1.中國科學(xué)院金屬研究所團(tuán)隊(duì)在全固態(tài)電池正極材料的失效機(jī)制研究方面取得進(jìn)展
2.廣東省光電芯片系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在面向WiFi路由器的新型極化分集玻璃天線研究方面取得突破
3.東南大學(xué)顧忠澤教授課題組導(dǎo)電聚合物光聚合與3D打印技術(shù)最新研究成果
4.南京大學(xué)祝世寧院士榮獲陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)
5.成電集成電路學(xué)院張波教授團(tuán)隊(duì)牽頭獲得2023年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)
6.復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)在鉿基鐵電器件的可靠性研究方面取得重要進(jìn)展
1.中國科學(xué)院金屬研究所團(tuán)隊(duì)在全固態(tài)電池正極材料的失效機(jī)制研究方面取得進(jìn)展
全固態(tài)鋰電池具備高安全性和高能量密度的特點(diǎn)，有望成為超越傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的下一代電池技術(shù)。而電極材料（包括正極和負(fù)極）與固態(tài)電解質(zhì)的界面不穩(wěn)定性阻礙了固態(tài)電池的發(fā)展。因此，探討正極/固態(tài)電解質(zhì)界面不穩(wěn)定性誘發(fā)的電池材料失效機(jī)制，對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)全固態(tài)電池材料具有重要意義。
近日，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心材料結(jié)構(gòu)與缺陷研究部研究員王春陽，聯(lián)合美國加利福尼亞大學(xué)爾灣分校教授忻獲麟團(tuán)隊(duì)，基于前期關(guān)于液態(tài)鋰電正極材料失效機(jī)制的研究成果，在全固態(tài)電池正極材料的失效機(jī)制研究方面取得進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)利用人工智能輔助的透射電鏡技術(shù)揭示了全固態(tài)鋰電層狀氧化物正極材料的原子尺度結(jié)構(gòu)退化機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)其與傳統(tǒng)液態(tài)電池中的退化機(jī)制具有顯著差別。
研究表明，全固態(tài)電池的晶格失氧和局部應(yīng)力耦合驅(qū)動(dòng)的表面“晶格碎化”以及脫鋰誘發(fā)的剪切相變共同導(dǎo)致層狀氧化物的結(jié)構(gòu)性能退化。表面“晶格碎化”涉及納米級(jí)多晶巖鹽相的形成。這一失效模式在層狀氧化物正極材料中被發(fā)現(xiàn)。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)了區(qū)別于傳統(tǒng)鋰離子電池中層狀正極的剪切界面新構(gòu)型和大尺寸O1相的形成。
上述成果拓展了層狀氧化物正極的相變退化理論，有望為全固態(tài)電池的正極材料和正極/電解質(zhì)界面優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。
相關(guān)研究成果以Atomic Origin of Chemomechanical Failure of Layered Cathodes in All-Solid-State Batteries為題發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì)志》（JACS）上。
2.廣東省光電芯片系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在面向WiFi路由器的新型極化分集玻璃天線研究方面取得突破
前言：
廣東省光電信息處理芯片與系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的梁國華教授和胡鵬飛副教授深入研究面向WiFi路由器的新型極化分集玻璃天線，并在IEEE消費(fèi)電子旗艦期刊IEEE Transactions on Consumer Electronics (TCE)上發(fā)表其最新研究成果。該項(xiàng)工作受到主編Kim Fung Tsang教授特別邀請(qǐng)，為特邀文章（Invited Paper）。
01
研究背景
在當(dāng)今信息爆炸的時(shí)代，WiFi已成為日常生活中不可或缺的一部分。然而，隨著用戶需求的不斷增長和智能設(shè)備的普及，傳統(tǒng)WiFi路由器在信號(hào)覆蓋、速度和穩(wěn)定性方面仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這些問題，科研團(tuán)隊(duì)從路由器天線方面進(jìn)行探索，在TCE期刊上發(fā)表了一篇題為“Polarization Diversity Glass Antenna for Consumer WiFi Routers”的論文。
02
成果展示
該論文提出一種新型平面饋電網(wǎng)絡(luò)，只需要單層PCB即可實(shí)現(xiàn)全向極化分集天線的高效饋電，解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中至少兩層饋電網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的高損耗問題。
為了驗(yàn)證其性能，將該玻璃天線與傳統(tǒng)路由器連接，并測(cè)試其吞吐量，并和商用偶極子天線的路由器進(jìn)行對(duì)比。在室內(nèi)環(huán)境多場(chǎng)景下，采用分集玻璃天線的路由器的吞吐量均表現(xiàn)更優(yōu)。
該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)包括：
①穩(wěn)定性提升：極化分集傳輸能夠減少由于多徑效應(yīng)和干擾引起的信號(hào)衰減和丟失，從而保證了更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。
②美觀與實(shí)用兼?zhèn)洌翰Ａ炀€不僅具備優(yōu)越的性能，還能與現(xiàn)代家居環(huán)境完美融合，既美觀又不占用額外空間。
3.東南大學(xué)顧忠澤教授課題組導(dǎo)電聚合物光聚合與3D打印技術(shù)最新研究成果
【東大新聞網(wǎng)6月25日電】（通訊員 吳雪婷）近日，東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院顧忠澤教授與南京大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院謝勁教授、韓杰副研究員團(tuán)隊(duì)合作，在亞微米精度導(dǎo)電聚合物三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D打印方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果以《導(dǎo)電聚合物的光聚合與3D打印》（Photoinduced double hydrogen atom transfer for polymerization and 3D printing of conductive polymer）為題在國際頂級(jí)期刊Nature Synthesis上在線發(fā)表。
近年來，科技的迅猛發(fā)展推動(dòng)了生物電子設(shè)備在微型化、集成化和三維化方面的顯著進(jìn)步，為生物醫(yī)學(xué)工程和先進(jìn)材料科學(xué)帶來了廣闊的應(yīng)用前景。導(dǎo)電聚合物憑借其獨(dú)特的離子與電子導(dǎo)電性，在柔性電子、生物傳感、可植入醫(yī)療器械等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，尤其在器官芯片（Organ-on-a-Chip）技術(shù)中展現(xiàn)出巨大的潛力。器官芯片通過微流控和微型化設(shè)計(jì)，模擬了人體器官的物理和生理特性，為藥物篩選和疾病研究提供了高度仿真的體外實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。為了在器官芯片中精確模擬和監(jiān)測(cè)生理電信號(hào)傳導(dǎo)，亟需構(gòu)建高精度的三維導(dǎo)電聚合物網(wǎng)絡(luò)。然而，傳統(tǒng)的二維制造技術(shù)在精度和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的構(gòu)建上存在顯著局限，無法滿足這一需求。目前的三維制造方法，如擠出式打印和光基打印，在構(gòu)建導(dǎo)電聚合物網(wǎng)絡(luò)時(shí)均面臨諸多挑戰(zhàn)。擠出式打印受限于噴嘴尺寸和自下而上的材料堆積過程，打印分辨率通常低于10微米，難以實(shí)現(xiàn)高精度的三維導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。盡管光基打印技術(shù)在精度上具備優(yōu)勢(shì)，但導(dǎo)電聚合物在可見光和近紅外波段的強(qiáng)光吸收特性，限制了激發(fā)光的穿透和光敏劑的活化，從而妨礙了Z方向上的增材制造能力。因此，開發(fā)新型三維打印方法以克服這些挑戰(zhàn)，對(duì)于提升器官芯片在生物電信號(hào)傳導(dǎo)和復(fù)雜生理功能模擬中的潛力至關(guān)重要。
為了突破這些技術(shù)瓶頸，顧忠澤教授團(tuán)隊(duì)與謝勁教授、韓杰副研究員團(tuán)隊(duì)提出了一種基于時(shí)空可控光誘導(dǎo)氫原子轉(zhuǎn)移（HAT）反應(yīng)的導(dǎo)電聚合物光聚合方法。他們開發(fā)了一種高效的HAT催化劑BPED，通過光引發(fā)雙重HAT反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電聚合物的快速光聚合。以PEDOT:PSS為例，標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)體系使用3,4-乙烯二氧噻吩為單體，聚苯乙烯磺酸鈉為對(duì)陰離子，Irgacure 2959為光引發(fā)劑，對(duì)甲苯磺酸（TsOH）為摻雜劑。在空氣中，15分鐘內(nèi)可完成聚合反應(yīng)。由于Irgacure 2959和BPED都具備優(yōu)異的雙光子吸收性能，該反應(yīng)促成了PEDOT:PSS結(jié)構(gòu)的雙光子打印。在固化的水凝膠中，該方法能夠打印三維PEDOT:PSS導(dǎo)電通路。更進(jìn)一步，該技術(shù)可以同時(shí)引發(fā)了水凝膠前體的自由基聚合交聯(lián)和EDOT的聚合反應(yīng)，從而構(gòu)建出亞微米分辨率且可編程的三維導(dǎo)電微納結(jié)構(gòu)。該創(chuàng)新性的光聚合方法有效解決了3D打印中導(dǎo)電聚合物的兼容性和光吸收問題。
東南大學(xué)至善博士后周鑫、南京大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院方尚文博士和東南大學(xué)至善博士后胡楊楠為共同第一作者。韓杰副研究員、謝勁教授和顧忠澤教授為通訊作者。該論文得到了國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
4.南京大學(xué)祝世寧院士榮獲陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)
6月25日下午，2024年度陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)和陳嘉庚青年科學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)儀式在中國科學(xué)院第二十一次院士大會(huì)上舉行。南京大學(xué)祝世寧院士與南京大學(xué)校友國防科技大學(xué)徐平研究員（完成獲獎(jiǎng)項(xiàng)目時(shí)在南京大學(xué)任職）的“鈮酸鋰光子芯片”項(xiàng)目獲得本年度陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)“技術(shù)科學(xué)獎(jiǎng)”。該項(xiàng)目在單個(gè)鈮酸鋰晶片上集成了糾纏光源、電光調(diào)制器、波導(dǎo)分束等多種功能器件，實(shí)現(xiàn)了片上光量子態(tài)的高效產(chǎn)生和高速操控。
祝世寧簡介
祝世寧，1949年生，南京大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士；現(xiàn)任南京大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、毓琇書院院長；擔(dān)任《國家科學(xué)評(píng)論（NSR）》編委會(huì)數(shù)理組組長、《中國科學(xué)》等刊物編委、《人工晶體學(xué)報(bào)》主編；曾任南京大學(xué)物理學(xué)院院長、物理系主任、現(xiàn)代工學(xué)院籌建組組長，教育部科技委常委、材料學(xué)部主任，國家納米科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)委員、總體專家組成員，國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展（973）計(jì)劃顧問組成員等。
主要從事微結(jié)構(gòu)功能材料和物理研究 , 研究興趣包括：微結(jié)構(gòu)對(duì)經(jīng)典光、非經(jīng)典光場(chǎng)調(diào)控基礎(chǔ)理論，發(fā)展新的實(shí)驗(yàn)和表征技術(shù)，開拓微結(jié)構(gòu)在材料和信息領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。在鐵電晶體疇工程及室溫極化技術(shù)、光學(xué)超晶格及激光技術(shù)、準(zhǔn)相位匹配非線性光學(xué)、量子光學(xué)和光學(xué)超構(gòu)材料等方面工作較為系統(tǒng)。作為主要完成人曾獲國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)（2006），國家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（2018）。個(gè)人榮譽(yù)有: “求是”杰出青年學(xué)者(1998)、美國光學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士（2013）、美國物理學(xué)會(huì)會(huì)士（2017）及首屆江蘇省基礎(chǔ)研究重大貢獻(xiàn)獎(jiǎng)（2019）等。
獲獎(jiǎng)項(xiàng)目介紹
鈮酸鋰晶體具有寬透光范圍和高電光、聲光、熱光和非線性系數(shù)，且化學(xué)性能穩(wěn)定，傳輸損耗低，是理想的光子學(xué)材料，在當(dāng)代信息光電子和激光領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，被稱為“光學(xué)硅”。
項(xiàng)目完成人所在團(tuán)隊(duì)曾利用準(zhǔn)相位匹配原理，通過對(duì)鈮酸鋰晶體中微結(jié)構(gòu)鐵電疇的調(diào)控，研制出光學(xué)超晶格并成功應(yīng)用于全固態(tài)激光器、電光調(diào)制器、高頻濾波器等新型光電子器件，推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)發(fā)展。本項(xiàng)目則是將準(zhǔn)相位匹配原理進(jìn)一步拓展到量子光學(xué)與量子信息技術(shù)領(lǐng)域，發(fā)展了利用微結(jié)構(gòu)對(duì)光量子態(tài)相干調(diào)控系統(tǒng)理論，研制出多種用于光量子態(tài)產(chǎn)生和調(diào)控的鈮酸鋰光學(xué)超晶格，可用于光量子信息多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。從2010年起，項(xiàng)目完成人又瞄準(zhǔn)了鈮酸鋰光量子集成芯片研究目標(biāo)，將疇工程與現(xiàn)代光子集成技術(shù)相結(jié)合，于2014年首次將糾纏光子產(chǎn)生、電光調(diào)制、光子干涉、波分復(fù)用等不同功能單元集成到了同一鈮酸鋰波導(dǎo)芯片上，完成了芯片上量子態(tài)的可控操作，多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)包括光子產(chǎn)率、調(diào)諧速率、調(diào)諧帶寬等均創(chuàng)下當(dāng)時(shí)國際最好水平。該工作展示了鈮酸鋰芯片用于可編程大規(guī)模光子集成的可行性，同時(shí)也推進(jìn)了小型化、芯片化光量子器件研制和設(shè)備開發(fā)，開辟了一條有別于硅基的光量子芯片技術(shù)路線。
“陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)”簡介
“陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)”是以著名愛國華僑領(lǐng)袖陳嘉庚先生的名字命名的科學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)，其前身是1988年設(shè)立的陳嘉庚獎(jiǎng)。2003年，經(jīng)國務(wù)院同意，中國科學(xué)院和中國銀行共同出資成立陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)基金會(huì)，設(shè)立陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)，旨在獎(jiǎng)勵(lì)近期在中國做出的重大原創(chuàng)性科學(xué)技術(shù)成果。陳嘉庚青年科學(xué)獎(jiǎng)于2010年設(shè)立，旨在獎(jiǎng)勵(lì)在中國獨(dú)立做出重要原創(chuàng)性科學(xué)技術(shù)成果的青年科技人才。
陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)和陳嘉庚青年科學(xué)獎(jiǎng)均設(shè)立六個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，分別是數(shù)理科學(xué)獎(jiǎng)、化學(xué)科學(xué)獎(jiǎng)、生命科學(xué)獎(jiǎng)、地球科學(xué)獎(jiǎng)、信息技術(shù)科學(xué)獎(jiǎng)和技術(shù)科學(xué)獎(jiǎng)。陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)每個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)每次評(píng)選不超過1項(xiàng)的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目，獲獎(jiǎng)人數(shù)一般為1人，最多不超過3人。若無符合標(biāo)準(zhǔn)的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目，可以空缺。2024年度共有5個(gè)科技成果獲“陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)”，10位青年科技工作者獲“陳嘉庚青年科學(xué)獎(jiǎng)”。
5.成電集成電路學(xué)院張波教授團(tuán)隊(duì)牽頭獲得2023年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)
6月24日上午，全國科技大會(huì)、國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)、兩院院士大會(huì)在北京召開。習(xí)近平等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人出席大會(huì)并為獲獎(jiǎng)代表頒獎(jiǎng)。
我院功率集成技術(shù)實(shí)驗(yàn)室張波教授團(tuán)隊(duì)牽頭完成的“功率MOS與高壓集成芯片關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
研究介紹
該獲獎(jiǎng)項(xiàng)目在國家重大重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，建立了功率MOS器件電荷平衡新理論，突破了功率高壓MOS集成耐壓瓶頸，通過產(chǎn)學(xué)研合作，創(chuàng)建了三類具有國際先進(jìn)水平的功率半導(dǎo)體制造量產(chǎn)工藝平臺(tái)，為全球200余家企業(yè)提供了芯片制造服務(wù)，提升了我國功率高端芯片國際競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)了中國功率半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)步。
團(tuán)隊(duì)介紹
功率集成技術(shù)實(shí)驗(yàn)室由張波教授擔(dān)任學(xué)術(shù)帶頭人和團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，為“四川省功率半導(dǎo)體技術(shù)工程研究中心”，是“電子薄膜與集成器件全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和“電子科技大學(xué)集成電路研究中心”的重要組成部分?，F(xiàn)有18名教授/研究員、9名副教授/副研究員， 285名在讀全日制碩士研究生和65名博士研究生，被國際同行譽(yù)為“全球功率半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域最大的學(xué)術(shù)研究團(tuán)隊(duì)”和 “功率半導(dǎo)體領(lǐng)域研究最為全面的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)”，曾8次斬獲IEEE ISPSD發(fā)表論文數(shù)全球第一。
獎(jiǎng)項(xiàng)介紹
2023年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)是自2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)之后的首次頒獎(jiǎng)，共評(píng)選出國家自然科學(xué)獎(jiǎng)49項(xiàng)，國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)62項(xiàng)，國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)139項(xiàng)，中華人民共和國國際科學(xué)技術(shù)合作獎(jiǎng)10人。
6.復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)在鉿基鐵電器件的可靠性研究方面取得重要進(jìn)展
近日，2024年超大規(guī)模集成電路國際研討會(huì)（IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits）在美國召開。復(fù)旦大學(xué)芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院的劉明院士團(tuán)隊(duì)在會(huì)上展示了鉿基鐵電器件可靠性方面的最新研究進(jìn)展。
基于Hf?Zr???O?材料的鐵電存儲(chǔ)器（FeRAM）由于其高速、良好的可微縮性和CMOS工藝兼容性，受到了廣泛關(guān)注。然而，器件的可靠性是影響其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。在程序代碼存儲(chǔ)以及人工智能網(wǎng)絡(luò)（AI）推理等以讀操作為主的應(yīng)用中，鐵電電容既不會(huì)像在傳統(tǒng)耐久性測(cè)試中一樣被頻繁擦寫，也不會(huì)像在傳統(tǒng)保持性測(cè)試中一樣長時(shí)間維持在同一極化狀態(tài)。因此，器件在這些應(yīng)用場(chǎng)景下的可靠性失效規(guī)律及背后的物理機(jī)制值得深入的研究。
針對(duì)上述問題，團(tuán)隊(duì)首先提出了一種包含不同脈沖占空比的耐久性（duty cycling）測(cè)試方法。研究發(fā)現(xiàn)，在電學(xué)測(cè)試過程中，隨著占空比的減小，極化強(qiáng)度（Psw）損失和翻轉(zhuǎn)電壓（Vc）偏移程度加劇，最終使得器件更快失效。在此基礎(chǔ)上，研究人員建立了包含氧空位缺陷動(dòng)力學(xué)和Preisach極化翻轉(zhuǎn)機(jī)制的鐵電器件三維物理模型，揭示了duty cycling背后由電場(chǎng)及濃度驅(qū)動(dòng)下氧空位重新分布主導(dǎo)的失效機(jī)制。最后，團(tuán)隊(duì)針對(duì)性地提出了利用超晶格結(jié)構(gòu)以及Hf:Zr比例調(diào)控，抑制電學(xué)刺激下的氧缺陷生成，成功緩解了上述失效行為，并實(shí)現(xiàn)了在128Kb鉿基FeRAM芯片上的驗(yàn)證，推動(dòng)了鉿基鐵電存儲(chǔ)技術(shù)的更廣泛應(yīng)用。
該研究成果以題為“Comprehensive Analysis of Duty-cycle Induced Degradations in Hf?Zr???O?-based Ferroelectric Capacitors: Behavior, Modeling, and Optimization”入選2024 VLSI。芯片院博士生馮冠和博士后李昱為共同第一作者，芯片院蔣昊青年研究員、魏瑩芬青年研究員和劉琦教授為通訊作者。
2.廣東省光電芯片系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在面向WiFi路由器的新型極化分集玻璃天線研究方面取得突破
3.東南大學(xué)顧忠澤教授課題組導(dǎo)電聚合物光聚合與3D打印技術(shù)最新研究成果
4.南京大學(xué)祝世寧院士榮獲陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)
5.成電集成電路學(xué)院張波教授團(tuán)隊(duì)牽頭獲得2023年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)
6.復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)在鉿基鐵電器件的可靠性研究方面取得重要進(jìn)展
1.中國科學(xué)院金屬研究所團(tuán)隊(duì)在全固態(tài)電池正極材料的失效機(jī)制研究方面取得進(jìn)展
全固態(tài)鋰電池具備高安全性和高能量密度的特點(diǎn)，有望成為超越傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的下一代電池技術(shù)。而電極材料（包括正極和負(fù)極）與固態(tài)電解質(zhì)的界面不穩(wěn)定性阻礙了固態(tài)電池的發(fā)展。因此，探討正極/固態(tài)電解質(zhì)界面不穩(wěn)定性誘發(fā)的電池材料失效機(jī)制，對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)全固態(tài)電池材料具有重要意義。
近日，中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心材料結(jié)構(gòu)與缺陷研究部研究員王春陽，聯(lián)合美國加利福尼亞大學(xué)爾灣分校教授忻獲麟團(tuán)隊(duì)，基于前期關(guān)于液態(tài)鋰電正極材料失效機(jī)制的研究成果，在全固態(tài)電池正極材料的失效機(jī)制研究方面取得進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)利用人工智能輔助的透射電鏡技術(shù)揭示了全固態(tài)鋰電層狀氧化物正極材料的原子尺度結(jié)構(gòu)退化機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)其與傳統(tǒng)液態(tài)電池中的退化機(jī)制具有顯著差別。
研究表明，全固態(tài)電池的晶格失氧和局部應(yīng)力耦合驅(qū)動(dòng)的表面“晶格碎化”以及脫鋰誘發(fā)的剪切相變共同導(dǎo)致層狀氧化物的結(jié)構(gòu)性能退化。表面“晶格碎化”涉及納米級(jí)多晶巖鹽相的形成。這一失效模式在層狀氧化物正極材料中被發(fā)現(xiàn)。此外，該研究還發(fā)現(xiàn)了區(qū)別于傳統(tǒng)鋰離子電池中層狀正極的剪切界面新構(gòu)型和大尺寸O1相的形成。
上述成果拓展了層狀氧化物正極的相變退化理論，有望為全固態(tài)電池的正極材料和正極/電解質(zhì)界面優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。
相關(guān)研究成果以Atomic Origin of Chemomechanical Failure of Layered Cathodes in All-Solid-State Batteries為題發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì)志》（JACS）上。
2.廣東省光電芯片系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在面向WiFi路由器的新型極化分集玻璃天線研究方面取得突破
前言：
廣東省光電信息處理芯片與系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的梁國華教授和胡鵬飛副教授深入研究面向WiFi路由器的新型極化分集玻璃天線，并在IEEE消費(fèi)電子旗艦期刊IEEE Transactions on Consumer Electronics (TCE)上發(fā)表其最新研究成果。該項(xiàng)工作受到主編Kim Fung Tsang教授特別邀請(qǐng)，為特邀文章（Invited Paper）。
01
研究背景
在當(dāng)今信息爆炸的時(shí)代，WiFi已成為日常生活中不可或缺的一部分。然而，隨著用戶需求的不斷增長和智能設(shè)備的普及，傳統(tǒng)WiFi路由器在信號(hào)覆蓋、速度和穩(wěn)定性方面仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這些問題，科研團(tuán)隊(duì)從路由器天線方面進(jìn)行探索，在TCE期刊上發(fā)表了一篇題為“Polarization Diversity Glass Antenna for Consumer WiFi Routers”的論文。
02
成果展示
該論文提出一種新型平面饋電網(wǎng)絡(luò)，只需要單層PCB即可實(shí)現(xiàn)全向極化分集天線的高效饋電，解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中至少兩層饋電網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致的高損耗問題。
為了驗(yàn)證其性能，將該玻璃天線與傳統(tǒng)路由器連接，并測(cè)試其吞吐量，并和商用偶極子天線的路由器進(jìn)行對(duì)比。在室內(nèi)環(huán)境多場(chǎng)景下，采用分集玻璃天線的路由器的吞吐量均表現(xiàn)更優(yōu)。
該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)包括：
①穩(wěn)定性提升：極化分集傳輸能夠減少由于多徑效應(yīng)和干擾引起的信號(hào)衰減和丟失，從而保證了更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。
②美觀與實(shí)用兼?zhèn)洌翰Ａ炀€不僅具備優(yōu)越的性能，還能與現(xiàn)代家居環(huán)境完美融合，既美觀又不占用額外空間。
3.東南大學(xué)顧忠澤教授課題組導(dǎo)電聚合物光聚合與3D打印技術(shù)最新研究成果
【東大新聞網(wǎng)6月25日電】（通訊員 吳雪婷）近日，東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院顧忠澤教授與南京大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院謝勁教授、韓杰副研究員團(tuán)隊(duì)合作，在亞微米精度導(dǎo)電聚合物三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D打印方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果以《導(dǎo)電聚合物的光聚合與3D打印》（Photoinduced double hydrogen atom transfer for polymerization and 3D printing of conductive polymer）為題在國際頂級(jí)期刊Nature Synthesis上在線發(fā)表。
近年來，科技的迅猛發(fā)展推動(dòng)了生物電子設(shè)備在微型化、集成化和三維化方面的顯著進(jìn)步，為生物醫(yī)學(xué)工程和先進(jìn)材料科學(xué)帶來了廣闊的應(yīng)用前景。導(dǎo)電聚合物憑借其獨(dú)特的離子與電子導(dǎo)電性，在柔性電子、生物傳感、可植入醫(yī)療器械等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，尤其在器官芯片（Organ-on-a-Chip）技術(shù)中展現(xiàn)出巨大的潛力。器官芯片通過微流控和微型化設(shè)計(jì)，模擬了人體器官的物理和生理特性，為藥物篩選和疾病研究提供了高度仿真的體外實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。為了在器官芯片中精確模擬和監(jiān)測(cè)生理電信號(hào)傳導(dǎo)，亟需構(gòu)建高精度的三維導(dǎo)電聚合物網(wǎng)絡(luò)。然而，傳統(tǒng)的二維制造技術(shù)在精度和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的構(gòu)建上存在顯著局限，無法滿足這一需求。目前的三維制造方法，如擠出式打印和光基打印，在構(gòu)建導(dǎo)電聚合物網(wǎng)絡(luò)時(shí)均面臨諸多挑戰(zhàn)。擠出式打印受限于噴嘴尺寸和自下而上的材料堆積過程，打印分辨率通常低于10微米，難以實(shí)現(xiàn)高精度的三維導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。盡管光基打印技術(shù)在精度上具備優(yōu)勢(shì)，但導(dǎo)電聚合物在可見光和近紅外波段的強(qiáng)光吸收特性，限制了激發(fā)光的穿透和光敏劑的活化，從而妨礙了Z方向上的增材制造能力。因此，開發(fā)新型三維打印方法以克服這些挑戰(zhàn)，對(duì)于提升器官芯片在生物電信號(hào)傳導(dǎo)和復(fù)雜生理功能模擬中的潛力至關(guān)重要。
為了突破這些技術(shù)瓶頸，顧忠澤教授團(tuán)隊(duì)與謝勁教授、韓杰副研究員團(tuán)隊(duì)提出了一種基于時(shí)空可控光誘導(dǎo)氫原子轉(zhuǎn)移（HAT）反應(yīng)的導(dǎo)電聚合物光聚合方法。他們開發(fā)了一種高效的HAT催化劑BPED，通過光引發(fā)雙重HAT反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電聚合物的快速光聚合。以PEDOT:PSS為例，標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)體系使用3,4-乙烯二氧噻吩為單體，聚苯乙烯磺酸鈉為對(duì)陰離子，Irgacure 2959為光引發(fā)劑，對(duì)甲苯磺酸（TsOH）為摻雜劑。在空氣中，15分鐘內(nèi)可完成聚合反應(yīng)。由于Irgacure 2959和BPED都具備優(yōu)異的雙光子吸收性能，該反應(yīng)促成了PEDOT:PSS結(jié)構(gòu)的雙光子打印。在固化的水凝膠中，該方法能夠打印三維PEDOT:PSS導(dǎo)電通路。更進(jìn)一步，該技術(shù)可以同時(shí)引發(fā)了水凝膠前體的自由基聚合交聯(lián)和EDOT的聚合反應(yīng)，從而構(gòu)建出亞微米分辨率且可編程的三維導(dǎo)電微納結(jié)構(gòu)。該創(chuàng)新性的光聚合方法有效解決了3D打印中導(dǎo)電聚合物的兼容性和光吸收問題。
東南大學(xué)至善博士后周鑫、南京大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院方尚文博士和東南大學(xué)至善博士后胡楊楠為共同第一作者。韓杰副研究員、謝勁教授和顧忠澤教授為通訊作者。該論文得到了國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
4.南京大學(xué)祝世寧院士榮獲陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)
6月25日下午，2024年度陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)和陳嘉庚青年科學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)儀式在中國科學(xué)院第二十一次院士大會(huì)上舉行。南京大學(xué)祝世寧院士與南京大學(xué)校友國防科技大學(xué)徐平研究員（完成獲獎(jiǎng)項(xiàng)目時(shí)在南京大學(xué)任職）的“鈮酸鋰光子芯片”項(xiàng)目獲得本年度陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)“技術(shù)科學(xué)獎(jiǎng)”。該項(xiàng)目在單個(gè)鈮酸鋰晶片上集成了糾纏光源、電光調(diào)制器、波導(dǎo)分束等多種功能器件，實(shí)現(xiàn)了片上光量子態(tài)的高效產(chǎn)生和高速操控。
祝世寧簡介
祝世寧，1949年生，南京大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士；現(xiàn)任南京大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、毓琇書院院長；擔(dān)任《國家科學(xué)評(píng)論（NSR）》編委會(huì)數(shù)理組組長、《中國科學(xué)》等刊物編委、《人工晶體學(xué)報(bào)》主編；曾任南京大學(xué)物理學(xué)院院長、物理系主任、現(xiàn)代工學(xué)院籌建組組長，教育部科技委常委、材料學(xué)部主任，國家納米科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)委員、總體專家組成員，國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展（973）計(jì)劃顧問組成員等。
主要從事微結(jié)構(gòu)功能材料和物理研究 , 研究興趣包括：微結(jié)構(gòu)對(duì)經(jīng)典光、非經(jīng)典光場(chǎng)調(diào)控基礎(chǔ)理論，發(fā)展新的實(shí)驗(yàn)和表征技術(shù)，開拓微結(jié)構(gòu)在材料和信息領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。在鐵電晶體疇工程及室溫極化技術(shù)、光學(xué)超晶格及激光技術(shù)、準(zhǔn)相位匹配非線性光學(xué)、量子光學(xué)和光學(xué)超構(gòu)材料等方面工作較為系統(tǒng)。作為主要完成人曾獲國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)（2006），國家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（2018）。個(gè)人榮譽(yù)有: “求是”杰出青年學(xué)者(1998)、美國光學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士（2013）、美國物理學(xué)會(huì)會(huì)士（2017）及首屆江蘇省基礎(chǔ)研究重大貢獻(xiàn)獎(jiǎng)（2019）等。
獲獎(jiǎng)項(xiàng)目介紹
鈮酸鋰晶體具有寬透光范圍和高電光、聲光、熱光和非線性系數(shù)，且化學(xué)性能穩(wěn)定，傳輸損耗低，是理想的光子學(xué)材料，在當(dāng)代信息光電子和激光領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，被稱為“光學(xué)硅”。
項(xiàng)目完成人所在團(tuán)隊(duì)曾利用準(zhǔn)相位匹配原理，通過對(duì)鈮酸鋰晶體中微結(jié)構(gòu)鐵電疇的調(diào)控，研制出光學(xué)超晶格并成功應(yīng)用于全固態(tài)激光器、電光調(diào)制器、高頻濾波器等新型光電子器件，推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)發(fā)展。本項(xiàng)目則是將準(zhǔn)相位匹配原理進(jìn)一步拓展到量子光學(xué)與量子信息技術(shù)領(lǐng)域，發(fā)展了利用微結(jié)構(gòu)對(duì)光量子態(tài)相干調(diào)控系統(tǒng)理論，研制出多種用于光量子態(tài)產(chǎn)生和調(diào)控的鈮酸鋰光學(xué)超晶格，可用于光量子信息多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。從2010年起，項(xiàng)目完成人又瞄準(zhǔn)了鈮酸鋰光量子集成芯片研究目標(biāo)，將疇工程與現(xiàn)代光子集成技術(shù)相結(jié)合，于2014年首次將糾纏光子產(chǎn)生、電光調(diào)制、光子干涉、波分復(fù)用等不同功能單元集成到了同一鈮酸鋰波導(dǎo)芯片上，完成了芯片上量子態(tài)的可控操作，多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)包括光子產(chǎn)率、調(diào)諧速率、調(diào)諧帶寬等均創(chuàng)下當(dāng)時(shí)國際最好水平。該工作展示了鈮酸鋰芯片用于可編程大規(guī)模光子集成的可行性，同時(shí)也推進(jìn)了小型化、芯片化光量子器件研制和設(shè)備開發(fā)，開辟了一條有別于硅基的光量子芯片技術(shù)路線。
“陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)”簡介
“陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)”是以著名愛國華僑領(lǐng)袖陳嘉庚先生的名字命名的科學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)，其前身是1988年設(shè)立的陳嘉庚獎(jiǎng)。2003年，經(jīng)國務(wù)院同意，中國科學(xué)院和中國銀行共同出資成立陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)基金會(huì)，設(shè)立陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)，旨在獎(jiǎng)勵(lì)近期在中國做出的重大原創(chuàng)性科學(xué)技術(shù)成果。陳嘉庚青年科學(xué)獎(jiǎng)于2010年設(shè)立，旨在獎(jiǎng)勵(lì)在中國獨(dú)立做出重要原創(chuàng)性科學(xué)技術(shù)成果的青年科技人才。
陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)和陳嘉庚青年科學(xué)獎(jiǎng)均設(shè)立六個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，分別是數(shù)理科學(xué)獎(jiǎng)、化學(xué)科學(xué)獎(jiǎng)、生命科學(xué)獎(jiǎng)、地球科學(xué)獎(jiǎng)、信息技術(shù)科學(xué)獎(jiǎng)和技術(shù)科學(xué)獎(jiǎng)。陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)每個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)每次評(píng)選不超過1項(xiàng)的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目，獲獎(jiǎng)人數(shù)一般為1人，最多不超過3人。若無符合標(biāo)準(zhǔn)的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目，可以空缺。2024年度共有5個(gè)科技成果獲“陳嘉庚科學(xué)獎(jiǎng)”，10位青年科技工作者獲“陳嘉庚青年科學(xué)獎(jiǎng)”。
5.成電集成電路學(xué)院張波教授團(tuán)隊(duì)牽頭獲得2023年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)
6月24日上午，全國科技大會(huì)、國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)、兩院院士大會(huì)在北京召開。習(xí)近平等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人出席大會(huì)并為獲獎(jiǎng)代表頒獎(jiǎng)。
我院功率集成技術(shù)實(shí)驗(yàn)室張波教授團(tuán)隊(duì)牽頭完成的“功率MOS與高壓集成芯片關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
研究介紹
該獲獎(jiǎng)項(xiàng)目在國家重大重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，建立了功率MOS器件電荷平衡新理論，突破了功率高壓MOS集成耐壓瓶頸，通過產(chǎn)學(xué)研合作，創(chuàng)建了三類具有國際先進(jìn)水平的功率半導(dǎo)體制造量產(chǎn)工藝平臺(tái)，為全球200余家企業(yè)提供了芯片制造服務(wù)，提升了我國功率高端芯片國際競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)了中國功率半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)步。
團(tuán)隊(duì)介紹
功率集成技術(shù)實(shí)驗(yàn)室由張波教授擔(dān)任學(xué)術(shù)帶頭人和團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，為“四川省功率半導(dǎo)體技術(shù)工程研究中心”，是“電子薄膜與集成器件全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和“電子科技大學(xué)集成電路研究中心”的重要組成部分?，F(xiàn)有18名教授/研究員、9名副教授/副研究員， 285名在讀全日制碩士研究生和65名博士研究生，被國際同行譽(yù)為“全球功率半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域最大的學(xué)術(shù)研究團(tuán)隊(duì)”和 “功率半導(dǎo)體領(lǐng)域研究最為全面的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)”，曾8次斬獲IEEE ISPSD發(fā)表論文數(shù)全球第一。
獎(jiǎng)項(xiàng)介紹
2023年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)是自2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)之后的首次頒獎(jiǎng)，共評(píng)選出國家自然科學(xué)獎(jiǎng)49項(xiàng)，國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)62項(xiàng)，國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)139項(xiàng)，中華人民共和國國際科學(xué)技術(shù)合作獎(jiǎng)10人。
6.復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊(duì)在鉿基鐵電器件的可靠性研究方面取得重要進(jìn)展
近日，2024年超大規(guī)模集成電路國際研討會(huì)（IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits）在美國召開。復(fù)旦大學(xué)芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院的劉明院士團(tuán)隊(duì)在會(huì)上展示了鉿基鐵電器件可靠性方面的最新研究進(jìn)展。
基于Hf?Zr???O?材料的鐵電存儲(chǔ)器（FeRAM）由于其高速、良好的可微縮性和CMOS工藝兼容性，受到了廣泛關(guān)注。然而，器件的可靠性是影響其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。在程序代碼存儲(chǔ)以及人工智能網(wǎng)絡(luò)（AI）推理等以讀操作為主的應(yīng)用中，鐵電電容既不會(huì)像在傳統(tǒng)耐久性測(cè)試中一樣被頻繁擦寫，也不會(huì)像在傳統(tǒng)保持性測(cè)試中一樣長時(shí)間維持在同一極化狀態(tài)。因此，器件在這些應(yīng)用場(chǎng)景下的可靠性失效規(guī)律及背后的物理機(jī)制值得深入的研究。
針對(duì)上述問題，團(tuán)隊(duì)首先提出了一種包含不同脈沖占空比的耐久性（duty cycling）測(cè)試方法。研究發(fā)現(xiàn)，在電學(xué)測(cè)試過程中，隨著占空比的減小，極化強(qiáng)度（Psw）損失和翻轉(zhuǎn)電壓（Vc）偏移程度加劇，最終使得器件更快失效。在此基礎(chǔ)上，研究人員建立了包含氧空位缺陷動(dòng)力學(xué)和Preisach極化翻轉(zhuǎn)機(jī)制的鐵電器件三維物理模型，揭示了duty cycling背后由電場(chǎng)及濃度驅(qū)動(dòng)下氧空位重新分布主導(dǎo)的失效機(jī)制。最后，團(tuán)隊(duì)針對(duì)性地提出了利用超晶格結(jié)構(gòu)以及Hf:Zr比例調(diào)控，抑制電學(xué)刺激下的氧缺陷生成，成功緩解了上述失效行為，并實(shí)現(xiàn)了在128Kb鉿基FeRAM芯片上的驗(yàn)證，推動(dòng)了鉿基鐵電存儲(chǔ)技術(shù)的更廣泛應(yīng)用。
該研究成果以題為“Comprehensive Analysis of Duty-cycle Induced Degradations in Hf?Zr???O?-based Ferroelectric Capacitors: Behavior, Modeling, and Optimization”入選2024 VLSI。芯片院博士生馮冠和博士后李昱為共同第一作者，芯片院蔣昊青年研究員、魏瑩芬青年研究員和劉琦教授為通訊作者。
