价格低廉、无毒、环境友好的金属锡（Sn）与铋（Bi）在能源转化和存储等领域有着广泛应用。然而，由于Sn与Bi的晶格失配大(>22%)、易相分离和氧化、以及二者之间相容性低于2 at%，使得纯相Sn1-xBix合金材料的制备及其物化性质的研究成果较少被报道。

成果简介： 本项目针对目前面向肿瘤诊疗的纳米材料在安全性和有效性等方面的缺陷与不足，创新性地提出了基于临床用近红外荧光诊断试剂与生物相容性高分子材料，理性设计与构建了一系列近红外光激发下兼具光动力活性和光降解性的荧光两亲性聚合物，其自组装形成的核-壳结构纳米材料。聚合物合成工艺、纳米材料制备工艺简便、可控、易放大。在动物体内实验结果表明本类纳米材料能够高

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。

本成果以原有的直写型3D打印技术为基础，通过对于现有3D打印技术的进一步开发，实现简便，高效的微结构构筑技术。实现微结构纳米晶器件的高效构筑，进一步提升器件的光溢出效率。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 成果源于国家自然科学基金“异价掺杂量子点的合成、聚合物基复合块体3D打印制造与性能研究”，项目编号51872030。本成果以原有的直写型3D打印技术为基础，通过对于现有3D打印技术的进一步开发，实现简便，高效的微结构构筑技术。实现微结构纳米晶器件的高效构筑，进一步提升器件的光溢出效率。传统发光器件由于器件材料的折射率高于空气，光从器件内部向空气传播时，部分光会在器件的内表面发生全反射，从而无法实现高效的光溢出效果。2017年，Nature Photonics上报道的块体荧光器件内部发出的光大量的在器件边缘聚集（75%），正面与背面光溢出量的总和仅仅为25%(Nature Photonics, 2017,11,177-185.)。本成果以器件内部微结构构筑为基础，通过微结构在器件内部的全反射界面构筑，改变光在材料内部的传输路径，实现器件正面的光溢出效果增强。 本专利的高光溢出效果可以广泛的应用于激光器、LED照明领域，提升能源利用效率。目前本专利可以将块体材料单侧约为~25%的溢出效率提升至~80%，约为3.2倍的提升。保守估计将此技术用于实际器件中，可以实现2倍以上的提升，这就意味着对于能源的消耗可以降低至原有的50%。照明约占全球能源消耗的15%-19%，全球温室气体排放的5%-6%。据统计2021年，全球照明市场总市值达到8089亿元。照明技术是任何一个国家与地区都不可或缺的，高效的照明技术不仅可以为解决全球的能源危机提供有效解决途径，同时为减少碳排放作出巨大贡献，产生巨大的经济效益。

电子材料及器件噪声-可靠性测试平台，该系统是国内外首套电子器件噪声-可靠性分析系统。采用了基于虚拟仪器的微弱噪声测试、基于噪声的可靠性诊断方法、电子器件噪声的子波分析方法等关键技术，将子波分析用于噪声-可靠性表征，可对各种电子器件和集成电路模块进行噪声测试与分析、内部潜在缺陷诊断和无损预筛选。系统可以测量电子器件的各种噪声参数，同时对噪声进行频谱分析、子波分析、集总参数分析。具有实时检测、采集、和分析, 高精度、高可靠性、智能化、小体积的优点，良好的通用性和可升级性使其同时适用于科研和生产单位。

复旦大学微电子学院教授卢红亮团队首次结合硬模板法、原子层沉积技术和水热工艺，在低功耗MEMS器件上原位合成了单层有序SnO2纳米碗支化ZnO纳米线的多级异质复合纳米材料，并以此作为气体传感器，对浓度低至1 ppm的硫化氢实

根据学校光电工程学院的专业设置，北京润尼尔网络科技有限公司提供如下全套虚拟仿真实验教学管理中心软件建设解决方案。主要包含集成电路原理演示模块、硅热氧化工艺模块、扩散工艺模块、硅片清洗工艺模块、湿法刻蚀工艺模块和集成电路芯片工艺模块。这些实验模块以培养集成电路人才为目标，由浅入深，覆盖基础型、专业型、特色创新型等不同层次与深度。 开放式网上材料光电材料工程虚拟实验室软件是以理论知识为指导，以计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术为依托而建立的一种新型实验教学系统。它利用计算机模拟真实的实验环境，通过信息网络操作实验设备，为实验教学提供了一种全新的教学模式。虚拟实验利用计算机技术来实现各种虚拟实验环境，实验者以交互的方式进行实验操作，可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目，最大限度地模拟真实实验的场景,并提供与实际实验的操作方法相类似的实践体验。 本虚拟仿真实验教学课程主要包含以下典型实验： •    直拉法制备硅单晶虚拟仿真实验 •    区熔法单晶生长工艺虚拟仿真实验 •    物理气相传输晶体生长工艺虚拟仿真实验 •    粒子注入及退火工艺虚拟仿真实验 •    氧化增强扩散效应虚拟仿真实验 •    金属化工艺虚拟仿真实验 •    化学气相沉积工艺虚拟仿真实验 •    多形态光刻与刻蚀虚拟仿真实验 •    氧化硅薄膜制备虚拟仿真实验 •    扩散反应原理演示虚拟实验 •    有机物清洗原理演示虚拟实验 •    氧化反应原理演示虚拟实验 •    氮化硅刻蚀原理演示虚拟实验 •    硅各向同性刻蚀原理虚拟实验 •    硅各向异性刻蚀原理演示虚拟实验 •    金属离子清洗原理演示虚拟实验 •    铝刻蚀原理演示虚拟实验 •    颗粒清洗原理演示虚拟实验 •    局部场氧化虚拟虚拟实验 •    硼再扩散虚拟实验 •    硼预扩散虚拟实验 •    磷再扩散虚拟实验 •    磷预扩散虚拟实验 •    去胶清洗虚拟实验 •    工艺流程间清洗虚拟实验 •    炉前清洗虚拟实验 •    氧化硅刻蚀虚拟实验 •    氮化硅刻蚀虚拟实验 •    硅各向同性刻蚀虚拟实验 •    硅各向异性刻蚀虚拟实验 •    铝刻蚀虚拟虚拟实验 •    沟道效应虚拟实验 •    硅晶圆切片、研磨抛光工艺虚拟实验 •    发射区推进效应实验 本系统可满足以下主要性能指标： 1、为保证系统的交互性和扩展性，系统须采用国际领先的Unity3D引擎开发而成； 2、为保证系统的先进性，实验系统所使用的网页播放器插件须采用主流3D引擎插件，且插件在近1年内有更新版本，并可支持后续的优化升级； 3、系统提供VR互动的功能，在实验过程中，通过VR手柄交互，用户可以在场景中移动，增加用户的交互体验感； 4、系统与虚拟仿真实验教学管理平台软件无缝对接，教师端能够自动生成智能指导和自动批改规则，且教师能够对规则进行细节修改； 5、系统提供实验过程中的智能指导功能，该指导为启发性指导，通过一步步的提问式引导，进而启发学生思考； 6、系统提供实验结果的自动批改功能，学生实验结束且提交后，系统调用自动批改规则可以自动算出学生实验得分，教师端还可以查看得分细节，了解学生的得分细节； 7、系统服务器端用户分为学生、教师、教务管理员和系统管理员四种角色，不同角色拥有不同权限。 学生：选课、选择实验、开展实验、接受实验指导、在线提交实验报告、保存和提交实验结果、查询实验成绩和批语。 教师：典型实验库维护、发布实验、安排实验、批改实验报告、系统指导、统计并发布学生的实验成绩和批语。 教务管理员：课程计划、开课计划、选课日期设置、开课审核、开课查询。 系统管理员：用户管理、分组管理、角色管理、权限管理、系统维护等。 性能指标： 支持同时在线用户数1万人以上，经测试，系统运行稳定，不限终端用户数，完全能满足日常教学使用。 服务器运行环境 操作系统：WindowsServer，Linux/UnixServer Web服务器：Tomcat6.0，JDK6.0 数据库：MySQL 客户端运行环境 操作系统：AllWindows系列

稀土上转换发光纳米粒子能将近红外光转换成可见光，并拥有诸多优点，如低毒性、高化学稳定性、优异的光稳定性、窄带发射和长的发光寿命等。特别是红外光作为激发光源带来了许多优势，如较深的光穿透深度、对生物组织几乎无损伤、生物组织不会发光（无背景荧光）等，因而在生物应用上倍受青睐，可以应用于生物标记、细胞成像、病变检测等。