Ø  成果简介：超分辨率图像重建技术是近年来发展迅速的图像处理新技术，其目的是超越成像传感器、成像和信道的分辨极限，利用所获低分辨率图像，实现高分辨率图像的重建。超高分辨率图像增强与显示芯片项目利用超分辨率图像实时处理技术，实现从一幅或多幅低分辨率视频图像处理获得高分辨率图像，在图像被放大的同时增强图像更多的细节，提高图像的清晰度和分辨率，实现摄像传感器的低分辨率与显示器高分辨率之间的匹配，解决目前图像获取与显示分辨率不匹配的瓶颈问题，在现有图像获取技术的基础上提高显示器的画面质

在临床和科研中，识别细胞类型是癌症诊断、血液分析等的重要内容，项目拟开发一套基于细胞类型解卷积算法，并与基因芯片结合，建成细胞类型分析设备。 在血细胞检测、免疫力评估、癌症诊断、干细胞移植、肿瘤微环境分析等临床应用中，必然要判断样本中的细胞类型和丰度。目前，临床使用的方法(染色、流式细胞等)存在：细胞类型判断不准、过分依赖抗体、流程复杂等缺陷。单细胞转录组测序(如Drop-Seq、10X genomics等)由于细胞泄露等原因，检测基因不全，导致对细胞类型的判断有误，且需要新鲜样本，实验较复杂，后续分析复杂。 因此，在临床和科研中，亟需一种能快速、简洁、准确地分析样本中所有细胞类型及其丰度的方法和设备。项目将开发一种基于解卷积的细胞类型识别算法，并和基因芯片技术结合，集成为细胞类型分析设备。只通过一组基因的表达水平，判定样本中所有细胞类型及其丰度；且可根据组织类型定制芯片，扩展应用。该设备可用于临床和科研中关于血液疾病、癌症、免疫分析等，成本低、操作简单、准确性好。

1 成果简介随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提高，环境污染、疾病监测、食品安全等民生热点日益受到人们的关注。如何对上述问题进行简单、快速的监控，将一些危害降至最低，保障人民生活和生产，这就需要一种可实时实地检测、操作简便的多应用传感器件。 表面等离子体波（ SPP）传感器是一种基于光学检测的传感器件，被广泛用于药物筛选、食物检测、环境监测和细胞膜模拟等方面。相对于目前常见的化学、电子、力学等传感器，SPP 传感器拥有实时检测、无需标记、对被检测物无损害、探测方法简单等众多优点。为了降低成本、 稳定性能、减小体积，集成型 SPP 传感器件的成为了现今研究热点。然而现有的集成型 SPP 传感器件普遍存在灵敏度低，探测范围小等问题，限制了其应用的推广。 课题组从 2006 年开始合作从事集成型 SPP 传感器件研究，在清国家 973 项目、自然科学基金重点项目、教育部清华大学自主研究项目等项目资助下， 创新性提出一种基于 SPP-介质波导异质垂直耦合器的可集成生化传感芯片，并对传感芯片的传感特性和应用进行了深入研究和探索。芯片的特点和性能如下：可集成，芯片体积小，可与便携设备集成；可批量生产，价格低廉；灵敏度较传统的集成型 SPP 传感器件高出一个数量级；可实现对传感区域的精确或者大范围调节；可实现对纳米量级大小的物质的探测；传感性能稳定，应用领域广泛。上述优点表明该芯片可以工厂大批量生产经营，也可以用于实验室的科研研究，在化学，生物，医学等多 个领域均有应用价值。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的器件。 图 1 (a) 集成型 SPP 传感芯片与一元硬币尺寸对比图 (b) 传感芯片的显微镜照片2 应用说明可集成型 SPP 生化传感芯片在实验室经多次验证，可以实现对折射率液体以及纳米级薄层物质的高灵敏探测，并初步应用于对双酚 a（简称 BPA，一种塑料生长常用原料，每年生产将近 2700 万吨含 BPA 的塑料类物质， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的检测。实验结果表明，该芯片对于 BPA 的探测极限浓度可以达到 0.1ng/ml （欧盟公布食品准则中水含有BPA 的最高浓度为 1ng/ml）。3 效益分析由于目前国内尚无同类产品， 而且此产品在疾病检验，环境监测，药品鉴别等多个领域具有应用价值， 因此本仪器具有较大的市场推广空间。本传感芯片价格低廉，使用简便，对样品无二次污染，性能稳定，甚至对纳米量级的生化小分子探测均具有高灵敏度，相对于其他类型的传感器件， 具有明显的经济和技术优势。

项目成果/简介: 荧光二氧化硅微球（CDs@mSiO2）负载抗体等生物大分子针对病毒、细菌和疾病体外检测试剂盒。 技术指标（创新要点等）： 1、使用性能优越的碳量子点取代稳定性差、荧光量子产率低的有机荧光染料和毒性大的无机半导体量子点； 2、通过调节碳量子点的合成原料，使得碳量子点偶联锚定在二氧化硅微球上，且不会引起碳点的荧光猝灭从而有利于连接抗体或生物大分子等，产品具有快速、灵敏度和特异性高等优势。应用范围: 应用领域及预期经济社会效益等： CDs@mSiO2具有经济性、功能性和环境协调性等基本特性，CDs@mSiO2生产效率高、成本低、性能好等优点，可用于病毒、细菌和疾病体外检测。效益分析: 应用领域及预期经济社会效益等： CDs@mSiO2具有经济性、功能性和环境协调性等基本特性，CDs@mSiO2生产效率高、成本低、性能好等优点，可用于病毒、细菌和疾病体外检测。知识产权类型:发明专利知识产权编号:1、发明专利“一种两亲性碳量子点及其制备方法” CN201510213429.3； 2、发明专利“一种氮掺杂碳量子点的简易绿色合成方法” CN201410039846.6； 3、发明专利“一种高强度荧光水凝胶及其制备方法” CN201610060548.4； 4、发明专利“一种超大长径比的碳量子点聚苯胺复合纳米管及其合成方法”201610316536.3； 5、发明专利“一种新型的荧光磁性纳米管材料及其制备方法” CN201410185776.5。技术先进程度:达到国内先进水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

本发明公开一种含有量子点的乙烯-醋酸乙烯酯胶膜的制备方法，包括以下步骤：用改性剂对半导体量子点的表面进行亲水性或亲油性改性，再将改性后的半导体量子点均匀分散在溶剂中，形成半导体量子点墨水，然后把半导体量子点墨水、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和助剂混合，经过热压成型或挤出成型，得到含有半导体量子点的乙烯-醋酸乙烯酯胶膜。该制备方法简单，可控性好，可操作性强，易于工业化生产。本发明还公开了一种含有量子点的乙烯-醋酸乙烯酯胶膜，应用于太阳电池，能有效提高太阳电池的利用效率。

北京大学物理学院的贾爽研究员和中科院强磁场科学中心的张警蕾研究员、南方科技大学的卢海舟教授等组成的研究团队对外尔半金属材料TaAs等在强磁场下的磁性质进行了深入研究。利用磁扭矩探测和平行磁化率探测技术，他们发现当外尔电子在强磁场下进入量子极限时，其横向和纵向磁化率都表现出强烈的不饱和性。这一强磁场下的不饱和磁性与非相对论型的拓扑平庸电子呈现的饱和磁性截然相反，是相对论型的电子所独具的指针性属性。 由于各种拓扑电子材料的能带对于包括自旋轨道耦合以及化学势在内的各种参数高度敏感，决定电子拓扑性质的能量尺度可能小至毫电子伏特量级，因此通常的谱学测量如角分辨光电子谱等往往无法分辨能带的细节。而普通的电输运测量只能表征费米面的贝里曲率，无法区分相对论型的电子能带是否存在能隙。这项对于拓扑电子材料的磁性研究，结合了理论计算与强磁场下的实验表征，提出了探测相对论型的电子的一种决定性指针。该工作已在《自然•通讯》上发表 Nature Communications 10, 1028 (2019).Magnetic responses of the non-relativistic and relativistic fermions a, b, c, d: The energy bands of non-relativistic (parabolic-band) fermions; g, i, h, j: The energy bands of -relativistic fermions; e, f: Calculated parallel magnetization (M||) and effective transverse magnetization (MT) of non-relativistic fermions are saturated in strong magnetic field. k, l: Non-saturated M of relativistic fermions. 此项工作的通讯作者为贾爽研究员，中科院强磁场科学中心的张警蕾研究员和南方科技大学的卢海舟教授；第一作者为量子材料中心博士生张成龙和南方科技大学的王春明教授。同时，这项研究受到国家自然科学基金（No. U1832214, No.11774007）国家重点研究计划（2018YFA0305601）以及中科院先导研究计划（XDB28000000）等的支持。

荧光二氧化硅微球（CDs@mSiO2）负载抗体等生物大分子针对病毒、细菌和疾病体外检测试剂盒。 技术指标（创新要点等）： 1、使用性能优越的碳量子点取代稳定性差、荧光量子产率低的有机荧光染料和毒性大的无机半导体量子点； 2、通过调节碳量子点的合成原料，使得碳量子点偶联锚定在二氧化硅微球上，且不会引起碳点的荧光猝灭从而有利于连接抗体或生物大分子等，产品具有快速、灵敏度和特异性高等优势。

量子隧穿是微观世界的基本现象，它是指粒子可以像波一样地穿过有阻碍的区域（即势垒），是微观粒子的波粒二象性的一个具体表现。如今，量子隧穿的概念已经渗透到物理学的方方面面，比如广泛使用的扫描隧道电子显微镜、半导体异质结等。然而，关于量子隧穿却有一个基本问题充满着争议，那就是隧穿的过程是否需要时间？如果需要时间那又该如何测量呢？自量子力学诞生以来，这个问题一直伴随着量子力学的发展而争论至今。 随着超短激光脉冲的问世，人们一直努力、希望在强场隧道电离的范畴来解决这个的重要争议问题。随即，学术界提出了可以通过阿秒钟方案测量隧道电离的发生时间（即时间延迟），阿秒钟巧妙地将隧穿时间延迟转化为光电子发射角的偏移，然而对于实验结果，大家一直未取得一致的看法。学术界通过十多年的研究，基本上形成了两种对立的观点，即瞬时隧穿（隧穿几乎不需要时间）与延时隧穿（隧穿需要百阿秒量级的时间），各自都有相应的理论与实验支持。似乎这两种观点充满矛盾、不可调和！量子隧穿的示意图量子隧穿可以看作是微观粒子的“穿墙术”增强型阿秒钟的原理。（a）线偏振的二次谐波打破了圆偏振的基频光的对称性，标记了最大值激光电场的方向与时刻。（b）不加二次谐波时测量的光电子动量谱。（c）加入标记光场后测量的光电子动量谱。 传统的阿秒钟是采用单个椭圆偏振或近圆偏振的激光脉冲，因此传统阿秒钟的校准依赖于少周期激光的载波包络相位和椭偏率的确定，它们的噪声抖动会给阿秒钟的测量带来很大的误差。日前，北京大学物理学院、人工微结构和介观物理国家重点实验室“极端光学创新研究团队”刘运全教授和龚旗煌院士领导的研究小组，提出并实现了一种全新改进型阿秒钟，在一束圆偏振飞秒激光场中加入了另一束线偏振的倍频光来校准阿秒钟，使得光电子发射角的偏移量的定标更加精准。这种增强型阿秒钟使得隧穿时间的测量更加准确可靠。理论上还证明了上述两种看似对立的隧穿图像可以被统一在同一个理论框架下进行描述。在强场近似理论框架下，他们分别建立了瞬时隧穿图像以及基于Wigner表象的延时隧穿图像，对于增强型阿秒钟的实验结果，这两种隧穿图像的理论结果都与实验结果相符合。因此，这是第一次使用同一个理论框架和同一个实验完美地统一了这个长期的学术争议，为隧穿时间研究提供一种思路。

在高晶体质量的狄拉克半金属Cd3As2纳米线中观测到手征反常导致的负磁电阻效应（Nat. Commun. 6, 10137 (2015)）；并借助于纳米线比表面积大的优势，测量到起源于拓扑表面态输运的π A-B效应(Nat. Commun. 7, 10769 (2016); Phys. Rev. B 95, 235436（2017）)。 最近，他们通过输运测量首次在狄拉克半金属Cd3As2纳米线中观测到连续体态和离散表面态耦合产生的Fano共振现象。研究表明直径约为60 nm的Cd3As2纳米线的表面态能带会发生劈裂，通过栅压调制费米能级到一个表面态子能带的带底时，会呈现出零偏压微分电导峰；在磁场作用下，由于塞曼效应，零偏压电导峰会发生劈裂，测量得到表面态的朗德因子为32；Fano共振进一步导致零偏压微分电导峰随偏置电压具有非对称的线形，并可能对材料中起源于“外尔轨道”的量子振荡频率产生修正。这项工作对于深入研究拓扑半金属的输运性质，以及设计实现可电学调控的Fano体系有着重要意义。图1. Cd3As2纳米线中量子限制效应引起的电导振荡；(b)栅压调制的微分电导谱。

本发明属于量子点 LED 封装领域，具体涉及一种高发光效率的量子点白光 LED，其中，LED 芯片固定设置在基板表面，量子点硅纳米球附着在 LED 芯片表面，荧光粉胶将量子点硅纳米球和 LED 芯片完全包裹住，所透光壳体直接安装在基板上或通过一模塑料固定在基板上方，并将荧光粉胶、LED 芯片和量子点硅纳米球密封在内，透光壳体内的空隙处填充有封装胶。本发明还公开了一种高发光效率的量子点白光 LED 的制备方法。本发明的量子点 LED 能够显著提高白光LED 的发光效率，在生产中能够更加便捷地控制量子点与荧光粉各自的发光光谱，从而得到所需的理想型发光，且可显著减少量子点的用量，节约生产成本。