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。

制备了不同发光波长的半导体量子点材料，设计，优化和制造了应用于航天电子信息显示领域的基于薄膜量子点器件结构的夜视兼容性LED；同时也设计，优化和制造应用于航天电子信息显示领域的基于集成量子点荧光粉-氮化镓单晶蓝光LED器件结构的夜视兼容性LED。通过控制器件的光谱输出，成功地制备出适用于飞机驾驶舱的半导体器件，该器件可直接用于飞机驾驶舱，无需再使用滤光片，并完成了对其性能的评估。同时基于半导体量子点材料制备出了用于NBI内窥镜成像的多光谱通道半导体荧光粉LED阵列。完成对NBI内窥镜成像的多光谱通道半导体荧光粉LED阵列的初步光电测量。此外，分析影响LED发光功率及效率的因素，优化设计的器件结构，探索提高特殊用途效率的方法。优化器件的工艺制作流程，提高器件参数的一致性、均一性。

本发明属于半导体存储器技术领域，具体为一种基于二维半导体材料的电荷超注入存储器及其制备方法。本发明通过存储叠层能带设计，在实现闪存的非易失性存储特性；通过横向电场设计以及器件的仿真模拟设计，利用二维半导体材料的原子级薄层特性，显著增强最大横向电场从而提升电荷的注入效率，实现存储器中电荷的超注入机制，进而实现闪存的亚纳秒编程。本发明存储器在维持十年数据保持能力的同时，大幅提升了电荷注入效率，将编程速度提升至亚纳秒，为解决电荷存储领域超快编程和长保持时间无法共存的重大挑战提供新的解决方案。

绝缘体-金属相变材料领域。 利用简单易行的方法制备大尺寸高质量二氧化钒单晶体，实现了二氧化钒单晶体电阻的快速温度响应。 

本成果研究了不同制备工艺对制备出的喷涂粉末形貌与性能的影响，通过测试不同的La2O3的添加方式以及添加量的涂层的性能，探讨了稀土氧化物La2O3对Al2O3等离子涂层性能的影响，及La2O3在等离子涂层中的作用，同时对喷涂粉末与涂层的相态及高低温条件下的相稳定性进行了研究，找出了在高温下长时间保持相稳定性的涂层。得出的主要结论有： (1). 使用纳米粉体颗粒团聚的方法可以制备符合出符合等离子喷涂要求的粉末，同时其制备出的涂层性能优于传统微米级粉末涂层。 (2). 添加部分La2O3可以抑制Al2O3涂层中晶粒长大，且Al2O3- La2O3涂层更致密，与Al2O3涂层相比，Al2O3- La2O3涂层在抗击热冲击、抵抗热氧化、涂层结合强度方面均有部分提高，但涂层隔热性能与Al2O3涂层相当。 (3). Al2O3涂层中添加部分La2O3与MgO可以制备稳定相的LMA，制备的LMA涂层呈现板片状结构特点，有利于降低涂层内部残余应力，因而可提升涂层性能，其在结合强度、抗击热冲击、抗氧化及隔热性能发面均优于Al2O3- La2O3涂层与Al2O3涂层。 (4). 在1400℃下保温100h，Al2O3涂层与Al2O3- La2O3涂层均会发生γ→α晶形转变，影响涂层的性能，而LMA涂层可保持相稳定性。LMA等离子涂层因其优异的性能可做为传统Al2O3涂层和Y-PSZ涂层的替代者。

中国矿业大学材料与物理学院高效储能材料与器件团队青年教师肖彬与隋艳伟教授在高熵氧化物材料储锂应用领域取得重要进展。通过对高熵FeCoNiCrMn合金粉末的氧化，成功制备(FeCoNiCrMn)3O4高熵氧化物，并将其用作于锂离子电池新型负极材料。

本材料采用无机高分子材料与各种高硬度陶瓷颗粒（硬度Hv1800～2800）在常温复合固化而成。由于采用与金属结合力极强的高分子树脂，因此特别适用于对磨损后部件的修复。

用一锅湿化学法制备了新型的三元金属间化合物-PtSnBi纳米盘。双球差电镜表征表明三种金属原子均匀有序地分布。得益于三种金属的协同作用，PtSnBi纳米盘的甲酸氧化性能明显优于二元PtBi和PtSn金属间化合物。其中，Pt

本实用新型公开了一种具有人工磁导体反射板的抗金属RFID标签天线。一般常用的RFID天线常采用偶极子结构，这类RFID天线使用在金属材质的物品上时，由于金属的反射相位为180°的特性，天线辐射的电磁波会被反射波消减，造成增益下降；并且由于天线与金属之间的近场耦合，天线阻抗会受到严重影响，造成能量效率下降。本实用新型针对标签天线应用在金属物品上的场合，使用弯折型偶极子标签天线，设计一种人工磁导体结构放置于天线背面作为天线的反射板，从而改变背向反射特性，增大天线增益，同时减弱金属对天线阻抗的影响，最终提高标签天线的阅读距离。

腈水解酶、腈水合酶在高值精细化工产品的绿色合成中有较高的利用价值。应用代谢工程育种和高通量筛选等技术选育高效生产菌种，提高酶的发酵产量及催化效率；解决腈水解酶的催化效率、稳定性与实用性的共性关键技术问题，改造或构建高效的工程菌株；研究腈水解酶规模化生产的发酵与分离纯化技术，研究腈水解酶的固定化等应用工程技术，实现该酶在化工、医药、饲料等工业领域中的应用。