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纳米光学腔的机理研究
精准制备原子级平整的纳米光学腔，实现了对亚皮米厚度变化的原位测量，比以往报道的等离激元尺子的亚纳米精度高了三个数量级，创造了新的世界记录，为原子/分子尺度上极其微弱的物理和化学过程的探测提供新的方案。
一、项目分类
重大科学前沿创新
二、技术分析
光学腔在激光器的发明、腔量子电动力学与精密测量等方面发挥了极其重要的作用。减小光学腔的模式体积可以提高光与物质相互作用的强度，极大地拓宽光学腔的应用领域。然而，光学腔的小型化面临光学衍射极限物理规律与现代制造技术精度的双重限制。该成果主要创新性与先进性如下：
（一）精准制备原子级平整的纳米光学腔，实现了对亚皮米厚度变化的原位测量，比以往报道的等离激元尺子的亚纳米精度高了三个数量级，创造了新的世界记录，为原子/分子尺度上极其微弱的物理和化学过程的探测提供新的方案；
（二）利用纳米光学腔对固态量子体系的物态进行调控，实现室温下纳腔中光与物质的强耦合，推动全固态纳腔量子光学的发展，为小型化集成量子光学器件与芯片的开发提供新的途径；
（三）证实纳腔量子光学体系的响应速度是超快的，可达到数十飞秒，比高品质光学微腔体系快几个数量级，是发展超高带宽信息器件的理想平台。
武汉大学
2022-08-15
超分辨纳米显微成像系统
该系统的分辨率可以达到传统显微成像系统的 2 倍以上，可以实现 80 纳米 以下的宽场成像。
上海理工大学
2021-01-12
新型纳米金属合金材料
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。
南方科技大学
2021-04-14
碳纳米管芯片技术
芯片是信息科技的基础与推动力。然而，现有的硅基芯片制造技术即将触碰其极限，碳纳米管技术被认为是后摩尔技术的重要选项。相对于传统的硅基CMOS晶体管，碳纳米管晶体管具有明显的速度和功耗综合优势。IBM的理论计算表明，若完全按照现有二维平面框架设计，碳纳米管技术相较硅基技术具有15代、至少30年以上的优势。此外，Stanford大学的系统层面的模拟表明，碳纳米管技术还有望将常规的二维硅基芯片技术发展成为三维芯片技术，将目前的芯片综合性能提升1000倍以上，从而将物联网、大数据、人工智能等未来技术提升到一个全新高度。
北京大学
2021-02-01
用于宽温区水解制氢的镁钙基氢化物粉体及其制备方法
本发明所述用于水解制氢的镁钙基氢化物粉体，包括的组分及各组分的质量百分数为：Ca4Mg3H1414.2～50.2%，MgH234.8～85.7%，Mg0.1～15%，为提高水解产氢率，还复合有其它氢化物和∕或盐，其中其它氢化物的质量为组分Ca4Mg3H14、组分MgH2和组分Mg的质量的总和的0～5%，盐的质量为组分Ca4Mg3H14、组分MgH2和组分Mg的质量的总和的0～11%，其中，其它氢化物的含量、盐的含量不同时为0。上述镁钙基氢化物粉体的制备方法，是将镁钙合金破碎球磨后活化吸氢。本发明提供的用于水解制氢的镁钙基氢化物粉体，可在保证反应安全性和可控性的前提下提高产氢量，特别是提高室温和低温下的产氢量。
四川大学
2021-04-11
热压合成新一代镁阿隆－氮化硼（MgAlON-BN ）复合耐火材料
MgAlON 便是氧氮化物中的一种。因其具有优异的物理化学性能，因而具有良好的应用前景。但是仍然有很多性能尚未研究。类石墨结构的六方 BN 具有优异的抗熔渣和金属的侵蚀性能以及具有优良的抗热震性能，从而在高金属陶瓷及耐火材料中得以广泛应用。利用热压工艺合成的新一代 MgAlON-BN 复合耐火材料，综合了 MgAlON 和 BN 的优点，材料的抗折强度、断裂韧性、密度及硬度等力学性能，特别是高温抗折强度得到提高，抗铁液侵蚀性能好。MgAlON-BN 复合材料还可以作为高级陶瓷、功能陶瓷应用。该课题在国家自然科学重点基金的资助下，对 MgAlON 及 MgAlON-BN 复合材料的热学性能，包括热膨胀系数、热扩散系数、热导率等，MgAlON 及 MgAlON-BN 复合材料与金属和渣的润湿性能等进行了系统的研究。取得了一系列具有自主知识产权的新配方、新工艺，拥有 3 项国家发明专利，2006 年获得教育部二等奖，2005 年获北京市科学技术二等奖。MgAlON-BN 复合材料不但可在冶金工业连铸生产过程中的侵入式水口、连铸水平分离环上使用，同时有望作为其他高性能陶瓷如高级陶瓷、功能陶瓷来使用。
北京科技大学
2021-04-13
热压合成新一代镁阿隆－氮化硼（MgAlON-BN）复合耐火材料
MgAlON便是氧氮化物中的一种。因其具有优异的物理化学性能，因而具有良好的应用前景。但是仍然有很多性能尚未研究。类石墨结构的六方BN具有优异的抗熔渣和金属的侵蚀性能以及具有优良的抗热震性能，从而在高金属陶瓷及耐火材料中得以广泛应用。利用热压工艺合成的新一代MgAlON-BN复合耐火材料，综合了MgAlON和BN的优点，材料的抗折强度、断裂韧性、密度及硬度等力学性能，特别是高温抗折强度得到提高，抗铁液侵蚀性能好。MgAlON-BN复合材料还可以作为高级陶瓷、功能陶瓷应用。该课题在国家自然科学重点基金的资助下，对MgAlON及MgAlON-BN复合材料的热学性能，包括热膨胀系数、热扩散系数、热导率等，MgAlON及MgAlON-BN复合材料与金属和渣的润湿性能等进行了系统的研究。取得了一系列具有自主知识产权的新配方、新工艺，拥有3项国家发明专利，2006年获得教育部二等奖，2005年获北京市科学技术二等奖。 MgAlON-BN复合材料不但可在冶金工业连铸生产过程中的侵入式水口、连铸水平分离环上使用，同时有望作为其他高性能陶瓷如高级陶瓷、功能陶瓷来使用。
北京科技大学
2021-04-13
中国科大提出“离子精馏”新单元操作，实现高镁锂比盐湖卤水直接提锂
中国科学技术大学徐铜文教授团队在高镁锂比盐湖卤水提锂领域取得重要进展,启发于传统的多级塔板精馏机制与层析色谱分离机制，针对化工特种分离领域复杂物料分离难题，团队原创性地提出一种“离子精馏”概念，并首次应用于高镁锂比盐湖提锂。
中国科学技术大学
2022-06-02
用于葡萄糖色比传感的ZnFe2O4纳米颗粒-ZnO纳米纤维复合纳米材料及其制备方法
本发明公开了一种ZnFe2O4纳米颗粒-ZnO纳米纤维复合纳米材料及其制备方法。首先采用共电纺丝方法，沉积得到复合纳米纤维，然后经过适宜的退火工艺制得ZnFe2O4纳米颗粒-ZnO纳米纤维复合纳米材料，ZnFe2O4纳米颗粒均匀稳定的附着在ZnO纳米纤维上。另外，本发明首次将ZnFe2O4纳米颗粒-ZnO纳米纤维复合纳米材料用于葡萄糖色比传感测试，测试方法简单且灵敏度高。ZnFe2O4-ZnO形成II型异质节半导体，交叉的能级结构有利于减小载流子的复合，提高其催化性能、传感性能。另外，将ZnFe2O4纳米颗粒复合到ZnO纳米纤维上解决了颗粒团聚问题，进一步增强了其催化性能与传感性能。
浙江大学
2021-04-11
铜包铝复合材料连铸直接成形技术与生产应用
我国是世界第一铜消费大国，但75%的铜资源依赖进口。开发高性能铜铝复合材料，替代广泛应用于信号传输、输变电、仪器仪表等领域的纯铜导体，对于推进以铝节铜、缓解铜资源短缺具有重大意义。本成果发明了高性能铜包铝材料的连铸直接复合及加工成形短流程技术，研制了连铸成形关键装备，突破了双金属连铸直接复合界面控制、双金属复合材料加工协调变形等关键技术，开发出高性能铜包铝电力扁排、铜包铝扁线和圆线等产品。本成果技术具有生产效率高、环境负荷低和成本低，可生产大断面和异型断面铜包铝复合材料等特点。获授权国家发明专利10项，已转让两家企业实施，已建成年产千吨、三千吨、五千吨级铜包铝复合材料生产线3条，可节铜70%以上，取得了显著的经济和社会效益。本成果专家鉴定意见认为：“…具有鲜明的独创性和完全自主知识产权，整体处于国际领先水平，…”。获2010年度教育部技术发明一等奖。
北京科技大学
2021-04-11