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。

本发明公开了一种自主作业林业机器人平台，包括机器人本体和控制系统，机器人本体采用了四轮的驱动结构，包括车底盘、车顶平台、车架等部分。机器人的控制系统可完成复杂控制和数据处理算法，同时加装了导航定位、激光测量、双目视觉等多种传感器，进行自主林业机器人作业环境信息检测和智能导航。该自主作业林业机器人结构简单，四轮的驱动能力强，可在林区复杂地形条下灵活可靠地运动，具备智能决策和环境建模的能力，可完成林区作业环境信息检测任务；同时可在机器人上加装多种作业机械手，进一步自主完成林木整枝、间伐、采伐和集运等林业生产作业任务。

开放化、高速化和高精度化都是现代信息技术的发展趋势和研究热点。数据采集系统是通信技术和数控技术领域的重要功能模块，应用领域十分广泛。 本数据采集平台的中央控制芯片选用美国TI公司的DSP (Digital Signal Processor，数字信号处理芯片)TMS320C5402。DSP具有高速、高精度的运算能力，强大、方便的数据通信能力，灵活、可靠的编程与信号处理能力。设计选用昀A/D转换芯片是AD公司推出AD976A，其转换精度是16位，转换速率最高可达200k/s。系统的核心采用DSP控制AD976A实现高速数据采集的功能。

多自由度精密位移平台由压电马达驱动，包含传感器、驱动器和控制器等部件，是精密仪器运动控制系统的核心部分，也是精密加工设备、医疗设备、微电子制造检测设备、测量仪器、印刷设备、生物医疗设备、自动化生产线的关键组件。其压电马达具有高分辨率、小尺寸、低能耗等特点，其运动控制部分采用先进的EtherCAT（通用超高速以太网现场总线）方案，使系统不仅更简洁、更灵活，还具有更好的实时性。

项目成果/简介:本发明公开了一种自主作业林业机器人平台，包括机器人本体和控制系统，机器人本体采用了四轮的驱动结构，包括车底盘、车顶平台、车架等部分。机器人的控制系统可完成复杂控制和数据处理算法，同时加装了导航定位、激光测量、双目视觉等多种传感器，进行自主林业机器人作业环境信息检测和智能导航。该自主作业林业机器人结构简单，四轮的驱动能力强，可在林区复杂地形条下灵活可靠地运动，具备智能决策和环境建模的能力，可完成林区作业环境信息检测任务；同时可在机器人上加装多种作业机械手，进一步自主完成林木整枝、间伐、采伐和集运等林业生产作业任务。

本项目来源于国家项目，目前已经申请专利。 智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、远程控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。 本平台由环境感知系统、家电控制系统、信息整合平台和远程控制系统组成。 环境感知系统由无线传感网络和相应的数据接口组成；家电控制系统由家电控制子网管和普通家电组成；信息整合平台由Agent中间件接和集中控制网关组成；远程控制系统由手机、平板和网关组成。平台的主要功能有：1、     环境感知：布置在家庭环境中的温湿度、光照、烟雾、有害气体传感器，利用WSN技术组网，能够实时地采集环境数据，并上传到网管进行分析；2、     家电控制：在数字家庭中布置1到多个物联网智能红外遥控器，通过以太网、RS485、Zigbee等技术连接到网关，通过智能学习家电控制码，完成家电控制的请求；3、     调度：家庭网关系统可以和任何家庭设备对话，随时监测设备的状况（无须打扰用户），这样便于车辆的集群调度；4、     安防预警：烟雾和有害气体传感器能够随时监控室内环境，网关分析监控数据并在必要的时候报警；5、     远程控制与信息推送：手机软件与智能家居网关通过WCF技术相连，利用GSM推送信息，实现远程接听监控和危险报警；6、     系统接入接口：利用WCF技术发布WebService服务，可以满足跨平台的设备接入，同时提供C#语言的设备接入规范SDK；7、     信道安全附加硬件：硬加密信息传输信道，保证传输过程的安全性。

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