速的响应。制备方法是结合了传统的两步交联法和非环烯烃易位聚合(ADMET)方法，获得了具有单畴取向的液晶弹性体薄膜，并能对近红外光源做出快速的响应。该复合薄膜是将液晶单体、近红外响应的交联剂、钌催化剂部分聚合，拉伸取向，二次交联后制备形成的。本发明材料可用于帮助光热治疗器材和设备快速地将光能转换成热能，可以对近红外光做出快速的响应，此外该材料还具有较好的重物承受能力，能模拟手臂提举重物的行为。

立足于超高清显示产业的技术需求，研究团队基于在氮化物发光材料研究的工作基础，在国家重点研发计划《第三代半导体核心配套材料》项目（子课题，第三代半导体高密度能量光源用新型荧光材料及制备技术，2017YFB0404301）的支持下开展多种窄带发射荧光粉的合成制备与应用研究工作。研究团队开发了多种低光衰、高可靠性窄带发射的绿色发光材料，如β-SiAlON:Eu2+（FWHM < 60nm）、γ-AlON:Mn2+,Mg2+（FWHM < 45nm）等，并与日本夏普公司合作，开发出色域范围> 100% NTSC的白光 LED背光源器件。

随着消费者对更高显示品质的需求，8K（7680×4320像素）超高清显示器将逐步取代目前市场上的4K（3840×2160像素）显示器。日本夏普公司早在2013年就积极研发8K超高清显示技术，2015年已推出样机，并决定于2018年下半年进行批量生产；日本公共广播公司NHK更是准备用8K信号转播平昌冬奥会和东京奥运会。8K超高清显示器的核心部件是液晶背光源，为提高显示器的色域范围和亮度，使显示器能显示更为丰富的色彩，要求发光材料发射光谱的半峰宽尽可能窄。开发具有窄带发射的发光材料，特别是具有绿色发光、高量子效率、高可靠性的材料，对于超高清显示产业的发展具有重要意义。

本发明公开了一种基于纳米石墨烯电极的电控液晶光发散微透镜阵列芯片，包括驱控信号输入端口、以及石墨烯液晶散光微透镜阵列，石墨烯液晶散光微透镜阵列为 m×n 元，石墨烯液晶散光微透镜阵列采用液晶夹层结构，且下上层之间顺次设置有第一基片、图案化石墨烯电极、第一液晶定向层、液晶层、第二液晶定向层、石墨烯电极、第二基片，图案化石墨烯电极和石墨烯电极分别制作在第一基片和第二基片上，图案化石墨烯电极是由 m×n 个以微圆环隔离并以

本发明公开了一种石墨烯基双模混合集成电控液晶微透镜阵列，包括阵列化控光架构、第一驱控信号输入端口和第二驱控信号输入端口，阵列化控光架构的上下层之间顺次设置有第一基片、微圆孔形图案化石墨烯电极、第一液晶定向层、第一液晶层、第二液晶定向层、石墨烯共地电极、第二基片、第三液晶定向层、第二液晶层、第四液晶定向层、微圆环孔形图案化石墨烯电极、第三基片，微圆孔形图案化石墨烯电极、石墨烯共地电极和微圆环孔形图案化石墨烯电极分别