研究背景 芯片是人类最伟大的发明之一，也是现代电子信息产业的基础和核心。小到手机、电脑、数码相机，大到6G、物联网、云计算均基于芯片技术的不断突破。半导体光刻工艺水平的发展是以芯片为核心的电子信息产业的基石，目前半导体光刻的制造工艺几乎是摩尔定律的物理极限。随着制造工艺的越来越小，芯片内晶体管单元已经接近分子尺度，半导体制作工艺的“瓶颈效应”越来越明显。随着全球化以及科技的高速发展，急剧增长的庞大数据量要求数据处理模型和算法结构不断优化升级，带来的结果就是对计算能力和系统功耗的要求不断提高。而目前智能电子设备大多存在传输瓶颈、功耗增加以及计算力瓶颈等现象，已越来越难以满足大数据时代对计算力与功耗的需求，因此提高运算速度同时降低运算功耗是目前信息工业界面临的紧要问题。 如当年集成电路开创信息时代一样，当下已经普及的光通信正在成为新革命力量的开路先锋。与此同时，光子芯片正在从分立式器件向集成光路演进，光子芯片向小型化、集成化的发展趋势已是必然。相对于电子驱动的集成电路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特点，利用光信号进行数据获取、传输、计算、存储和显示的光子芯片，具有非常广阔的发展空间和巨大的潜能。 项目功能 本项目瞄准光通信关键技术及核心芯片，基于量子阱二极管发光探测共存现象，探索关键微纳制造技术，研制出可以同时实现通信、感知功能的一体化光电子芯片。 技术路线 一、技术原理及可行性 本项目主要负责人王永进教授发现如图1所示的量子阱二极管发光探测共存现象，首次研制出同质集成发射、传输、调制和接收器件的光电子芯片，这些原创工作引起了业界相关科研小组地广泛关注，化合物半导体同质集成光电子芯片成为研究热点。香港大学的蔡凯威小组和申请人合作提出湿法刻蚀和激光选择性剥离技术，在蓝宝石氮化物晶圆上实现LED基同质集成光电子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉国王科技大学Ooi教授和美国加州大学圣巴巴拉分校Nakamura教授小组在蓝宝石氮化物晶圆上，研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院苏州纳米所孙钱小组在硅衬底氮化物晶圆上，研制出基于氮化物激光器的同质集成光电子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK调制方式下，InGaN/GaN量子阱二极管可实现Gbps的光发射、调制和探测速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。这些工作表明研发基于光子传输的化合物半导体同质集成光电子芯片以实现片上光子通信是可行的。   二、总体结构设计及工艺流程 本项目提出的同时通信/感知一体化光电子芯片基于常规的蓝宝石衬底氮化镓基多量子阱LED外延片进行设计，无需特殊定制的外延结构。以典型的2寸氮化镓基蓝光LED外延片为例，其外延片结构如图2所示，从下至上依次为蓝宝石衬底、AlGaN缓冲层、未掺杂GaN层、N型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层和P型GaN层，通过调节InGaN/GaN多量子阱层的参数（层厚度与In的比例等等）可制备具有不同中心波长的光源器件。   图3为本项目所提出的同时通信/感知一体化光电子芯片结构。在蓝宝石衬底的氮化物晶圆上通过刻蚀和沉积等一系列晶圆级微纳加工技术，制备出单片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N电极可以采用倒装技术直接与基板相连，光线从透明的蓝宝石衬底发出，这样不仅使得器件具有优良的电性能和热特性而且简化了其后期的封装工艺。 三、技术创新优势 1、同一块晶圆上集成LED和PD使得两者间距离大大缩短，不仅有助于增强PD对蓝宝石表面反射光线的耦合，提升感知系统性能，而且缩小了器件整体外形，符合集成电子器件小型化、便携化的发展趋势； 2、单片集成的LED和PD器件相比于传统异质的、分立的LED和PD简化了封装形式和工艺，不再需要对LED和PD进行单独的封装，而且同质集成器件的基板也较异质结构的简单统一，极大地缩短了集成系统的制作周期； 3、同时通信/感知一体化光电子芯片采用相同的工艺就可以制作出LED和PD，简化了生长异质材料的复杂性，缩短了器件流片的周期，使用同一工艺就可将LED和PD进行批量生产，有效地降低了生产成本。 四、实验验证 本项目团队所在的Peter Grünberg研究中心拥有完整的LED器件制备、光电性能测试与电学性能测试平台，并且项目成员积累了丰富的测试技术与经验，能够满足本项目的同时通信/感知一体化光电子芯片测试同时表征光电参数与电学参数的需求。下图4所示为器件形貌表征图，从左边依次是扫描电镜图、光镜图、原子力显微镜图。   基于通信感知一体化芯片，本项目利用单个多功能集成器件成功实现了对人体脉搏的监测功能，如图5所示。   另外基于通信感知一体化氮化镓光电子芯片，我们还实现了照明、成像和探测功能为一体的LED阵列系统，如图6所示。该系统可以在点亮照明的同时，实现对外界光信号的探测与感知，通过后端系统处理后，再将信息通过阵列显示出来，实现多种功能的集成。 项目负责人王永进教授是国家自然基金委优秀青年项目、国家973项目获得者，他以第一或通讯作者身份在Light-Sci Appl.等主流学术期刊发表一系列高质量研究论文，获授权中国发明专利23项，美国发明专利2项，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次专题报道，荣获2019年中国电子学会科学技术奖（自然科学）、2019年南京市十大重大原创成果奖等。

目前生物柴油的制备方法一般是通过酯交换反应生产。酯交换法主要有酸催化酯交换、碱催化酯交换、酶法催化酯交换、多相催化酯交换、均相体系催化酯交换和超临界酯交换。传统的化学法通常采用强酸（硫酸）或强碱（KOH 和 NaOH）作催化剂，是均相催化反应过程，反应条件相对温和，反应速率快，但这些催化剂具有强腐蚀性，反应结束后需对它们进行中和和分离等后续处理，工艺流程长，生产成本增加，还存在废水和废渣排放等环境污染问题，因此采用非均相催化技术制备生物柴油势在必行。

首先制备了 CeO2 纳米线负载的 Ru 基单原子、纳米团簇（约 1.2 nm ）和纳米颗粒（约 4.0 nm ），并用于催化常压 CO2 加氢反应。研究发现三种催化剂都表现出 98-100% 的甲烷选择性，但纳米团簇的反应活性高于单原子并远高于纳米颗粒。通过原位表征结合第一性原理计算，发现该催化剂上的 CO2 加氢反应经历 CO 中间体（即 CO 路径），其活性位点为 Ru-CeO2 界面处的 Ce3+-OH 位点和 Ru 位点，分别负责 CO2 解离和羰基中间体活化。从单原子到纳米团簇和纳米颗粒， SMSI 逐渐减弱，促进了吸附在 Ru 位点上羰基中间体的活化；氢溢流效应逐渐增强，不利于表面 H2O 分子的脱附。 SMSI 和氢溢流效应在纳米团簇上达到平衡，使催化剂在该粒径尺度下表现出最好的常压 CO2 加氢活性。

本发明涉及一种等离子体辅助溶胶凝胶法制备高效氧化性催化剂的方法，利用等离子体中的活性粒子在常温下分解凝胶中的有机物和硝酸盐，制备得到活性组分为MnOx或MnCeOx的氧化性催化剂。本发明具有的优势效果在于：（1）对氮氧化物催化氧化具有较高的活性和选择性；（2）具有较宽的温度适应窗口；（3）制备工艺简单、成本较低，可广泛应用于烟气选择性催化氧化的脱硝催化剂制备过程。

该成果创造性地发明一种净化有机废气的金属氧化物混合物催化剂及其制备方法，催化剂载体是堇青石蜂窝陶瓷，用硝酸强化预处理以获得高比表面积，在载体上一次性负载铈镧锆混合氧化物改性的活性氧化铝与含多种金属氧化物混合物的活性组分。 与现有催化剂技术相比，该成果的催化剂制备工艺过程更为简单，硝酸强化预处理载体以增大比表面积，实现一次性负载活性氧化铝与活性组分，降低能耗。组成配方更经济可靠，活性成分为金属氧化物，不含贵金属，成本低；氧化铝涂层经铈镧锆改性，抗烧结和寿命更长。净化性能更优越，能彻底销

本发明公开了一种用于燃煤烟气中单质汞氧化的催化剂，可实现单质汞的高效催化氧化且吸附汞后的催化剂易于从飞灰中磁选分离以便循环利用，其特征在于，该催化剂为对单质汞具有良好氧化性能的活性组分负载到载体表面形成，其中所述活性组分为 CuCl2，所述载体为磁珠颗粒。本发明还公开了其制备方法以及该催化剂失去活性后的活化再生方法。本发明利用飞灰中的磁珠颗粒作为载体并在其表面负载活性催化组分改性后进行汞控制，具有很好的经济效益，特别

近年来，全球范围内对环境保护高度重视，对于经过物理、生化之后的废水深度处理，可以实现回用或者零排放，推动经济社会可持续发展。难点在于，残留的污染物浓度很低、成分复杂，且不能引入二次污染。催化臭氧化可以实现高氧化性物种羟基自由基的产生，将污染物成分高效去除，是经济实用的可行方法之一。在多年从事废水处理的基础上，建立了基于催化臭氧化的废水深度处理和回用工艺、装备，荣获中国商业联合会科技进步一等奖。 

本发明公开了一种带可控风门的多风扇冷却模块及控制方法，包括散热器、安装框架、减震支架、可控风门、导风罩、电子风扇和控制器ECU。车辆高温季节低热负荷运行工况时，通过调节可控风门的开度，可使得多风扇冷却模块的冷却效率明显提高，本发明实施案例中提高幅度为6.5％～17.7％。车辆在低温季节运行时，调节可控气门的开度，避免车辆被过度冷却，进而避免车辆耗油过高。

本发明公开了一种以天然多糖为模板制备形貌和粒径可控型淀粉纳米颗粒的方法，利用生物酶法制备的淀粉短直链，在短直链自组装制备纳米颗粒的过程中，原位添加天然多糖模板，筛选不同分子结构的多糖模板，控制淀粉纳米颗粒的形貌和粒径，制备出适合不同需求的、形貌(空心、纺锤体、球体)和粒径(20‑120nm)可控的纳米颗粒。本发明设备要求低，工艺简单，操作简便，反应温和，反应时间短，效率高，适合大规模生产。本发明制